MXPA05012142A - Pepitas de grano de cereal fotificadas con hierro y calcio. - Google Patents

Abstract

Se describen pepitas de grano de cereal fortificadas con hierro y calcio. Tambien se describe un proceso para la elaboracion de pepitas de grano de cereal fortificadas con hierro y calcio, el proceso comprende proporcionar pepitas de grano de cereal y mezclar estas pepitas con una composicion que comprende una fuente de hierro y una fuente de calcio.

Description

PEPITAS DE GRANO DE CEREAL FORTIFICADAS CON HIERRO Y CALCIO CAMPO TÉCNICO La presente invención se dirige a pepitas de granos de cereal fortificadas con fuentes altamente biodegradables de hierro y fuentes de altamente solubles y biodisponibles de calcio. Más específicamente, la ¡nvención se relaciona con pepitas de grano de cereal fortificadas con una fuente de hierro y sales de calcio de ácido cítrico y málico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En muchos países, la dieta promedio no contiene los niveles suficientes de hierro y la deficiencia de este elemento está bien documentada. A pesar de que la deficiencia de hierro es una de las pocas deficiencias nutricionales en los EE.UU. y es común en la mayoría de los países en desarrollo. El hierro es un componente esencial de la molécula de hemoglobina: sin hierro la médula espinal no puede producir hemoglobina. Los eritrocitos no resultan suficientes y aquellos que realmente entran en la circulación son más pequeños que lo normal (microcíticos) y carecen de hemoglobina, en consecuencia tienen un aspecto pálido (hipocrómicos). Existen muchos síntomas de anemia. Cada individuo no experimentará todos los síntomas y si la anemia es ligera, los síntomas pueden ser imperceptibles. Algunos de los síntomas son: piel de color pálido, fatiga, irritabilidad, vértigos, debilidad, respiración entrecortada, lengua irritada, uñas quebradizas, disminución del apetito (especialmente en niños), dolor de cabeza y frente. La anemia por deficiencia de hierro deteriora el desarrollo mental y psicomotor en infantes y niños. La cantidad promedio de hierro en el adulto masculino promedio es 4 gm y en el adulto femenino promedio es 2.5gm. La dieta normal norteamericana contiene aproximadamente 15-20 mg de hierro por día. La mayor parte está presente en la carne y vegetales verdes; aproximadamente se absorbe 1.0 mg cada día y casi una cantidad igual se pierde en las heces y el sudor. Como resultado, la ingesta de hierro promedio en adultos se encuentra en un delicado balance, pero tiene poca consecuencia que se absorba ligeramente más hierro del que se pierde y que una provisión de hierro gradualmente se acumule. Si por alguna razón la proporción de pérdida de hierro se incrementa, estas provisiones pueden llegar a agotarse y se puede desarrollar una deficiencia de hierro absoluta. Semejante deficiencia hace que se requieran considerables dosis de hierro adicional para reabastecer las provisiones corporales al igual que sea necesario un monitoreo suficiente para evitar una sobredosis de hierro. En países en desarrollo, casi la mitad de la población femenina e infantil padece de anemia por deficiencia de hierro. En los Estados Unidos de América, el 7 % de niños con 1 a 2 años de edad y el 9 % - 16 % de los adolescentes y adultos femeninos con 12 a 49 años de edad tienen deficiencia de hierro. Se ha estimado que la prevalencia de la deficiencia de hierro es dos veces más alta entre los afroamericanos no hispanos y México-Americanos de sexo femenino (19 %-22 %) que entre los caucásicos no hispanos de sexo femenino (10 %). (Véase www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5140a1.) El hierro se puede agregar a los alimentos y bebidas para complementar las fuentes dietéticas. Es necesario que los compuestos de hierro insoluble se agreguen a los productos como una suspensión. El calcio es un nutriente esencial necesario durante toda la vida para una gama de funciones fisiológicas importantes. Se ha reportado que el calcio corporal está presente en los dientes y huesos. Por ello, el calcio es necesario tanto para la formación así como para el mantenimiento de los huesos y dientes. El restante uno por ciento de calcio se encuentra por todo el cuerpo en la sangre y tejidos blandos y está en parte ionizado. En su forma ionizada, el calcio es de gran importancia para la coagulación sanguínea, el correcto funcionamiento del corazón, nervios y músculos, y en la permeabilidad de las membranas. La investigación científica ha mostrado evidencia que el calcio juega un papel en la protección en contra de la hipertensión sanguínea y el cáncer de colón. Si no se obtienen cantidades adecuadas de calcio de las fuentes dietéticas, el calcio esquelético siempre se sacrificará para satisfacer las necesidades metabólicas de los tejidos blandos. En consecuencia, cuando la ingesta de calcio dietético es inadecuada, se compromete el metabolismo esquelético. Bajo estas circunstancias, se acumula menos materia ósea durante el crecimiento y se extrae calcio del esqueleto adulto con una reducción concomitante de la fuerza ósea. En muchas partes del mundo, la ingesta de calcio está por debajo de la cantidad recomendada. Aunque nutriólogos han resaltado la importancia de recibir los requerimientos nutricionales diarios de calcio en la dieta, es difícil lograr la cantidad requerida de calcio a través de una dieta regular. El calcio también se puede obtener a través de una variedad de fuentes dietéticas, pero un problema mayor con la suplementación de calcio a partir de alimentos y bebidas es la solubilidad de este elemento. Las sales de calcio insoluble necesitan que se agreguen a productos como una suspensión, pero esto muchas veces produce cambios negativos en el sabor y textura así como el asentamiento de la suspensión. Además, las fuentes de calcio insoluble por lo general se absorben menos que las formas solubles. El calcio puede impartir una sensación a corrosión o a quemado en la boca cuando se consumen en grandes cantidades, y puede llevar a un sabor residual desagradable en la boca, lo que depende de la fuente del calcio. Las deficiencias de hierro y calcio se pueden superar incrementado la ingesta de alimentos de origen natural que contengan estos minerales o tomando suplementos. Con respecto a lo primero, obviamente esto es difícil, en particular en países en desarrollo, con respecto a la creciente ingesta de alimentos que tiene un alto contenido en hierro y calcio. Con respecto a lo último, en muchos países donde la gente padece de estas deficiencias, la economía es tal que proveer minerales como un suplemento resulta costoso y presenta considerables problemas de logística de distribución. Además, el cumplimiento, es decir, hacer que estas personas tomen los suplementos minerales en forma diaria, es un problema importante. Por consiguiente, resulta deseable el suministro de hierro y calcio en una forma que sea biodegradable y al mismo tiempo tenga un sabor y apariencia aceptable, y en una forma que se pudiera consumir en una proporción alta de la población en riesgo. Se han fortificado grano de cereal con muchas distintas vitaminas y minerales, incluyendo el hierro y calcio. Por ejemplo, la patente de los EE.UU. núm. 6,159,530, otorgada el 12 de diciembre de 2000, de Christiansen y col., describe cereales procesados fortificados con quelatos aminoácidos metálicos, donde el metal se puede seleccionar de varias entidades, entre las que se incluyen el hierro o calcio. En la patente de los EE.UU. núm. 6,207,204, otorgada el 27 de marzo de 2001, de Christensen y col., se describen pepitas de grano de cereal fortificadas con quelatos aminoácidos metálicos, de nueva cuenta donde el metal se puede seleccionar de, por ejemplo hierro o calcio. Sin embargo, las formas de calcio descritas en ese documento son menos solubles que las formas de calcio descritas en dicho documento. En este sentido, los solicitantes han descubierto con gran sorpresa que las formas de calcio descritas en dicho documento exhiben una mejor solubilidad, de modo que se pueden lograr mejores niveles de fortificación. En vista de lo anterior, sería útil proporcionar pepitas de grano de cereal mejoradas que estén fortificados con hierro y calcio. Más específicamente, sería útil proporcionar pepitas de grano de cereal fortificadas donde el hierro y calcio se incorporen para proporcionar una mejor biodisponibilidad de modo que cantidades más pequeñas de estos materiales se pueden utilizar para fortificar una pepita de grano de cereal, con lo que se reduce los efectos secundarios indeseados y la falta de la capacidad para sentir el sabor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la invención se relaciona con pepitas de grano de cereal fortificadas con hierro y calcio, en donde el calcio se encuentra en la forma de sales de calcio de ácido cítrico y ácido málico. En otro aspecto, la invención se relaciona con un proceso para elaborar pepitas de grano de cereal fortificadas que comprende proporciona grano de cereal y mezclar estas pepitas de granos con una composición que contiene una fuente de hierro y una mezcla de sales de calcio de ácido cítrico y málico.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN I. Definiciones Las formas singulares "un", "uno", "una" y "el", "los", "la" y "las" incluyen las referencias plurales, a menos que el contenido claramente dicte algo distinto. El término "biodisponible" significa que la fuente mineral se encuentra en una forma que es capaz de ser transportada intacta a través de la pared intestinal hacia la corriente sanguínea vía un transporte activo. Con respecto al hierro en alimentos, la biodisponibilidad, o más específicamente la biodisponibilidad relativa (RBV, por sus siglas en inglés), se mide como la absorción en aumento de ese hierro en una dieta estandarizada o un alimento de prueba. Un método para determinar la biodisponibilidad en mamíferos es el saciedad y vaciamiento gástrico en ratas. Forbes, A.L. y col., 1989, Am. J. Clin. Nutr. 49:225-238. Con este método se puede comparar las biodisponibilidades relativas de compuestos de hierro. Utilizando este método, ratas bebés se alimentan con una dieta sin hierro hasta que se vuelven anémicas. Después de una medición de valores iniciales de hemoglobina, las ratas se alimentaron con un dieta que contenía uno de los compuestos de hierro que se van a evaluar. Un de grupo de control se alimentó con una dieta estándar que contenía sulfato ferroso. Después de un periodo de dos semanas, se tomó una medición final de hemoglobina y se comparó con la medición de valores iniciales. Utilizando este método, se midieron en ratas la biodisponibilidad relativa promedio del hierro. El sulfato ferroso se empleó como una referencia y tenía una RBV de 100 %, en comparación con otros compuestos de hierro. La biodisponibilidad es el resultado de la mayor solubilidad del compuesto. Factores ambientales, como por ejemplo el pH o la concentración de hierro, tamaño de partícula, y la presencia de inhibidores también afectan la biodisponibilidad. Se ha mostrado que el bis-glicinato quelato ferroso (quelato aminoácido de hierro) tiene una mayor RBV que el sulfato ferroso. El bis-glicinato ferroso mostró tener una RBV de 90.9 % en comparación con 26.7 % del sulfato ferroso en infantes (Pineda, O. and Ashmead H.D., 2001 , Nutr. 17381-17384) y se absorbió 4.7 veces mejor que el sulfato ferroso en estudiantes adultos universitarios (Bovell-Benjamin, A., y col. 1999, Am. J. Clin. Nutr. 71:1563-1569). El término "citrato malato de calcio" ("CMC") se refiere a una composición de sales de calcio de ácido cítrico y ácido málico. El citrato malato de calcio puede estar compuesto por una mezcla de citrato de calcio y malato de calcio, un complejo de calcio que contenga ligandos de citrato y malato, una mezcla de una sal de calcio con ácido cítrico y ácido málico, o cualquier combinación de los mismos. Para los propósitos de la presente divulgación, y tal como se describe con mayor detalle más adelante, el CMC se puede describir en términos de "Proporción de equivalentes", así como en términos de proporción molar de citrato:malato. La proporción de equivalentes es los equivalentes de citrato y malato (3X moles de citrato + 2X moles de malato) divido entre los equivalentes de calcio (2X moles de calcio). La proporción molar de citrato.malato es simplemente la proporción molar de estos dos componentes. Para la proporción molar de citrato: malato y para la proporción de equivalentes, cuando se habla del citrato y malato se incluyen sus formas acidas (ácidos cítrico y málico) y sus formas de sales aniónicas (citrato y malato). Adicionalmente, la cantidad de citrato y malato empleada para el cálculo de la proporción de equivalentes y la proporción molar de citrato:malato incluyen cualquier ácido cítrico y málico introducido vía una fuente distinta al CMC.

II. Grano de cereal fortificado Las pepitas de grano de cereal fortificadas de la presente invención se pueden preparar recubriendo grano de cereal con una mezcla líquida (por ejemplo una solución, lechada, suspensión) que contenga los minerales deseados y secando los granos recubiertos antes de su empacado. El proceso de fortificación se puede llevar a cabo rociando o chorreando una solución mineral sobre un lecho rotatorio de arroz en una o muchas capas sucesivas. La solubilidad del citrato malato de calcio y fuentes de hierro hace que los minerales se apliquen eventualmente en el arroz, cubriendo todas las pepitas de granos, al mismo tiempo que mantiene la apariencia normal de la premezcla (arroz fortificado). Al cocinar la premezcla fortificada, con sin mezclado con arroz de basmati, se obtiene el pote completo de arroz eventualmente fortificado con calcio e hierro. También se considera que durante el cocinado el grano de arroz absorbe con mayor facilidad los minerales.

A. El componente hierro En general, en la presente invención se prefiere utilizar fuentes de hierro altamente biodisponibles. Una fuente preferida de hierro altamente biodisponible es el bis-glicinato quelato ferroso ya que tiene una RBV superior a la que tiene el sulfato ferroso. Compuestos que contienen hierro fácilmente solubles en agua o aquellos que son solubles en ácido diluido tienen mejores biodisponibilidades que las fuentes de hierro que no son tan solubles, y en consecuencia también resultan preferentes para utilizarse en la presente invención. Compuestos que contienen hierro insoluble en agua o aquellos que son poco solubles en ácido diluido en términos generales tienen una baja a moderada biodisponibilidad, dependiendo de las condiciones ambientales, y en consecuencia se les considera menos preferidos, aunque todavía son potencialmente útiles en la presente invención. En un aspecto, los compuestos que contienen hierro fácilmente preferidos empleados en la presente invención tendrán una RBV de por lo menos aproximadamente 50 %. En este aspecto, los compuestos más preferidos que contienen hierro tendrán una RBV de por lo menos aproximadamente 70 %, aún con mayor preferencia de por lo menos aproximadamente 80 %. Algunos compuestos son intensificadores conocidos de la absorción de hierro y pueden incrementar la biodisponibilidad del hierro, como por ejemplo la vitamina C u otros ácidos orgánicos. La inclusión de intensificadores podría volver a la fuente de hierro biodisponible más biodisponible.

Sin importar la fuente empleada, el hierro por lo habitual se incluirá en un nivel de por lo menos aproximadamente 0.001 %, en peso total de la pepita de grano de cereal fortificado. Por lo habitual, el hierro se incluirá en un nivel de aproximadamente 0.001 % a 0.1 %, con una mayor preferencia en un nivel de aproximadamente 0.0015 % a 0.007 %, y todavía aún con una mayor preferencia en un nivel de aproximadamente 0.002 % a 0.005 %, en peso total de la pepita de grano de cereal fortificado. El componente hierro preferido se selecciona del grupo formado por sales férricas, sales ferrosas, quelatos ferrosos de aminoácidos, complejos de hierro-azúcar-carboxilato, y de mezclas de éstos. Con respecto a sales de hierro, las sales ferrosas de grado alimentario que se pueden emplear en la presente invención incluyen, por ejemplo sulfato ferroso, fumarato ferroso, succinato ferroso, gluconato ferroso, lactato ferroso, tartrato ferroso, citrato ferroso así como mezclas de estas sales ferrosas. Tal como se ha mencionado, si bien el hierro ferroso por lo habitual es más biodisponible que el hierro férrico, las sales férricas también proporcionan fuentes de hierro biodisponibles. Sales férricas de grado alimentario que se pueden emplear en la presente invención incluyen, por ejemplo etilendiamina tetraacetato de sodio y hierro (EDTA), sacarato férrico, citrato férrico de amonio, sulfato férrico de amonio, hemoglobina, albuminato férrico, citrato férrico de colina, glicerofosfato férrico, citrato férrico, pirofosfato férrico, sulfato férrico, cloruro férrico, así como las mezclas de estas sales férricas.

Los compuestos de hierro preferidos para utilizarse en la presente invención son los quelatos aminoácidos de hierro. La modalidad más preferida del quelato aminoácido de hierro es en bis-glicinato ferroso. Los términos "quelato aminoácido de hierro" y "quelato ferroso de aminoácido" significan que existen enlaces covalentes coordinados entre el átomo de hierro (carbono) y el oxígeno del carboxilo, el carbono de carbonilo, el a-carbono y el nitrógeno del a-amino del aminoácido. Como tal, se forma un anillo heterocíclico con el hierro como el miembro de cierre. Sin embargo, conforme se reduce el pH, el enlace entre el oxígeno del carboxilo y el miembro de cierre de hierro se vuelve menos covalente y más iónico, aunque aún pude estar presente una estructura de anillo. Por ello, un quelato aminoácido de hierro, para los propósitos de la presente descripción, incluyen cualquier quelato o complejo formado por un aminoácido y un hierro que forme una estructura de anillo. La estructura real dependerá de la proporción molar de ligando a hierro. En semejante caso, la proporción molar de ligando a hierro es por lo menos aproximadamente 1 :1 y de preferencia es por lo menos aproximadamente 2:1. En ciertas circunstancias, la proporción molar de ligando a hierro puede ser aproximadamente 3:1 o incluso aproximadamente 4:1. Los quelatos ferrosos de aminoácidos particularmente adecuados como hierro quelatado aminoácido biodisponible para utilizarse en la presente invención son aquellos que tienen una proporción molar de ligando a hierro de por lo menos aproximadamente 2:1. Por ejemplo, quelatos ferrosos de aminoácidos adecuados que tienen una proporción molar de ligando a hierro de dos son aquellos con la fórmula: Fe(L)2 donde L es un ligando que reacciona con un alfa-aminoácido, un dipéptido, un tripéptido o un cuadrapéptido que reacciona. Por consiguiente, L puede ser cualquier ligando reaccionante que sea un alfa-aminoácido de origen natural seleccionado de alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, cistina, glutamina, ácido glutámico, glicina, histidina, hidroxiprolina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, ornitina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, triptofano, tirosina y valina; o un dipéptido, tripéptido o cuadrapéptido formado por una combinación de estos alfa-aminoácidos. Ver las patentes de los EE.UU. núm. 3,969,540 (Jensen) otorgada el 13 de julio de 1976; núm. 4,020,158 (Ashmead) otorgada el 26 de abril de 1977; núm. 4,863,898 (Ashmead y col.) otorgada el 5 de septiembre de 1989; núm. 4,830,716 (Ashmead) otorgada el 16 de mayo de 1989 y núm. 4,599,152 (Ashmead) otorgada el 8 de julio de 1986, incorporadas en la presente como referencia. Los quelatos ferrosos de aminoácidos especialmente preferidos son aquellos en los cuales los ligandos reactivos son glicina, lisina y leucina. El más preferido es el quelato ferroso aminoácido comercializado con el nombre comercial de FERROCHEL® por Albion Laboratories (Clearfield, Utah), donde el ligando reaccionante es glicina.

La estructura, química y biodisponibilidad de los quelatos aminoácidos están bien documentada en la literatura, por ejemplo en el documento de Ashmead y col., Chelated Mineral Nutrition, (1982), Chas. C. Thomas Publishers, Springfield, lll.; Ashmead y col., Intestinal Absorption of Metal lons, (1985), Chas. C. Thomas Publishers, Springfield, lll.; Ashmead y col., Foliar Feeding of Plants with Amino Acid Chelates, (1986), Noyes Publications, Park Ridge, N.J.; Ashmead, S. (2001) Arch. Lat. Amer. Nutr., Supp. 51:7-12; Ashmead, H.D. (2001) Arch. Lat. Amer. Nutr., Supp. 51 :12-21 ; las patente de los EE.UU. núms. 4,020,158; 4,167,564; 4,216,143; 4,216,144; 4,599,152; 4,774,089; 4,830,716; 4,863,898 y en otros documentos. Una ventaja de los quelatos aminoácidos en el campo de la nutrición mineral se atribuye al hecho que estos quelatos se absorben con facilidad en las células intestinales y mucosales por medio de transporte activo como si fueran dipéptidos. En otras palabras, los minerales se absorben junto con los aminoácidos como una sola unidad utilizando los aminoácidos como moléculas portadoras. En consecuencia, se evitan los problemas asociados con la competencia de iones para sitios activos y la supresión de elementos minerales nutritivos específicos por otros. Esto es específicamente cierto para compuestos, como por ejemplo sulfatos de hierro que se deben suministrar en cantidades relativamente elevadas con el fin de que el cuerpo absorba una cantidad apropiada, lo que lleva a una posible nausea, diarrea y otros malestares. Debido a que el hierro es un mineral de semejante importancia para muchas funciones fisiológicas y debido a que una persona típica ingiere alimentos no fortificados y por ello carece de la cantidad suficiente de hierro, la fortificación prevalece como uno de los mejores métodos para ofrecerle a la gente el requerimiento mínimo diario de hierro. Otra fuente de hierro adecuada para utilizarse en la presente invención incluye complejos de hierro-azúcar-carboxilato. En estos complejos, el carboxilato proporciona el contraión para el hierro ferroso (preferido) o férrico. La síntesis general de estos complejos implica la formación de una entidad calcio-azúcar en medio acuoso (por ejemplo al hacer reaccionar hidróxido de calcio con un azúcar, la fuente de hierro (por ejemplo sulfato ferroso amónico) con la entidad calcio-azúcar en medio acuoso para formar una entidad hierro-azúcar y neutralizar el sistema de reacción con un ácido carboxílico (el "contraión carboxilato") para obtener el complejo deseado de hierro-azúcar-carboxilato). Los azúcares que se pueden utilizar para preparar la entidad calcio-azúcar, incluyen cualquiera de los materiales sacáridos ingeribles y sus mezclas, tal como glucosa, sacarosa, fructosa, mañosa, galactosa, lactosa, maltosa y lo similar; la sacarosa y la fructosa son los que más se prefieren. El ácido carboxílico que proporciona el "contraión carboxilato" puede ser cualquier ácido carboxílico ingerible como ácido cítrico, ácido málico, ácido tartárico, ácido láctico, ácido succínico, ácido propiónico, etc., y mezclas de éstos. Estos complejos de hierro-azúcar-carboxilato se pueden preparar de la manera que se describe en las patentes de los EE.UU. núms. 4,786,510 y 4,786,518 (Nakel y col.), otorgada el 22 de noviembre de 1988. Estos materiales se nombran "complejos", pero de hecho pueden existir en solución como coloides complicados, muy hidratados y protegidos; el término "complejo" se utiliza con el propósito de tener simplicidad.

B. El componente calcio La cantidad nutritivamente suplementaria para el calcio por lo general se incluirá en una cantidad de aproximadamente 0.03 % a 2 %, en peso total de pepita de grano de cereal fortificado. Por lo habitual, el calcio se incluirá en un nivel de aproximadamente 0.08 % a 1.5 %, aún con una mayor preferencia en un nivel de aproximadamente 0.1 % a 1 %, en peso total de pepita de grano de cereal fortificado. Los solicitantes han descubierto que el uso del citrato malato de calcio, que es muy soluble, facilita la fortificación de las pepitas de granos con las cantidades deseadas de calcio, pero sin tener un impacto negativo en el carácter organoléptico de las pepitas resultantes. Esta solubilidad, combinada con la biodisponibilidad relativamente elevada del calcio, proporciona una forma más estable en comparación con granos fortificados con hierro y calcio. Tal como se ha discutido en lo anterior, el citrato malato de calcio puede estar compuesto por una mezcla de citrato de calcio y malato de calcio, un complejo de ligandos de malato y citrato que contiene calcio, una mezcla de sal de calcio con ácido cítrico y ácido málico, o cualquier combinación de los mismos. En un aspecto, el CMC utilizado tendrá una proporción molar de citrato:malato de aproximadamente 10:90 a 80:20 y una proporción de equivalentes de aproximadamente 0.5 a 2. En otro aspecto, el CMC utilizado tendrá un proporción molar de citrato: malato de aproximadamente 20:80 a 70:30 y una proporción de equivalentes de aproximadamente 0.6 a 1.4. En otro aspecto, el CMC utilizado tendrá una proporción molar de citrato:malato de aproximadamente 35:65 a 55:45 y una proporción de equivalentes de aproximadamente 0.8 a 1.2. El citrato malato de calcio contiene otros aniones además del citrato y malato. Este tipo de aniones pueden incluir, por ejemplo carbonato, hidróxido, fosfato y las mezclas de éstos. En un aspecto, el citrato malato de calcio es neutro, y está compuesto por completo de aniones de citrato y malato. En consecuencia, en esta modalidad, los equivalentes de calcio (2 x moles de calcio) serán aproximadamente iguales al número total de equivalentes de citrato (3 x moles de citrato) más malato (2 x moles de malato). El citrato malato de calcio preferido tendrá una proporción molar de citrato:malato de aproximadamente 35:65 a 55:45 y una proporción de equivalentes de aproximadamente 1 a 1.2. Se pueden emplear mezclas de sales de calcio y ácidos cítrico y málico para formar el citrato malato de calcio in situ y la mezcla líquida resultante después de esto se emplea como la fuente para fortificar las pepitas de grano de cereal fortificadas. Alternativamente, alguien utilizar una sal de citrato malato de calcio y agregar ese material para hacer una mezcla líquida de CMC, que después de esto se emplea para fortificar las pepitas de grano de cereal. El citrato malato de calcio se puede preparar, por ejemplo en primer lugar al disolver en agua ácido cítrico y ácido málico, en la proporción molar deseada. La fuente de calcio después se puede agregar a la solución, en tal cantidad que la proporción de moles de calcio a moles de citrato y moles de malato sea la deseada. En la presente invención se pueden utilizar varias fuentes de calcio. Por ejemplo, se pueden utilizar cloruro de calcio, fosfato de calcio y sulfato de calcio, pero no se pueden considerar preferidos ya que los aniones podrían hacer una solución acida, es decir, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y fosfórico respectivamente, lo que puede afectar de manera adversa el sabor de los alimentos que contengan el citrato malato de calcio. Las fuentes preferidas de calcio incluyen carbonato de calcio, óxido de calcio e hidróxido de calcio. Durante el mezclado de óxido de calcio o hidróxido de calcio con el ácido cítrico y málico se puede formar un sólido. Cuando se utilizan estos materiales, se puede preferir mezclar la solución hasta que todo el calcio parezca estar disuelto. El citrato malato de calcio se precipitará cuando se exceda su solubilidad. El método preferido de preparación es preparar una solución muy concentrada del citrato malato de calcio lo que rápida y eficientemente obliga al citrato malato de calcio a ser metaestable fuera de la solución. Concentraciones de 20 % a 75 % se consideran preferidas. De preferencia, la concentración es de 40 % a 65 %. La temperatura de reacción puede ser la ambiente (20 °C) o alguna superior. De preferencia, la temperatura de la reacción se encuentra en el intervalo de aproximadamente 30 °C a 80 °C, con mayor preferencia de aproximadamente 40 °C a 60 °C. Si se desea, la mezcla se puede filtrar y/o secar, con una temperatura de secado inferior a 100 °C.

C. Componentes opcionales Cuando sea apropiado, opcionalmente se puede incluir un agente colorante, como por ejemplo dióxido de titanio. Por ejemplo, cuando se hace un proceso de recubrimiento con arroz blanco con bisglicinato ferroso, el uso de dióxido de titanio actúa como un agente de aclarado para reducir la decoloración. Se pueden utilizar ácidos comestibles y sus sales como agentes formadores de complejos o agentes reductores o para mejorar la aceptabilidad organoléptica del producto fortificado, o para la adición de otros minerales. Los agentes reductores adecuados incluyen ácido ascórbico, ascorbil palmitato, bisulfito de sodio, ácido eritórbico, así como mezclas de estos agentes reductores. Los agentes formadores de complejos incluyen ácidos hidroxipolicarboxílicos, como por ejemplo ácido cítrico, ácido tartárico y ácido málico; fosfatos y polifosfatos y sus respectivas sales, como por ejemplo hexametafosfato de sodio, trimetafosfato de sodio y tripolifosfato de sodio; ácidos aminopolicarboxílicos y sus respectivas sales parciales, como por ejemplo ácido etilendiamina tetraacético, la sal disódica de ácido etilendiamina tetraacético, y ácido dietilentriamina pentaacético; ciertos ácidos carboxílicos de cadena corta como por ejemplo ácido láctico, ácido fumárico y ácido acético; así como mezclas de estos agentes formadores de complejos. El agente formador de complejos preferido es el ácido cítrico. (Este ácido cítrico es adicional al ácido cítrico suministrado vía la fuente de citrato malato de calcio) El recubrimiento en el grano de cereal además puede comprender un antioxidante grado alimentario en una cantidad suficiente para inhibir la oxidación de materiales, especialmente lípidos, en la superficie del grano de cereal. Una excesiva oxidación puede contribuir al desarrollo de aromas y olores desagradable. Los antioxidantes conocidos o convencionales incluyen, pero sin limitarse a, hidroxianisol butilado (BHA), hidroxitolueno butilado (BHT), ter-butilhidroquinona (TBHQ), extracto de romero y las mezclas de éstos. Para intensificar aún más la estabilidad oxidativa, el producto debería envasarse en un envase impermeable a la humedad. Estos envases incluyen, por ejemplo envases revestidos con papel aluminio, por ejemplo latas metálicas, y envases de plástico o laminados. El producto se puede envasar bajo una atmósfera de nitrógeno, dióxido de carbono, o gases inertes no oxidantes para intensificar aún más la estabilidad oxidativa y la vida en estantería del producto. Este tipo de envasado son bien conocidos en la industria. También se puede agregar un agente saborizante o de aroma a la mezcla de recubrimiento. El grano de cereal puede tener agregado un sabor o mejorado con cualquier fruta o sabores botánicos de origen natural o sintético, compuestos aromáticos o mezclas de éstos. Los sabores o aromas naturales o artificiales adecuados incluyen, arroz, jazmín, bambú, sabor Pandang, u otros sabores o aromas compatibles.

D. Preparación de la pepita fortificada Cualquier pepita de grano de cereal mientras se encuentre intacta como pepitas se pueden utilizar en la presente invención, incluyendo pepitas donde el germen y/o cascara se haya removido. La cebada, maíz, mijo, avena, quinoa, arroz, arroz silvestre, centeno, sorgo, triticale y trigo son los granos de cereales preferidos. Se prefiere en particular el arroz. En la presente ¡nvención, un recubrimiento que contiene hierro y calcio se aplica a la pepita de grano de cereal (o se utiliza una mezcla líquida para recubrir las pepitas). El hierro y calcio se pueden agregar a las pepitas mediante una mezcla líquida o como dos mezclas líquidas de recubrimiento separadas. La mezcla de recubrimiento puede opcionalmente incluir un estabilizante. Este estabilizante de preferencia es una goma hidrocoloide hidrofílica o neutra, como por ejemplo hidroxipropilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, goma arábiga, almidones o almidones modificados, y etilcelulosa, pero también puede incluir polímeros solubles en alcohol o hidrofóbicos, como por ejemplo goma laca o zeína. La aplicación del recubrimiento que contiene la fuente de hierro y calcio se puede realizar mediante varios métodos. Por ejemplo, es deseable fortificar arroz con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio, se puede preparar un recubrimiento y aplicar mediante aspersión o impregnación de la pepita de grano de cereal con un mezcla líquida que contenga la fuente de calcio y quelato de hierro, un portador estabilizante y opcionalmente un agente colorante. Si se prepara de conformidad con lo anterior, el recubrimiento es virtualmente indetectable con respecto a la textura y es aceptable. En una metodología general, el medio de fortificación del grano de cereal con quelato aminoácido de hierro y citrato malato de calcio es como se menciona. En primer lugar, se proporciona un grano de cereal y una mezcla líquida que contiene quelato aminoácido de hierro y un portador estabilizante. Después, en una porción o en la pepita de grano de cereal completa re recubre una cantidad conocida de la mezcla líquida que contiene el quelato aminoácido y calcio con el fin de lograr una concentración deseada de los minerales por pepita de cereal. Después se reduce la humedad mediante procedimientos que en general se conocen en la industria. Por último, se puede desear premezclar las pepitas de grano de cereal fortificadas con pepitas de grano de cereal no fortificado en una proporción que proporcionará una cantidad adecuada de los minerales en una porción individual de las pepitas de cereal ahora mezcladas para satisfacer los requerimientos mínimos diarios para el metal particular. Si este paso se sigue, la proporción preferida de pepitas de grano de cereal fortificadas y no fortificado es de aproximadamente 1 :1 a 1 :10 en peso. Sin embargo, algunas preparaciones no puede necesitar este paso, ya que la mezcla de recubrimiento puede contener menos de los minerales o se puede aplicar una mezcla más concentrada a un volumen más grande de pepitas de grano de cereal. En un proceso preferido para la elaboración de pepitas fortificadas, la mezcla líquida empleada para recubrir las pepitas de grano de cereal se prepara al mezclar un portador estabilizante con una mezcla acuosa hasta que se forme un líquido homogéneo. Enseguida se agregan un ácido comestible, citrato malato de calcio, y quelato aminoácido metálico al portador hasta que se forme una pulpa homogénea. Después, se pueden agregar un alcohol o una mezcla de alcohol que contenga ingredientes saborizantes o ingredientes oxidantes y se mezclan perfectamente. Si se aplica el recubrimiento utilizando un método de aspersión, una modalidad incluye colocar las pepitas en una charola de recubrimiento, soplar aire caliente sobre las pepitas y aplicar por aspersión el líquido homogéneo al mismo tiempo que se hace fluir aire caliente. Esto debería ser continúo hasta que las pepitas estén saturadas a un grado predeterminado. En caso de que se desee alterar el color de las pepitas de grano de cereal fortificadas, se pueden seguir los pasos opcionales de 1) recubrir el grano de cereal con un agente colorante, por ejemplo dióxido de titanio, antes del paso de soplar aire caliente forzado en la charola, y/o 2) recubrir el grano de cereal con un agente colorante después de que al grano de cereal se le haya aplicado por aspersión el líquido homogéneo. Si le recubrimiento se aplica utilizando el método de impregnación, se puede considerar preferente que las pepitas primero se impregnen en el líquido el líquido homogéneo descrito anteriormente y se sequen utilizando técnicas de secado convencionales hasta que se alcance un nivel predeterminado. De ser necesario, las pepitas de grano de cereal se deben separar con un proceso de sacudimiento. Opcionalmente, se puede mezclar dióxido de titanio u otros agentes colorantes con las pepitas de grano de cereal fortificadas para alterar el color de las pepitas.

Análisis del arroz fortificado El análisis de espectroscopia de Plasma Inductivamente Acoplado (ICP) es un método rápido y eficiente para el análisis elemental de arroz enriquecido. Este método tiene una buena sensibilidad para niveles extremadamente bajos de metales, como por ejemplo calcio e hierro. Esto hace posible que muestras que tienen tamaños pequeños, sean más fáciles de manejar y suministrar. La espectroscopia ICP se puede utilizar para detectar múltiple metales durante el mismo periodo de análisis, a diferencia de la absorción atómica (AA) y espectroscopia ultravioleta (UV). También es un método relativamente ordenado. El ácido nítrico es el único químico adicional necesario. El plasma es capaz de descomponer analitos en sus componentes elementales, siempre y cuando los analitos sean líquidos. El arroz se coloca con facilidad en una solución vía la digestión de microonda. Otro beneficio es que este método es inclusivo, se analiza el grano completo. Esto minimiza la pérdida que sucede durante las extracciones u otros procesos necesarios para los análisis UV y AA. También, las vulnerabilidades que existen con la espectroscopia de UV o AA en cuanto al pH, estabilidad de color y estado de oxidación son mínimas con la espectroscopia ICP. lll. Ejemplos Los siguientes ejemplos ilustran composiciones y métodos de preparación de un recubrimiento de citrato malato de calcio y quelato aminoácido metálico para pepitas de grano de cereal. Específicamente, los ejemplos muestran dos de las modalidades de recubrimiento conocidas, es decir, aspersión e impregnación, para fortificar pepitas de grano con un quelato de hierro soluble y citrato malato de calcio. La composición del CMC empleado en estos ejemplos tiene una proporción molar de citrato:malato de aproximadamente 40:60 con una proporción de equivalentes de aproximadamente 1 , a menos que se especifique algo distinto. En los ejemplos, el nivel de fortificación alcanzado para el arroz fortificado justifica las perdidas de producción debido a un procesamiento a menor escala. El uso de producción a mayor escala puede brindar una producción más eficiente. Estos ejemplos no se deben considerar como limitaciones de la presente invención, sino meramente ilustran cómo hacer las pepitas de grano de cereal fortificado de la presente invención.

Ejemplo 1 Lo siguiente es un método para fortificar arroz blanco con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio utilizando el método de aspersión. En primer lugar, se agregan lentamente 340 g de hidroxipropilmetilcelulosa a 17.625 kg de agua y se mezclan a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. Enseguida, se vierten 4.49 kg de la solución de goma en un recipiente y se emplea para elaborar la pulpa de aspersión. Se agregan 101 g de ácido cítrico anhidro agitando vigorosamente (para reducir el pH de la pulpa a 4.0 o menos). Se mezclan en seco 1030 g de citrato malato de calcio (20.8 % de calcio en peso) y 16 g de bisglicinato ferroso. Después, estos ingredientes secos se mezclan con la goma y la mezcla acida con una agitación de alto esfuerzo cortante hasta que se dispersen perfectamente. Se mezclan 551 g adicionales de etanol de grado alimentario con 16 g de sabor en polvo y se agregan a la pulpa con un mezclado adicional. Enseguida, se colocan 40 kg de arroz en una charola giratoria.

Se sopla aire caliente en la charola conforme se aplican por aspersión 3908 g de la mezcla líquida que contiene el citrato malato de calcio y se aplica por aspersión bisglicinato ferroso al arroz. Cuando toda la mezcla líquida se ha aplicado eventualmente, el arroz recubierto se deja secar al menos del 14 % de humedad y/o a un actividad acuosa inferior a 0.65. A partir de este proceso, se fortifican 40 kg de arroz con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio teniendo un contenido de hierro de aproximadamente 48 ppm y un contenido de calcio de aproximadamente 3000 ppm, respectivamente. El producto terminado proporcionará 300 mg de calcio y 4.80 mg de hierro por 100 g de arroz. Adicionalmente, 1 parte de arroz fortificado se puede mezclar con 3 partes de arroz de basmati para proporcionar 1.2 mg de hierro y 75 mg de calcio en 100 g de arroz mezclado (sin cocer).

Ejemplo 2 Lo siguiente es un método para fortificar arroz blanco con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio utilizando el método de aspersión.

En primer lugar, se agregan lentamente 153 g de hidroxipropilmetilcelulosa a 3.76 kg de agua y se mezclan a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. En otro recipiente, se agregan 74.9 g de ácido cítrico a 4.22 kg de agua y después se agregan 1844 g de citrato malato de calcio a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. En un tercer recipiente, se agregan 29 g de bisglicinato ferroso y 115 g de sabor secado por aspersión a 988 g de etanol absoluto. Todas las soluciones después se mezclan agitando vigorosamente. Enseguida, se colocan 40 kg de arroz en una charola giratoria. Se sopla aire caliente en la charola conforme se aplican por aspersión 3908 g de la mezcla líquida que contiene el citrato malato de calcio y se aplica por aspersión bisglicinato ferroso al arroz. Cuando toda la mezcla líquida se ha aplicado eventualmente, el arroz recubierto se deja secar al menos del 14 % de humedad y/o una actividad acuosa inferior a 0.65. A partir de este proceso, se fortifican 40 kg de arroz con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio teniendo un contenido de hierro de aproximadamente 92 ppm y un contenido de calcio de aproximadamente 6480 ppm, respectivamente. Ejemplo 3 Lo siguiente es un método para fortificar arroz blanco con EDTA de hierro y sodio y citrato malato de calcio utilizando el método de aspersión. En primer lugar, se agregan lentamente 6.56 g de hidroxipropilmetilcelulosa a 345.8 kg de agua y se mezclan a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. Enseguida, se agregan 4.8 kg de ácido cítrico monohidratado a la solución de goma. Enseguida, se mezclan 79.3 g de citrato malato de calcio con 1.88 g de etilendiamina tetraacetato sódico de hierro (lll) (por ejemplo FERRAZONE®, distribuido por Azko-Nobel, Herkenbosch, Países Bajos) y se agregan a la mezcla a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. A esta mezcla, se agregan 4.96 g de sabor secado por aspersión y 42.44 g de etanol absoluto y se mezclan agitando vigorosamente. Enseguida, se colocan 2 kg de arroz en una charola giratoria. Se sopla aire caliente en la charola conforme se aplican por aspersión 264.1 g de la mezcla líquida que contiene el citrato malato de calcio y se aplica por aspersión etilendiamina tetraacetato sódico de hierro (lll) al arroz. Cuando toda la mezcla líquida se ha aplicado eventualmente, el arroz recubierto se deja secar al menos del 14 % de humedad y/o a una actividad acuosa inferior a 0.65. A partir de este proceso, se fortifican 2 kg de arroz con etilendiamina tetraacetato sódico de hierro (lll) y citrato malato de calcio teniendo un contenido de hierro de aproximadamente 48 ppm y un contenido de calcio de aproximadamente 3200 ppm.

Ejemplo 4 Lo siguiente es un método para fortificar arroz blanco con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio utilizando el método de aspersión. En primer lugar, se agregan lentamente 6.56 g de hidroxipropilmetilcelulosa a 345.8 kg de agua y se mezclan bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. Enseguida, se agregan 4.8 kg de ácido cítrico monohidratado a la solución de goma. Enseguida, se mezclan 79.3 g de citrato malato de calcio con 1.24 g de bisglicinato ferroso y se agregan a la mezcla a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. A esta mezcla, se agregan 4.96 g de sabor secado por aspersión y 42.44 g de etanol absoluto y se mezclan agitando vigorosamente. Enseguida, se colocan 2 kg de arroz en una charola giratoria. Se sopla aire caliente en la charola conforme se aplican por aspersión 264.1 g de la mezcla líquida que contiene el citrato malato de calcio y se aplica por aspersión bisglicinato ferroso sobre el arroz. Cuando toda la mezcla líquida se ha aplicado eventualmente, el arroz recubierto se deja secar al menos del 14 % de humedad y/o a una actividad acuosa inferior a 0.65. Enseguida, se colocan 600 g del arroz fortificado en la charola giratoria y se recubren con todo con la mezcla de 85.09 g de etanol, 13.53 g de agua y 1.38 g de ceína (proteína de maíz) se aplican por aspersión lentamente sobre el arroz y se secan a menos de 14 % de humedad y/o una actividad acuosa inferior a 0.65. A partir de este proceso, se fortifican 600 g de arroz teniendo una apariencia superficial brillante y se fortifican con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio teniendo un contenido de hierro de aproximadamente 48 ppm y un contenido de calcio de 3200 ppm.

Ejemplo 5 Lo siguiente es un método para fortificar arroz blanco con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio (la composición de citrato malato de calcio empleada en este ejemplo tiene una proporción molar de citrato:malato de aproximadamente 50:50 con un proporción de equivalentes de aproximadamente 1) utilizando el método de aspersión. En primer lugar, se agregan lentamente 5.22 g de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) a 269.38 g de agua a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. Enseguida, se agrega una solución de goma arábiga al 20 % (10 g de goma arábiga y 40 g de agua) a la solución HPMC y se mezclan perfectamente. Se agregan 2.56 g de ácido cítrico a la solución de goma. Enseguida, se mezclan 63 g de citrato malato de calcio con 0.905 g de bisglicinato ferroso y se agregan a la mezcla a bajo esfuerzo cortante y agitando vigorosamente. Enseguida, se coloca 1 kg de arroz en una charola giratoria. Se sopla aire caliente en la charola conforme se aplican por aspersión 285 g de la mezcla líquida que contiene el citrato malato de calcio y se aplica por aspersión bisglicinato ferroso al arroz. Cuando toda la mezcla líquida se ha aplicado eventualmente, el arroz recubierto se deja secar al menos del 14 % de humedad y/o a un actividad acuosa inferior a 0.65. A partir de este proceso, se fortifica 1 kg de arroz con bisglicinato ferroso y citrato malato de calcio teniendo un contenido de hierro de aproximadamente 48 ppm y un contenido de calcio de aproximadamente 3200 ppm. Si bien se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, será evidente para los experimentados en la industria que se pueden hacer varios cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. En consecuencia, se pretende cubrir en las reivindicaciones anexas todos estos cambios y modificaciones que están dentro del alcance de esta invención.

INCORPORACIÓN COMO REFERENCIA Las partes relevantes de todos los documentos citados se incorporan en la presente como referencia; la mención de cualquier documento no deberá interpretarse como una admisión de que el mismo constituye una industria anterior con respecto a la presente invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Pepitas de grano de cereal fortificadas con hierro y calcio, caracterizadas porque el calcio se encuentra en la forma de sales de calcio de ácido cítrico y ácido málico.

2. Las pepitas de grano de cereal de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizadas además porque el hierro se encuentra en una forma seleccionada del grupo formado por sales de férricas, sales ferrosas, quelatos ferroso o férrico de aminoácidos, complejos de hierro-azúcar-carboxilato, y mezclas de éstos.

3. Las pepitas de grano de cereal de conformidad con la reivindicación 2, caracterizadas además porque el hierro se encuentra en la forma de un quelato ferroso de aminoácido, de preferencia, en donde el quelato ferroso de aminoácido es glicina.

4. Las pepitas de grano de cereal de conformidad con la reivindicación 3, caracterizadas además porque el calcio se encuentra en una forma seleccionada del grupo que comprende una mezcla de citrato de calcio y malato de calcio, un complejo de ligandos de citrato y malato que comprende calcio, una mezcla de sal de calcio con ácido cítrico y ácido málico, y cualquier combinación de éstos.

5. Las pepitas de grano de cereal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas además porque la proporción molar de citrato: malato es de 10:90 a 80:20, de preferencia de 20:80 a 70:30; y la proporción de equivalentes es de 0.5 a 2, de preferencia de 0.6 a 1.4.

6. Las pepitas de grano de cereal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizadas además porque comprenden de 0.03 % a 2 % de calcio, de preferencia de 0.08 % a 1.5 % de calcio, en peso total de las pepitas de grano de cereal fortificadas.

7. Las pepitas de grano de cereal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizadas además porque las pepitas son de arroz.

8. Las pepitas de grano de cereal de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizadas además porque (i) el hierro está en forma de quelato ferroso de aminoácido; y (¡i) el calcio está en una forma seleccionada de grupo formado por una mezcla de citrato de calcio y malato de calcio, un complejo de ligandos de citrato y malato que comprende calcio, una mezcla de una sal de calcio con ácido cítrico y ácido málico, y cualquier combinación de éstos.

9. El arroz fortificado con hierro y calcio, caracterizado además porque (i) el hierro es un quelato ferroso de aminoácido; (ii) el calcio está en la forma de sales de calcio de ácido cítrico y ácido málico, caracterizadas además porque la proporción molar de citrato: malato es de 20:80 a 70:30 y la proporción de equivalentes es de 0.6 a 1.4; (iii) el arroz comprende de 0.002 % a 0.005 % de hierro, en peso total del arroz; y (iv) ei arroz comprende de 0.08 % a 1.5 % de calcio, en peso total del arroz.

10. Un proceso para la elaboración de pepitas de grano de cereal fortificado, el proceso comprende (a) proporcionar pepitas de grano de cereal y (b) mezclar las pepitas de grano de cereal con una mezcla líquida que comprende hierro y calcio de sales de calcio de ácido cítrico y ácido málico.