MXPA06014568A - Compuestos hidrofilicos encapsulados. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se relaciona con capsulas para encapsular agentes funcionales, tal como condimentos, fragancias, compuestos farmaceuticos, vitaminas, etc. Las capsulas son adecuadas para la encapsulacion de sustancias hidrofobicas asi como tambien hidrofilicas. Las capsulas comprenden un microorganismo, un compuesto matriz y el material que se puede encapsular, en donde el ultimo comprenden agente o agentes funcionales. La invencion ademas se relaciona con un proceso para la elaboracion de capsulas y con productos alimenticios que contienen las capsulas.

Description

COMPUESTOS HIDROFILICOS ENCAPSULADOS Campo de la Invención La presente invención se relaciona con cápsulas que comprenden microorganismos, un sistema de suministro o un producto alimenticio que comprende las cápsulas y con un método para elaborar las cápsulas.

Antecedentes de la Invención El suministro de agentes funcionales, ingredientes, moléculas o composiciones como condimentos, fragancias, compuestos farmacéuticos, herbicidas y muchos otros es un punto con casi todas las ciencias aplicadas. Sin la estabilización de un agente funcional de suministro concentrado, fácilmente transportable y posible forma se vuelve poco fiable y los agentes funcionales solo exhibirán sus propiedades benéficas en el sitio y con el tiempo predeterminado . La encapsulación es la clave cuando viene con los agentes funcionales estabilizados, y se han desarrollado diferentes tecnologías y sistemas de encapsulación hasta ahora. La encapsulación de microorganismos se reveló en el documento US 4,001,480 y se ofrecieron diferentes ventajas, como el uso de una materia prima barata, el microorganismo, para proveer una cápsula sólida de sustancias lipofílicas, Ref.: 178192 encerradas dentro de las paredes celulares del microorganismo. Una ventaja importante de las cápsulas a base de microbios es la liberación controlada. Se retuvo el tinte en la cápsula hasta que se efectuó su liberación. De acuerdo con el método, la levadura creció en un medio específico para obtener las levaduras con alto contenido de lípidos. El agente funcional, un tinte, después se disolvió en un excipiente, alcohol etílico, y se puso en contacto con la biomasa de la levadura. Después de la incubación durante unos cuantos minutos se observó que las células de la levadura realizaron infusión con el tinte. El sistema de suministro creado así fue útil como un agente colorante. Este proceso tuvo la desventaja que solo podían usarse hongos que tienen un contenido natural de grasas de 40 a 60%, el cual requirió procedimientos de crecimiento muy específicos. En el documento EP 0 085 850 la encapsulación en microbios que tiene menos del 40% en peso de contenido de lípidos se postuló, sin embargo, tuvo que usarse una sustancia que extiende los lípidos, definida como una sustancia que es miscible con el lípido microbiano y que es capaz de realizar difusión a través de la pared celular del microbio. El agente funcional que será encapsulado, de nuevo un tinte, se disolvió en la sustancia que extiende lípidos. La solución se mezcló en una lechada de células de levadura y se agitó hasta difusión de la solución, incluyendo el tinte, dentro de las células de levadura. El impedimento de usar una sustancia que extiende lípidos podría eliminarse siguiendo la técnica de EP 0 242 135 A2 , donde ciertas sustancias lipofílicas, tal como aceite de cedro, aceite de menta, aceite de hierbabuena, aceite de eucalipto, malationa, y otros se mostraron para difundirse a través de la pared celular microbiana y que se retendrán pasivamente dentro del microbio. Los mecanismos y cinética de la acumulación de los aceites esenciales por las células de levadura se estudiaron más por Bishop et al, "Microencapsulation en yeast cell", J. Microencapsulation, 1998, 15, No. 6, 761-773, quien encontró que la velocidad de permeación del aceite dentro de las células de levadura se incrementa significativamente con mayores temperaturas debido a la transición de fase de la membrana lipídica de las células. Las células pierden rápidamente viabilidad durante el proceso y parece innecesario que se presente para las células que serán viables para el proceso. Se encontró que el proceso de la técnica previa sufre de la desventaja que durante el proceso de tinción y/o centrifugación de la levadura encapsulada, una cantidad significativa de agente funcional, condimentos, etc., se pierde, especialmente los volátiles. Existe por lo tanto una necesidad de proporcionar una cápsula en donde los agentes funcionales volátiles pueden subsistir por tiempo prolongado. El documento WO 03041509 revela microcápsulas que tienen un material extraño encerrado en células microbianas, en donde al menos un miembro del grupo que consiste de sacáridos, edulcorantes, proteínas y alcoholes polihídrico se adhiere a la superficie de los microorganismos. La desventaja significativa de los métodos de encapsulación de la técnica previa es que no son adecuados para encapsular agentes funcionales que son más hidrofílicos que los aceites, por ejemplo, debido a que los agentes hidrofílicos no se retienen en el plasma de la célula de levadura después que se han difundido libremente a través de la pared celular. En otras palabras, existe una necesidad de un sistema de encapsulación para agentes funcionales hidrofílico. Además, existe una necesidad por un sistema de encapsulación que contiene tanto agentes funcionales hidrofílicos e hidrofílicos. Por ejemplo, uno puede imaginarse un sistema de suministro que contiene dos compuestos farmacéuticos, uno de los cuales es hidrofílico y el otro hidrofóbico, los cuales se diseñan para la aplicación concomitante en el paciente. En este ejemplo, las microcápsulas de acuerdo con la técnica previa reveladas anteriormente no serían adecuadas, porque solo el hidrofílico podría difundirse dentro de las células de levadura en los métodos descritos anteriormente. Los ingredientes de condimentación, o fragancia, en particular, están compuestos frecuentemente de una multitud de diferentes compuestos individuales, los cuales juntos son responsables de un perfil específico de aroma o fragancia o para un sabor específico. Los diferentes compuestos de condimentación que formulan una composición específica de condimentación pueden tener diferentes estructuras química y parámetros de solubilidad, que explica porque los sistemas de encapsulación de la levadura de la técnica previa no son útiles, los compuestos de condimentación o fragancia hidrofílicos de gran discriminación. En caso de las composiciones de condimentación, esto resulta en microcápsulas que pueden proporcionar un sabor diferente, algunas veces aun menos preferido, por ejemplo no balanceado, debido a la ausencia de compuestos de condimentación hidrofílicos . Por lo tanto, existe una necesidad de un sistema de suministro para proporcionar un perfil original de condimentación o perfume, conservando la redondez de una composición seleccionada de diferentes compuestos de condimentación o perfume. Además, existe una necesidad por controlar la liberación de los agentes funcionales contenidos dentro de las cápsulas. El agente funcional, si es volátil, por ejemplo, debería retenerse tanto como sea necesario dentro de la cápsula. En resumen, existe una necesidad de cápsulas que permiten una liberación controlada del agente funcional o la mezcla de agentes funcionales contenidos en estas.

Breve Descripción de la Invención Notablemente, los inventores han encontrado una forma sorprendente de encapsular también compuestos de condimentación hidrofílicos dentro de cápsulas a base de microorganismos. La actual invención permite así la encapsulación de agentes funcionales de diferente hidrofobicidad en una sola cápsula. Por consiguiente, la presente invención proporciona, en un primer aspecto, cápsulas que comprenden un microorganismo, un compuesto matriz, y al menos, un material que se puede encapsular, por medio de esto el compuesto matriz y el material que se puede encapsular no se origina con el mismo microorganismo, y con lo cual el material que se puede encapsular comprende al menos un agente funcional que se caracteriza por un coeficiente de división octanol/agua calculado clogP menor de 3. En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un sistema de suministro que comprende las cápsulas de la presente invención. En un tercer aspecto, la presente invención proporciona un producto alimenticio que comprende las cápsulas de la presente invención. En un cuarto aspecto, la presente invención proporciona un proceso para preparar las cápsulas de acuerdo con la presente invención, que comprende los pasos de - preparar un líquido acuoso que comprende al menos un microorganismo y agua, adicionar un material que se puede encapsular que comprende un agente funcional que tiene un clogP menor de 3, revolviendo, agitando o mezclando el líquido acuosa y el material que se puede encapsular, agregar un compuesto matriz, secar los compuestos, y opcionalmente, - granular la lechada seca para obtener las cápsulas de acuerdo con la presente invención.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 y la Figura 2 muestran el condimento recuperado de diferentes cápsulas, con relación al condimento usado en el proceso de preparación. La tradicional encapsulación con levadura por medio de esto se compara con la encapsulación que incluye un compuesto matriz de acuerdo con la presente invención. Se encapsuló una variedad de diferentes condimentos que tienen diferentes valores de clogP. La Figura 3 muestra la eficiencia de encapsulación de la levadura - las microcápsulas de condimento en ausencia de un compuesto matriz como una función de los valores clogP. Puede verse que en ausencia de un compuesto matriz, los compuestos de condimentación con un clogP < 3 o aun < 2 se vuelven altamente difíciles de encapsular con solo el sistema a base de levadura.

Descripción Detallada de la Invención Con el contexto de esta especificación la palabra "comprende" se toma que significa "incluye, entre otras cosas". No se intenta construir como "consiste solo de". En el contexto de la presente invención, los porcentajes son porcentajes en peso de la materia seca, indicado de otra forma. Similarmente, si las proporciones están indicadas como partes, significan partes en peso de la materia seca. El término "promedio" como se usa, por ejemplo en la expresión "diámetro promedio" se refiere a la media aritmética. El término logP se refiere al coeficiente de división de octanol/agua de un agente funcional específico que será encapsulado. Para los propósitos de la presente invención, se hace referencia al valor logP calculado (frecuentemente abreviado como clogP) . Este valor se calcula por medio del programa T. Suzuki, 1992, CHEMICALC 2, QCPE programa No 608, Departamento de Química, Indiana University. Véase también T. J. Suzuki, Y. Kudo, J. Comput . -Aided Mol. Design (1990), 4, 155-198. El valor clogP se usa ampliamente por la industria, porque permite atribuir fiablemente un valor de logP a cualquier compuesto en un corto tiempo. El término "agente funcional" no se restringe a una clase específica de moléculas. Se refiere a una sustancia, un compuesto, y/o ingrediente, por ejemplo. El agente funcional como la parte de la cápsula que se intenta suministrar debido su función, mientras otras partes de la cápsulas se usan por lo general como excipientes o ingredientes para estabilizar el agente funcional o controlar su liberación. Una lista de funciones adecuadas se da más adelante (condimentos, etc.). En la práctica, la función o propósito del agente funcional se indica frecuentemente en el empacado que contiene las cápsulas de la presente invención. La función puede desarrollarse por uno o más agentes funcionales. Similarmente, diferentes funciones pueden realizarse por diferentes agentes funcionales contenidos en la misma cápsula. La presente invención proporciona cápsulas que comprenden un compuesto matriz y material que se puede encapsular ambos de los cuales no se originan del microorganismo, el cual también es parte de las cápsulas. El término "no originan" se usa para aclarar que el compuesto matriz y el material que se puede encapsular son partes de las cápsulas, que se adicionaron, durante el proceso de elaboración, como compuestos individuales. Estos no son parte del microorganismo previsto para encapsulación ya que se encuentra en su estado original. Para evitar la duda, sin embargo, se declara que el compuesto matriz y/o el material que se puede encapsular pueden, teóricamente, aislarse de los microorganismos y después adicionarse de la presente invención. Esto es cierto, por ejemplo, para algunos polisacáridos, que pueden cultivarse de los microorganismos y que después pueden usarse como compuesto matriz en las cápsulas de la invención. Similarmente, muchos condimentos se obtienen en procesos de fermentación y son así el producto de un microorganismo, el cual puede usarse como material que se puede encapsular para la encapsulación en la cápsula de la presente invención como un compuesto individual . La presente invención provee cápsulas que comprenden un microorganismo, y entre otros compuestos, material que se puede encapsular que comprende un agente funcional que tiene un coeficiente de octanol/agua calculado (clogP) menor de 3.

En una modalidad preferida, el agente funcional se caracteriza por un clogP menor de 2. Preferentemente, el clogP es menor de 1.5, más preferentemente menor de 1, aun más preferentemente, menor de 0.5.

Preferentemente, el límite inferior del valor clogP para el agente funcional de la presente invención es -3, más preferentemente -2.5, aun más preferentemente -2. Por ejemplo, el agente funcional de la presente invención puede tener un clogP en el intervalo de -3 a 3. El agente funcional puede seleccionarse de todos los especies de agentes funcionales. Estos pueden ser aditivos alimenticios, por ejemplo como agentes para realzar el sabor, aromas, condimentos. Otros agentes funcionales son fragancias, compuestos farmacéuticos, vitaminas, herbicidas, fungicidas, insecticidas, detergentes, agentes limpiadores, activadores de blanqueado líquidos, tintes, solo por mencionar unas cuantas funciones. En una modalidad preferida de la presente invención, el agente funcional con clogP < 3 es un condimento, un aroma o una fragancia. Más preferentemente es un condimento. El término "condimento" significa un compuestos, que se usa solo o en combinación con otros compuestos, para impartir un efecto gustativo deseado. Para ser considerado como un condimento, debe reconocerse por una persona con experiencia en la técnica que es capaz de modificar en una forma deseada el sabor de una composición. Estas composiciones se proyectan para consumo oral y por lo tanto son alimentos, composiciones nutricionales, y los similares. El libro de texto "Perfume and Flavours Chemicals" Steffen Arctander, publicado por el autor, 1969, es una colección de perfumes y condimentos conocidos por la persona con experiencia y se incorpora expresamente en la presente en su totalidad como referencia. Las moléculas de este libro de texto son adecuadas para que sean encapsuladas en las cápsulas de la presente invención, dado que cumplen con los requisitos de clogP de la invención. El agente funcional puede ser una mezcla de diferentes condimentos. Esto tiene la ventaja que las cápsulas de la presente invención proveen un sabor compuesto, redondo, dando un sabor más versátil, completo y/o impresión de la fragancia con el consumo . Los posibles sabores que se proveerán por los agentes funcionales son los condimentos asociados con la carne, tal como carne de res, pollo, cerdo o con pescado, por ejemplo. El condimento puede asociarse por ejemplo con los vegetales, frutas, bayas. El condimento puede una especia o una composición de especias. La siguiente Tabla 1 contiene una lista de ejemplificación de agentes funcionales adecuados para la presente invención. El agente funcional se identifica por su nombre sistemático así como también su valor clogP. La función de cada agente también se indica en la mayoría de los casos .

Tabla 1 : Agentes funcionales adecuados para la encapsulación en las cápsulas de la presente invención Preferentemente, el agente funcional se selecciona del grupo que consiste de los condimentos dados en la Tabla 1 anterior. La cápsula de acuerdo con la presente invención además comprende un compuesto matriz. El compuesto matriz adecuado para formar una matriz de polímero. Existe un vasto número de compuestos o composiciones que forman matriz estructuralmente diferente, algunos de los cuales se mencionan enseguida. El compuesto matriz puede, por ejemplo, formarse o comprender una proteína. Los compuestos matriz adecuados son caseínas, proteínas de suero, y/o proteína de soya. Preferentemente, el compuesto matriz puede ser gelatina. Estas proteínas tienen buena emulsión y propiedades formadoras de película y pueden formar la base para matrices de polímero que proporcionan retención y protección elevada de agentes funcionales volátiles. El compuesto matriz puede comprender carbohidratos. En una modalidad de la presente invención, el carbohidrato es soluble en agua. El término "fibra soluble" significa que la fibra es al menos 50% soluble de acuerdo con el método descrito por L. Proxy et al, J. Assoc. Off. Anal. Chem. 71, 1017-1023 (1988) . El compuesto matriz puede, sin embargo ser un carbohidrato soluble en agua, adicionalmente contiene un carbohidrato, que no es soluble en agua, a fin de modificar las propiedades de matriz deseadas. Por ejemplo, el compuesto matriz además puede contener celulosa y/o hemi-celulosa, además de un carbohidrato soluble. Por ejemplo el compuesto matriz puede comprender monosacáridos, por ejemplo, d-Apiosa, L-Arabinosa, 2-Desoxi-D-ribosa, D-Lixosa, 2-0-Metil-Dxilosa, D-Ribosa, D-Xilosa, los cuales todos son Pentosas o Hexosas como por ejemplo L-Fucosa, L-galactosa, D-Galactosa, D-Glucosa, D-Manosa, L-Ramnosa, L-Manosa, o mezclas de varios de estos. Similarmente, los disacáridos, trisacáridos, y tetrasacáridos son posibles compuestos matriz útiles. El mono- y disacáridos pueden reducirse a los correspondientes alcoholes como por ejemplo, xilitol, sorbitol, D-manitol, y/o maltitol, por ejemplo. Similarmente, la oxidación a ácidos aldónico, dicarboxílico o ácidos urónicos y la reacciones con ácidos, álcalis, o compuestos de amino pueden dar muchos otros compuestos como isomaltol, por ejemplo, que puede estar comprendido en el compuesto matriz de la presente invención. El compuesto matriz puede comprender mezclas de carbohidratos mencionados anteriormente- y/o enseguida, sus derivados y/o proteínas. Por ejemplo, mono- di o trisacáridos y/o sus productos de reacción (véase anteriormente) pueden usarse como aditivos en combinación con una proteína o matriz en base de polisacáridos y así llevar las propiedades como se desea para el compuestos matriz. El compuesto matriz puede comprender oligosacáridos, esto es, moléculas que consisten desde 3-10 unidades de monosacáridos. Ejemplos son maltopentaosa, fructo- y/o galactooligosacáridos . Preferentemente, el compuesto matriz comprende polisacáridos, esto es, sacáridos que contienen más de 10 unidades de monosacáridos por molécula. Estos polímeros pueden ser perfectamente lineales (celulosa, amilasa) , ramificados (amilopectina, glicógeno) o linealmente ramificados. Estos pueden incluir grupos carboxilo (pectina, alginato, carboximetil celulosa) o grupos fuertemente ácidos (furcelaran, carragenano o almidón modificado) . Estos pueden modificarse químicamente por derivación con sustituyentes neutros (en el caso de metil etil celulosa o hidroxipropil celulosa por ejemplo) o sustituyentes ácidos (con grupos carboximetilo, sulfato o fosfato) . Más preferentemente, el compuesto matriz comprende un derivado de almidón. Este grupo de polisacáridos así mismo incluye muchos de los diferentes polímeros ya que es posible modificar el almidón ya sea al dañar mecánicamente los granulos de almidón (molienda o extrusión) , al calentar con o sin un ácido o una base para gelatinizar previamente este o degradarlo para tener almidón con punto de ebullición bajo o alto, dextrinas o maltodextrinas de diferentes pesos moleculares. Otras modificaciones posibles del almidón y los derivados resultantes incluyen almidón octenil-succinado, esteres de almidón (es decir, carboximetil almidón) , esteres de almidón (es decir, monofosfato de almidón) , almidón reticulado y/o almidón oxidado. Preferentemente, el compuesto matriz comprende dextrina, más preferentemente maltodextrina y/o jarabe de maíz. Más preferentemente, el compuesto matriz comprende maltodextrina y/o jarabe almidón de maíz que tiene una equivalencia de dextrosa promedio de 5-25, preferentemente 6-20, más preferentemente 10-18. De la misma forma, el compuesto matriz puede comprender gomas y7o hidrocoloides, por ejemplo, como goma arábica, goma de tragacanto, goma de karaya, extractos de alga marina o caracol como agar, carragenano, fucoidano, ácido algínico, lamiranano, furcelarano y/o quitosano, polisacáridos microbianos como dextrano, pululano, elsinano, curdlano, escleroglucano, levano, xantano, gelano, goma Welan y goma Rhamsan. Además pueden usarse la goma Ghatti, goma karaya, laminarano o pectinas en la formulación del compuesto matriz.

El compuesto matriz puede o no comprender otro material derivado de levadura, el cual no contiene material que se puede encapsular, tal como, por ejemplo, carbohidratos derivados de la levadura, pero los cuales pueden usarse para adicionar otra materia seca al líquido acuoso y el material que se puede encapsular una vez que se ha encapsulado y previo al secado. Preferentemente, el compuesto matriz comprende menos de 90%, más preferentemente menor de 70%, aun más preferentemente menor de 50% y más preferentemente menor de 25% en peso de otro material de levadura en el compuesto matriz. Preferentemente, el compuesto matriz está libre de material de la levadura adicionado después de la encapsulación . La lista de ejemplificación de los compuestos matriz dados anteriormente ilustran la amplia aplicación de la presente invención. El compuestos matriz puede consistir solo de uno, particularmente adecuado con otros ingredientes, por ejemplo al modificar los parámetros tal como permeabilidad, resistencia mecánica y/o solubilidad, del compuesto matriz deseado. Las cápsulas de acuerdo con la presente invención comprenden un microorganismo. El propósito del microorganismo es la encapsulación opcionalmente presente de los agentes funcionales más hidrofóbicos, que tiene un valor clogP de 1.5, 2, 3, 4 o mayor. En una modalidad preferida de la presente invención, el microorganismo se selecciona del grupo que consiste de hongos, una bacteria, algas, protozoarios, o mezclas de dos o más de estos. Los candidatos de los microorganismos adecuados para el propósito de la presente invención se encuentra en la técnica previa por ejemplo, EP 0 085 805 Bl, col. 2, líneas 15-25; o EP 0 242 135A2, página 2, líneas 37-40; o EP 0 453 316 Al, col. 5, líneas 20-30. Las posiciones del texto citado se incorporan expresamente en la presente como referencia. Preferentemente, el microorganismo es un hongo o una bacteria, más preferentemente es una levadura. La levadura adecuada se obtiene comercialmente. El microorganismo puede tratarse previamente para incrementar su permeabilidad del material que se puede encapsular, por ejemplo, o para eliminar algunas veces el olor o aroma indeseable de los microorganismos, por ejemplo. Estos tratamientos previos se revelan en el documento US 5,521,089, col. 2, línea 58 a col. 4, línea 63 y el documento WO 93/11869. En esta última referencia, se revela un peróxido que blanquea los microorganismos para eliminar el olor y blanquea el color de los microorganismos. Por consiguiente, en una modalidad preferida de la presente invención, las cápsulas comprenden al menos un agente funcional adicional, que se caracteriza por un coeficiente de división octanol/agua clogP de 1 o mayor, preferentemente 1.5 o mayor. En otra modalidad de la presente invención el agente funcional adicional tiene un clogP de 2 o mayor, más preferentemente 2.5 o mayor, más preferentemente el clogP del agente funcional adiciona es > 3. Preferentemente, dentro de la cápsula de la invención, el agente funcional adicional se encapsula dentro del microorganismo . Ejemplos de agentes funcionales adicionales pueden seleccionarse entre condimentos, fragancias, compuestos farmacéuticos, etc., como se indica anteriormente para el agente funcional preceptivo que tiene generalmente un valor clogP menor. En una modalidad preferida de la presente invención, el otro agente funcional opcional adicional con clogP > 1 es un condimento, un aroma o una fragancia. Preferentemente, este es un condimento. Ejemplos de condimentos adecuados para que se encapsulen puede seleccionarse del grupo que consiste de ácido oleico (clogP = 7.74), cariofileno ((-)-(lR, 9S,E)-4 , 11, ll-trimetil-8-metilen-biciclo [7.2.0] undec-4-eno, clogP = 6.39), alfa-pineno (2 , 6 , 6-trimetil-biciclo [3.1.1] hep-2-eno, clogP = 4.19), linalool (3 , 7-dimetil-l, 6-octadien-3-ol, clogP = 3.06), estragol (l-alil-4-metoxibenceno, clogP =3.00), timol (2-isopropil-5-metilfenol, clogP = 3.38), caravacrol (5-isopropil-2-metilfenol, clog =3.38), por ejemplo. Los agentes funcionales adicionales también pueden seleccionarse de los condimentos y fragancias del libro de texto de Arctander, 1969, mencionado anteriormente, dado que estos cumplen los requisitos clogP dados anteriormente. Preferentemente, el clogP del otro agente funcional adicional no excede 8, más preferentemente no excede 7.5, más preferentemente no excede 7. De hecho, si dos agentes funcionales están presentes en la cápsula de la presente invención, uno de estos puede tener un valor relativamente bajo y el otro un valor relativamente alto de clogP. Existe un área de traslape, sin embargo, en el intervalo de clogP de 1-3, en donde los agentes funcionales se retienen parcialmente o totalmente dentro del microorganismo, la otra parte se retiene en el compuesto matriz. Como una consecuencia, la presente invención también representa que el agente funcional y/o el otro agente funcional tienen solo uno o ambos un valor clogP en el intervalo de 1 a 3 , preferentemente 1.5-2.5, por ejemplo 1-2.

La cápsula de la presente invención puede, por supuesto, comprender una multitud de diferentes agentes funcionales, tal como condimentos, por ejemplo, que tienen diferentes valores clogP. La presente invención difiere de la técnica previa en que un compuesto matriz está presente, en donde la mayoría de los agentes hidrofílicos están retenidos principalmente, mientras la mayoría de los agentes hidrofóbicos, por ejemplo el agente funcional adicional, se retienen principalmente dentro del microorganismo. La presente invención provee así cápsulas, que pueden surtir eficientemente agentes funcionales hidrofóbicos e hidrofílicos, y los aun agentes, que están en el intervalo medio de clogP 1-3. Así, al menos casi todo el espectro de los posibles valores de clogP pueden cubrirse por al menos un agente funcional y al menos un agente funcional adicional, opcional. Las composiciones de 1-100, preferentemente 2-50 diferentes agentes funcionales pueden estar presentes en las cápsulas de la presente invención. En el caso de los condimentos, así pueden encapsularse composiciones de condimentos complejas y balanceadas dentro de las mismas cápsulas . Preferentemente, las cápsulas de la presente invención comprenden al menos a dos agentes funcionales, uno de estos que tiene un valor clogP menor de 3 y el otro tiene un valor clogP de 3 o mayor. En una modalidad preferida de las cápsulas de la presente invención, el material que se puede encapsular además comprende un excipiente. Preferentemente el excipiente es líquido a una temperatura de 20°C. Preferentemente el excipiente es un solvente para el agente funcional. El excipiente se usa para el agente funcional, en particular para disolverlo, transportarlo dentro del microorganismo y/o compuesto matriz y/o diluirlo. Dependiendo de la solubilidad exacta al menos de uno de los agentes funcionales, un excipiente adecuado para el agente puede seleccionarse. En la literatura, se revelan ejemplos de excipientes. En este contexto, el documento EP 0 242 135 A2 , página 3, línea 50 a la página 3, línea 4 se incorpora expresamente en la presente como referencia. Similarmente, las sustancias que extienden lípidos así llamados mencionados en el documento EP 0 085 805 Bl, iniciando desde la col. 2, línea 27 que se extiende a la col. 4, línea 25 pueden servir como excipientes. En el documento EP 0453 316 Al, los líquidos hidrofílicos que pueden encapsularse se revelan en el párrafo de la col. 5, líneas 39-53. Esto se explica bien en la siguiente, col. 5, línea 54 a la col 6, línea 5 de la misma referencia, que los líquidos hidrofóbicos pueden usarse para disolver tintes, perfumes, etc. Todas las posiciones en el texto anteriores se incorporan expresamente en la presente como referencia. El excipiente, si está presente, se selecciona preferentemente del grupo de alcoholes, glicoles, esteres, hidrocarburos aromáticos, aceites lipofílicos aromáticos, ácidos carboxílicos, alcoholes, aceites, grasas y/o mezclas de estos compuestos. Preferentemente, el excipiente es un lípido. Más preferentemente, es una grasa y/o un aceite. Preferentemente, el excipiente tiene el estado de grado alimenticio y cumple con los requisitos GRAS (generalmente relacionado con la seguridad) . Por supuesto, el excipiente tiene que seleccionarse para que sea miscible con o que forme emulsión con al menos un agente funcional. En la práctica, muchos extractos aislados o naturales que comprenden uno o más agentes funcionales, como condimentos, dentro de un excipiente, como una secuencia directa del procedimiento de aislamiento o purificación. Por ejemplo, algunos procedimientos de extracción producen directamente aceites que contienen diferentes compuestos de condimentos y/o fragantes, los cuales después pueden usarse directamente como material que se puede encapsular de acuerdo con la presente invención. Un ejemplo es aceite cítrico, el cual con la extracción de la corteza y/o médula de la fruta cítrica por expresión en frío puede usarse directamente como material que se puede encapsular de acuerdo con la presente invención. En una modalidad preferida de la cápsula de la presente invención el microorganismo provee 5 a 80%, el compuesto matriz provee del 5 a 80% y el material que se puede encapsular comprende al menos un agente funcional provee de 5 a 60% del peso seco de la cápsula. Preferentemente, el microorganismo provee del 15 al 40%, el compuesto matriz provee del 15 al 40% y el material que se puede encapsular comprende al menos un agente funcional del 10 al 50% del peso seco de la cápsula. Más preferentemente, la cápsula puede comprender 20% del microorganismo, 40% en peso del material que se puede encapsular y 20% en peso del compuesto de la matriz. Por ejemplo, el material que se puede encapsular comprende al menos un agente funcional con clogP < 3 el agente funcional que provee de 10 a 40% en peso de la cápsula y al menos un agente funcional adicional, diferente que provee de 10 a 40% en peso de la cápsula. En una modalidad preferida de las cápsulas de acuerdo con la presente invención tiene un diámetro promedio en el intervalo de 5 µm a 2 mm. Preferentemente, el diámetro está en el intervalo de 40 µm a 1 mm, más preferentemente de 60 µm a 500 µm. La presente invención provee un sistema de suministro que comprende las cápsulas de la presente invención. El sistema de suministro puede consistir de cápsulas tal que, preferentemente forme un polvo. Este polvo puede incorporarse fácilmente dentro de cualquier producto deseado, tal como un producto alimenticio, un producto farmacéutico, un producto para el cuidado corporal, por ejemplo. El sistema de suministro de la presente invención puede, por otra parte, comprende otros compuestos, tal como otras cápsulas que proporciona otras funciones, o simplemente sustancias excipiente adecuados para aliviar el almacenamiento y/o procesar de las cápsulas de la invención y/o su aplicación a los consumidores de los productos finales . La presente invención provee un producto alimenticio que comprende las cápsulas . Tal producto alimenticio puede ser un producto frío o congelado. Este puede ser un producto alimenticio para consumo con temperaturas congelantes, ambientes y/o elevadas. Preferentemente, el producto alimenticio es un producto comestible como se revela en la solicitud de patente Europea con el número de solicitud EP04100069.6, presentada el 12 de Enero de 2004 en nombre de Firmenich SA. Las microcápsulas reveladas en esta referencia simplemente pueden reemplazarse con una relación de 1:1 por las cápsulas de la presente invención. Por consiguiente, los productos comestibles de EP04100069.6 comprenden las cápsulas de la presente invención, y se sujetaron a tratamiento térmico al menos de 70, preferentemente 100, más preferentemente al menos 170°C.

Puede usarse cualquier tecnología de procesamiento alimenticio adecuado para aplicar el tratamiento térmico (temperatura caliente) al producto comestible, algunas de las cuales se revelan en la página 6, línea 17-32 de EP04100069.6 que se presentó. Esta posición del texto se incorpora en la presente como referencia. Como medio de ejemplificación, los productos comestibles dentro o sobre los cuales las cápsulas de la presente invención pueden aplicarse incluyen las aplicaciones en gran actividad de agua como sopas, productos horneados, como galletas, panes, pasteles; aplicaciones con ebullición alta tal como pasta fresca y seca; hojuelas de cereal, bocadillos extrudidos, productos fritos tal como papas a la francesa o papas fritas fabricadas. Preferentemente, el producto alimenticio de la presente invención se refiere a las papas fritas y/o papas a la francesa. Dependiendo de la naturaleza del producto alimenticio que comprende las cápsulas de la presente invención, puede seleccionarse la tecnología de aplicación de las cápsulas al producto. Por ejemplo, si el producto alimenticio es un producto a base de pasta, las cápsulas pueden simplemente mezclarse junto con los otros ingredientes de la pasta antes del tratamiento térmico, tal como horneado. En otra aplicación, puede ser útil mezclar las cápsulas de la presente invención con agua y preparar un batido antes de aplicarlas a un producto alimenticio antes de tratarlo térmicamente. Si el producto alimenticio es papas a la francesa, por ejemplo, las cápsulas de la invención pueden mezclarse con agua para obtener un batido, por ejemplo, en un mezclador Hobart, y se recubre sobre las papas a la francesa antes de freirías a aproximadamente 180°C durante 60 s en aceite de palma, tal como se revela en la página 9, líneas 17-22 del documento EP04100069.6 que se presentó. La presente invención provee un proceso para preparar las cápsulas. Por consiguiente, en una etapa, un líquido acuoso que comprende al menos un microorganismo y agua se prepara en un recipiente adecuado, por ejemplo un mezclador. Por ejemplo levadura seca, que está comercialmente disponible, puede mezclarse con agua. Preferentemente, el líquido acuoso que comprende el microorganismo y agua es una suspensión de 10-30, preferentemente 15-25% en peso de sólidos, dependiendo del tipo de organismo y equipo usado. Un líquido acuoso en el contexto de la presente invención abarca mezclas de agua y microorganismos, y después de una etapa adicional del proceso también el material que se puede encapsular. Estas mezclas pueden ser suspensiones, lechadas, emulsiones, dispersiones y los similares. El término "líquido acuoso" así solo específica que está presente el agua. En una etapa del proceso, se adiciona el material que se puede encapsular comprende al menos un agente funcional que tiene un clogP menor de 3. Por supuesto, el material que se puede encapsular también podría adicionarse al agua antes de agregar el microorganismo. La adición del material que se puede encapsular puede ocasionar la formación de una emulsión, dependiendo de la hidrofobicidad del material que se puede encapsular. Por consiguiente, los emulsionantes, surfactantes y/o estabilizadores por ejemplo también pueden adicionarse al líquido acuoso. En una modalidad, el proceso de la presente invención comprende el paso adicional de adicionar un material que se puede encapsular al líquido acuoso que comprende un microorganismo y agua, por medio de esto el material que se puede encapsular comprende un agente funcional, adicional que tiene un clogP de 1 o mayor. Si las cápsulas intentan comprende un agente funcional adicional que tiene un valor de clogP de 1, 2, 3 o mayor, este agente funcional está comprendido preferentemente también en el material que se puede encapsular que comprende el agente funcional que tiene un valor menor clogP. Preferentemente, el material que se puede encapsular, que se adiciona de acuerdo con la etapa dada anteriormente, comprende todos los agentes funcionales con diferentes valores de clogP. Preferentemente, la relación de peso seco de microorganismo a material que se puede encapsular en líquido acuoso está en el intervalo de 1:1 a 5:1, preferentemente de 1.4:1 a 4:1, más preferentemente 1.6:1 a 3:1, más preferentemente de 1.9:1 a 2.9:1. Por ejemplo la relación es de 2.1:1. El líquido acuoso que comprende el microorganismo, agua y el material que se puede encapsular después se mezcla, se mueve, agita durante 1 a 6, preferentemente 1.5 a 5, más preferentemente 2 a 4 horas. Esto preferentemente sucede a temperaturas por arriba del ambiente, tal como por arriba de 25, preferentemente por arriba de 35°C, más preferentemente por arriba de 40°C. Durante la etapa de mezclado, al menos parte del material que se puede encapsular puede aminorar dentro de la célula del microorganismo. Si el clogP del agente funcional está por arriba de 3, una proporción significativa del agente funcional pasará libremente dentro de las células. Si el clogP de un agente funcional presente en el material que se puede encapsular es menor de aproximadamente 3 , solo una pequeña porción pasará dentro de las células. La porción remanente permanecerá en el líquido acuoso fuera de las células . El principio general del proceso de encapsulación mostrado anteriormente de los compuestos hidrofóbicos dentro de un microorganismo se revela en el documento EP A2 0 242 135, o en otras referencias de la técnica previa citada antes. Sin embargo, la técnica previa es completamente tácita en la relación entre la hidrofilicidad y la difusión del material que se puede encapsular dentro de las células. Siguiendo la difusión más o menos completa del material que se puede encapsular dentro de las células del microorganismo (dependiendo del clogP) , se adiciona el compuesto matriz . Preferentemente, se adiciona 0.4 a 4 partes del compuesto matriz por parte de microorganismo adicionado antes. Más preferentemente, se adiciona 0.6 a 2, más preferentemente de 1 parte del compuesto matriz por cada parte de microorganismo. Las porciones en peso del microorganismo: material que se puede encapsular: compuesto matriz de las cápsulas de la presente invención son preferentemente 1:1-5:0.4-4, preferentemente 1:1.4-4:0.6-2. Después de adicionar el compuesto matriz al líquido acuoso, todos los compuestos se mezclan preferentemente de nuevo, por ejemplo al usar una mezcladora de alto corte, a fin de asegurar la homogeneización apropiada de los agentes funcionales dentro de los compuestos matriz. Después, se seca la mezcla resultante, y, si es necesario (dependiendo de la tecnología aplicada) se granula para obtener las cápsulas de la presente invención. El secado puede realizarse por ejemplo con secado por aspersión, secado por congelamiento, secado con lecho fluidificado y/o secado en horno. Preferentemente, la etapa de secado se desarrolla con secado por aspersión.

Ejemplo 1 La retención de los diferentes agentes funcionales que tienen diferentes coeficientes de división octanol/agua (clogP) en cápsulas de la presente invención se comparan con las cápsulas solo con base de levadura, que corresponden a las tecnologías reveladas en la técnica previa. Dos diferentes tipos de levadura se probaron, Levadura 1 (DCL seca) y Levadura 2 ("Williams" lavada), comercialmente obtenible por Lesaffre, Francia y Aventine Renewable Energy Company, USA, respectivamente.

Materiales Tabla 2 : Recetas de la Muestra *Maltodextrina DE 18 Tabla 3 : Material que se puede encapsular (condimentos; Todos los agentes de condimentación pueden obtenerse comercialmente en forma purificada. Para cada condimento una muestra se encapsuló en la levadura 1 y 2 sola seguido por una etapa de lavado y secado por rociado inmediato, y una muestra correspondiente se hizo siguiendo el proceso de la presente invención, al adicionar un compuesto matriz (maltodextrina) sin ninguna etapa previa de atomización (secado por aspersión) . La levadura se dispersó en agua en un matraz de 1 litro.

El condimento líquido después se adicionó y la mezcla se mantuvo durante 4 horas a 50°C bajo agitación constante a 150 rpm utilizando un agitador de cuchilla plana.

Proceso sin el uso de un compuesto matriz (técnica previa) La mezcla (agua + levadura + condimento) se hizo por separado en una centrífuga de tapa y banco con una velocidad de 3,200 rpm. La temperatura de la centrífuga se mantuvo a 4°C. La pasta de levadura recuperada se lavó dos veces con agua destilada (1,200-1,400 ml de agua destilada) y se volvió a centrifugar (para asegurar que se eliminara todo el exceso del compuesto activo y material extraño) . La torta de levadura después se quitó del recipiente de la centrífuga y preparó por secado por aspersión. El agua destilada 300 g se adicionada a la torta de levadura y se mezcló hasta que se formó una dispersión homogénea. Las muestras después se secaron por aspersión en un Niro móvil menor a 210°C de entrada y 90-100°C de salida con una velocidad de alimentación de aproximadamente 10 ml/minuto .

Proceso de acuerdo con la invención con la adición de un compuesto matriz (Maltodextrina 18DE) Después de 4 horas durante las cuales el condimento se absorbió en la levadura, se adicionó maltodextrina a la mezcla de encapsulación directamente en el matraz y se mezcló hasta homogeneidad. La mezcla después se secó por aspersión en un Niro móvil menor a 210°C de entrada y 90-100°C de salida con una velocidad de alimentación de aproximadamente 10 ml/minuto. Se obtuvo un polvo que contiene las cápsulas de la invención.

Análisis de la Muestra Se aislaron condimentos de las cápsulas por extracción con etanol. En particular, 500 mg de cápsulas se hidrataron con 1 ml de agua y después se mezclaron con 9 ml de etanol. Se agitó la suspensión durante 10 min, se centrifugó y filtró. El líquido filtrado después se analizó por EG-SM (espectrometría de masa cromatografía en gas) , método SIM (Monitoreo del Ion Seleccionado) en un modo de Separación.

Resultados y Conclusiones Los resultados se ilustran en la Figuras 1 a la Figura 2 siguientes, que muestran el porcentaje de los diferentes condimentos recuperados de diferentes cápsulas (% en peso del condimento usado en la preparación) . El término MC significa compuesto matriz . En la Figura 1, se da la recuperación de (+-) -3-hidroxi-2-butanona, tetrahidrometilfurantiol, 1- (pirazinil) -1-etanona, y etanotioato de S- (2-metil-3-furilo) de las cápsulas de la Levadura 1 sola, levadura 1 con el compuesto matriz (invención) , levadura 2 sola, levadura 2 con compuesto matriz (invención) . Todas las cuatro moléculas tienen valores clogP relativamente bajos (hidrofílicos) y no se absorben en la células de levadura solas. La adición del compuesto matriz ayuda a incrementar su carga en las cápsulas finales . El uso de un compuesto matriz así incrementa significativamente la recuperación de condimento de las cápsulas . En la Figura 2, se muestra la recuperación de 4-hidroxi-2 , 5-dimetil-3 (2H) -furanona, triacetato de 1, 2 , 3-propanotriilo y ácido oleico de las cápsulas . Puede verse que los compuestos de condimentación se retienen mejor cuando se adiciona un compuesto matriz antes del secado por aspersión. Especialmente, la cantidad de 4-hidroxi-2, 5-dimetil-3 (2H) -furanona y triacetato de 1,2,3-propanotriilo (hidrofílico, clogP < 1) fue claramente mayor en cápsulas que comprenden compuesto matriz . En conclusión, con la encapsulación de varios condimentos que abarcan valores clogP similares o diferentes, la retención de los condimentos fue más completa en cápsulas de la presente invención, debido a la retención de condimentos más hidrofílicos en el compuesto matriz. El compuesto matriz podría usarse de esta forma, en combinación con un microorganismo para encapsular efectivamente las moléculas funcionales que tienen un clogP < de 3, además de los agentes funcionales más hidrofóbicos, que pueden estar presentes, también.

Ej emplo 2 Para evaluar la relevancia de la hidrofobicidad/hidrofobicidad de los compuestos de condimentación para la encapsulación en levadura en ausencia de un compuesto matriz, se investigó la eficiente encapsulación de un total de 140 diferentes compuestos de condimentación de uso actual en la industria de la condimentación . Se separaron 140 condimentos en 10 grupos de clases químicas similares para formar 10 composiciones diferentes, cada composición contiene de 7-19 compuestos diferentes. Las clases químicas agrupadas así fueron: (1) ácidos, furanonas y lactonas, (2) alcoholes y fenoles, (3) aldehidos, (4) pirazinas, (5) aminas, cenolitas, cenoxalinas, piridina, tiazol, ditioazina, lactonas bicíclicas y benzopironas, (6) cetonas y metil-cetonas, (7) sulfuro, bisulfuro, trisulfuro e isotiocianatos, (8) esteres y tioésteres, (9) terpenos y esteres de terpeno, (10) tioles y triofenos. Las diferentes composiciones las diferentes composiciones contuvieron desde 7 a 19 diferentes compuestos. Para control interno, cada composición contuvo un compuesto de condimentación de una clase química diferente. Esto permitió evaluar si la clase química tuvo un efecto en la eficiencia de encapsulación. Para cada clase química, una composición que contiene cantidades iguales (5% en peso) de 7-19 diferentes compuestos de condimentación en igual dilución, se preparó de esta forma. Cada composición además contenía triacetina, para formular 100% en peso de cada composición de condimentación. La composición con 19 diferentes compuestos contuvo 5% en peso de triacetina. De esta forma, se prepararon 10 composiciones de condimentación que abarcan en total 140 diferentes compuestos de condimentación. Cada una de las 10 composiciones midió un gran intervalo de clogP. Entre los 140 compuestos, el espécimen con el valor clogP más bajo (-1.09) fue diacetilo, y el compuesto con el valor clogP más alto (+6.39) fue cariofileno ( (-) - (IR, 9S, E) -4, 11, 11-trimetil-8-metilen-biciclo [7.2.0] undec-4-eno) ) , que se calculó por el método de Suzuki (1992) . Se encapsuló la levadura al mezclar cada composición de condimentación, la levadura seca y agua en cantidades relativas de 12:100:220 bajo condiciones que se describen en el Ejemplo 1 (Proceso sin uso de un compuesto matriz) . Todas las muestras se analizaron por extracción con etanol siguiendo el procedimiento dado en el Ejemplo 1 (Análisis de las muestras) . La eficiencia de encapsulación para cada compuesto de condimentación se calculó al dividir la cantidad de condimento detectado por la GC-MS dividida por la cantidad de condimento líquido usado para la encapsulación.

Los resultados indicados en la Figura 3, que se muestra en la eficiencia de encapsulación para cada compuesto de condimentación co o una función del valor clogP. La figura claramente muestra una curva sigmoidal con un punto de inflexión entre el clogP 2 y el clogP 3. En otras palabras, los compuestos con un valor logP inferior < 3 o aun < 2 incrementará la dificultad para encapsular con los sistemas a base de levadura sola. La Figura 1 y la Figura 2, por otra parte, muestran que estos compuestos pueden encapsularse bien su está presente un compuesto matriz, requerido por la presente invención. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

1. Reivindicaciones Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Cápsulas que comprende un microorganismo, un compuesto matriz, y, al menos un material que puede encapsularse, por medio de esto el compuesto de matriz y el material que se puede encapsular no se originan desde el mismo microorganismo, y por medio de esto el material que se puede encapsular comprende al menos un agente funcional, caracterizadas porque tienen un coeficiente de división octanol/agua clogP calculado menor de 3.
2. 2. Cápsulas de conformidad con la reivindicación 1, que comprenden al menos otro agente funcional, adicional, caracterizadas porque tienen un coeficiente de división octanol/agua calculado clogP es 1 o mayor.
3. 3. Cápsulas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizadas porque el agente funcional tiene un clogP menor de 2.
4. 4. Cápsulas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizadas porque el agente funcional adicional tiene un clogP de 2 o mayor.
5. 5. Cápsulas de conformidad la reivindicación 1, caracterizadas porque el material que se puede encapsular comprende un excipiente.
6. 6. Cápsulas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizadas porque el microorganismo provee de 5 a 80%, el compuesto matriz provee 5 a 80% y el material que se puede encapsular que comprende al menos un agente funcional provee 5 a 60% en peso seco de la cápsula.
7. 7. Cápsulas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizadas porque el compuesto matriz comprende un carbohidrato soluble en agua.
8. 8. Sistema de suministro, caracterizado porque comprende cápsulas de conformidad con la reivindicación 1.
9. 9. Producto alimenticio, caracterizado porque comprende cápsulas de conformidad con la reivindicación 1.
10. 10. Proceso para preparar cápsulas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las etapas de - preparar un líquido acuoso que comprende al menos un microorganismo y agua, adicionar un material que se puede encapsular que comprende un agente funcional que tiene un clogP menor de 3, adicionar opcionalmente otro material que se puede encapsular que comprende un agente funcional que tiene un clogP de 1 o mayor, revolviendo, agitando o mezclando el líquido acuoso y el/los material (es) que se puede (n) encapsular, agregar un compuesto matriz, secar los compuestos, y granular opcionalmente la lechada seca para obtener las cápsulas .