MXPA97010419A - Diesteres de cadena corta y proceso para su elaboracion - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere:Proceso para la obtención de un producto que tiene un alto contenido de zeaxantina, luteína o una mezcla de ambos, que puede ser usado principalmente para la pigmentación de la piel de pollos y yema de huevos, asícomo un intermediario en la síntesis de cantaxantina (B,B-caroten-4,4'-diona) y astaxantina (3,3'-dihidroxi B,B-caroten-4,4'-diona), mediante la reacción extractos obtenidos de campasuchil (Tagetes Erecta L.), o extractos de plantas que contengan luteína, zeaxantina o una mezcla de ambos en cualquier proporción, con anhídrido propiónico o acético, bajo condiciones controladas de temperatura y presión.

Description

DIESTERES DE CADENA CORTAY PROCESO PARA SU ELABORACIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN A. CAMPO DE LA INVENCIÓN. La presente invención está relacionada con diésteres de cadena corta, y más particularmente a un proceso para la obtención de un producto con un alto contenido de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos, como diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta de, de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos. * B. DESCRIPCIÓN DEL ARTE PREVIO 10 Los carotenoides amarillos tales como la luteína y la zeaxantina, se encuentran en la flor de cempasúchil como mono- o diésteres, enlazados a ácidos grasos de cadena larga, tales como los ácidos palmítico, esteárico o mistírico, entre otros (Alam, A. U. (1968) Lipidos, 3 (2), 183; Gayle G. (1986) J. Food Sci., 51(4), 1093). Jr IÍ Se supone que en tales estructuras químicas, los carotenoides están mejor protegidos contra procesos oxidantes, de manera que el color de la flor se preserva mejor en la naturaleza. Sin embargo, en la pigmentación de pollos, se ha mostrado que la biodisponibilidad de tales esteres carotenóicos grasos es menor que cuando están hidrolizados, es decir, cuando se alimentan como carotenoides libres (Coon, C.N. (1976) Poult. Sci., 55, 841-847). Los solicitantes han encontrado que mediante la saponificación de los carotenoides de cempasúchil y su subsecuente enlace a ácidos orgánicos de i A cadena corta, tales como fórmico, acético, propiónico, etc., se mejora su biodisponibilidad, y se obtiene una forma más estable de los caroteoides. La acetilación de carotenoides, zeaxantina entre otros, se ha llevado a cabo a escala de laboratorio desde hace décadas. La metodología reportada se 5 refiere específicamente a una investigación, para propósitos de elucidación, acerca de las estructuras químicas de los carotenoides. El carotenoide en su forma pura, en este caso zeaxantina, se disuelve en — ¿- piridina tratándolo con anhídrido acético y agitándolo a temperatura ambiente para obtener varias horas después el derivado acetilado (Liaaen-Jensen, S. y Jensen, A. (1971) Methods Enzymol. 23, 586), o en unos cuantos minutos si la mezcla de reactivos se mantiene bajo reflujo (Alam, 1968). Otra trayectoria química preferida para obtener el compuesto acetilado es disolver la zeaxantina en piridina y benceno para llevar la reacción a 20°C con cloruro acetílico, unos minutos después (Bartlett, L. (1969) J. Chem. Soc. C, r i; 2538). En el proceso de acuerdo con la presente invención, los extractos de cempasúchil que contienen carotenoides saponificados e izomerizados (Torres, et al. Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5.523.494 de junio de 1996, 568/834), se tratan directamente con anhídrido acético, o anhídrido 20 propiónico de tal forma que se obtengan los derivados del diéster de ácido orgánico de cadena corta, de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos, presentes en tales extractos.

Hí SUMARIO DE LA INVENCIÓN. Es un objetivo principal de la presente invención, proporcionar un producto que contiene un alto contenido de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos, en la forma de diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos, el cual puede ser usado principalmente en la pigmentación de la piel de pollo y yema del huevo. Es un objetivo principal adicional de la presente invención, proporcionar ~^ un proceso para la obtención de un producto con un alto contenido de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos, en la forma diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos, que se puede usar principalmente en la pigmentación de la piel de pollo y yema del huevo. Es aún un objetivo principal de la presente invención, proporcionar un proceso de la naturaleza anteriormente indicada, el cual consiste en hacer í 15 reaccionar anhídridos orgánicos de cadena corta, con extractos saponificados que contienen carotenoides, en una atmósfera inerte de bióxido del carbono, nitrógeno o una mezcla de ambos, bajo condiciones controladas de temperatura y presión. Es todavía un objetivo principal de la presente invención, proporcionar un proceso de la naturaleza anteriormente descrita, en el cual los extractos saponificados que contienen carotenoides son tratados sin la necesidad de agregar solvente alguno.

Es aún un objetivo adicional principal de la presente invención, proporcionar un proceso de la naturaleza anteriormente descrita, en el cual el producto o sus formulaciones, pueden ser usados para la pigmentación de la piel del pollo y yema del huevo o como un agente pigmentante en acuacultura. Es asimismo un objetivo principal de la presente invención proporcionar un proceso de la naturaleza anteriormente descrita en el cual el diéster de zeaxantina obtenido, puede ser usado como un intermediario en la síntesis de ~r* astaxantina o cantaxantina. Estos y otros objetivos y ventajas de la presente invención se harán aparentes a las personas con conocimientos normales en el ramo, de la siguiente descripción detallada de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN. El proceso químico se lleva a cabo de acuerdos a la siguiente reacción: : OH - AMINES. ETC. DIACETATO DE ZEAXANTINA DIPROPIONATO DE ZEAXANTINA *t J Los extractos saponificados de cempasúchil que contienen zeaxantina, han sido obtenidos de acuerdo al procedimiento descrito en la patente de Torres, et al. (1996), pero puede ser usada cualquier formulación o extracto pigmentante que contenga zeaxantina. Independientemente de la materia prima empleada, ésta debe estar preferentemente libre de humedad antes de la acetilación con anhídrido acético, o antes del tratamiento con anhídrido propionico. El substrato que contiene carotenoide, se mantiene a una temperatura de entre 25°C a 140°C, pero preferentemente entre 40°C y 100°C. 10 Cuando un extracto crudo de cempasúchil que contiene los carotenoides saponificados e isomerizados, entra en reacción con el anhídrido acético o propiónico, sus ácidos grasos residuales y otro lípidos presentes, ocurren como las sales de sodio o de potasio. Reacción de acetilación. \ El anhídrido acético es agregado lentamente al extracto en un recipiente de reacción bajo agitación, en una proporción de 0.2 a 2.0 partes en peso por una parte del concentrado pigmentante, el cual está en la forma de un jabón de sodio o de potasio (una pasta pesada altamente soluble en agua). La mezcla de reacción es parcialmente soluble en el anhídrido acético. Sin embargo, 20 conforme avanza la reacción de acetilación, se separa una fase aceitosa del medio de reacción, la cual está principalmente compuesta de ácido acético y acetatos de sodio o de potasio en una solución acuosa, de la cual se separa fácilmente por decantación. El recipiente de acetilación en donde se lleva a «í cabo la reacción, debe ser mantenido en una atmósfera inerte, a fin de evitar la degradación intensiva de las xantófilas. Un diluyente inerte tal como etilenglicol o propilenglicol o un hidrocarburo cíclico o alifático puede ser usado para reducir la viscosidad de la mezcla. El tiempo de la reacción depende de la temperatura y puede ser de 6 minutos a 24 horas, pero preferentemente de 4 a 18 horas. Parámetro Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 4 Anhídrido acético: Proporción de extracto. 0.5 2.5 1.0 2.0 Tiempo de Reacción, hrs. 16 16 20 12 Temperatura de reacción, °C 90 80 100 60 Presión, mm de Hg 750 760 750 760 Mono-hidroxicarotenoides % 4.2 1.5 1.7 2.8 Di-hidroxicarotenoides % 2.1 1.3 1.3 0.8 $ 15 Aceto-carotenoides % 88.5 91.8 89.6 90.2 Reacción de Propionaci?n. El anhídrido propiónico se agrega lentamente el extracto en un recipiente de reacción bajo agitación, en una proporción de 0.2 a 3.0 partes en peso a una parte del concentrado pigmentante, el cual está en la forma de un jabón de sodio o de potasio (una pasta pesada altamente soluble en agua). La mezcla de la reacción es parcialmente soluble en el anhídrido propiónico. Sin embargo a medida que avanza la reacción de propionación, se separa una fase aceitosa de la reacción, la cual está principalmente compuesta de ácido propiónico y 4 propionatos de sodio o de potasio en una solución acuosa, de la cual se separa fácilmente por decantación. El recipiente de la reacción debe ser mantenido bajo una atmósfera inerte para evitar degradación. El tiempo de la reacción depende de la temperatura y puede ser de 5 minutos a 24 horas, pero preferentemente de 3 a 17 horas. Parámetro Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba4 Anhídrido Propiónico: Proporción de extracto 0.8 2.5 2.0 3.0 * Tiempo de reacción, hrs . 6 4 4 3 Temperatura de reacción, °C 70 60 80 80 Presión, mm de Hg. 760 780 760 780 Mono-hidroxicarotenoides % 4.1 1.5 1.8 0.7 Di-hidroxicarotenoides % 2.3 1.0 0.6 1.0 Carotenoides de Propionato 86.0 90.0 89.0 91.0 > 1. Los extractos saponificados usados como materia prima en el proceso anteriormente descrito, contienen aproximadamente 92% de di-hidroxi carotenoides, y 1-2% de mono-hidroxi carotenoides, cuantificados según el método AOAC. La identificación y cuantificación de los pigmentos involucrados se llevaron a cabo siguiendo las técnicas HPLC mencionadas por Torres, et al. (1996), así como por el uso de otras técnicas del espectroscópicas como IR, UV, 1HNMR, etc., ampliamente usadas en la identificación de carotenoides.

El producto final puede ser formulado como una emulsión acuosa o puede ser dispersado por medio de un portador para obtener pre-mezclas de una concentración dada de zeaxantina, luteina o una mezcla de ambos en la forma de diesteres de ácidos orgánicos de cadena corta, que pueden ser usados como agentes pigmentante para la piel del pollo, yema del huevo, o camarones y salmón en acuacultura.

Claims (1)

1. ¿ ) REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la obtentción de diesteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de carotenoides mono- o polihidroxilados, de extractos saponificados que contienen carotenoides, el cual comprende: hacer reaccionar 5 lentamente bajo agitación, anhídridos orgánicos de cadena corta, con los extractos saponificados que contienen carotenoides, bajo condiciones controladas de temperatura y presión. £ 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual los carotenoides se seleccionan del grupo consiste en carotenoides amarillos, 10 luteina o zeaxantina. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual los extractos saponificados que contienen carotenoides se obtienen de extractos de flores de cempasúchil, harina de cempasúchil, maíz amarillo, gluten de maíz amarillo, o alfalfa. 15 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual la zeaxantina está en su forma hidrolizada libre. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual la luteína o cualquier otro hidroxicarotenoide o una mezcla de los mismos, están hidrolizados. 20 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual los anhídridos orgánicos de cadena corta se seleccionan del grupo que consiste en anhídrido acético o anhídrido propionico. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual la proporción de anhídrido acético es de 0.2 a 2.0 partes en peso, y preferentemente de 0.5 a 1.5 partes en peso, por una parte de extracto. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual la proporción de anhídrido del propiónico es de 0.5 a 3.5 partes, preferentemente de 0.5 a 1 ,5 partes en peso, por una parte de extracto. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual el extracto saponificado está preferentemente libre de humedad. * 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual el 10 extracto saponificado proviene de una reacción alcalina, conteniendo NaOH, KOH o una mezcla de ambos, residual, o cualquier otro hidróxido de metal alcalino o alcalinotérreo, así como bases orgánicas tales como la morfolina, etilamina, dietilamina, etanolamina y similares. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual la 1 í reacción es llevada a cabo en presencia de etilenglicol o propilenglicol para reducir la viscosidad de la mezcla. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual la reacción se lleva a cabo en presencia de un hidrocarburo alifático o cíclico o un solvente orgánico para reducir la viscosidad de la mezcla. 20 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual el anhídrido acético pude ser mezclado, en cualquier proporción, con sales metálicas de ácido acético, preferentemente con sales de sodio o de potasio. 14. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual el anhídrido propiónico puede ser mezclado en cualquier proporción con propionatos metálicos, preferentemente con sales de sodio o de potasio. 15. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual el tiempo de la reacción es de 5 minutos a 12 horas, preferentemente de 2 a 10 horas. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual la temperatura de la reacción es de 25°C a 140°C, preferentemente de 40°C a 100°C. 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual la reacción es llevada a cabo en una atmósfera inerte de bióxido de carbono, nitrógeno, o una mezcla de ambos. 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual el producto de reacción contiene de 5% a 90% de diacetato de zeaxantina. 19. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual el producto de la reacción contiene de 5% a 90% de dipropionato de zeaxantina. 20. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual el producto o sus formulaciones pueden ser usados para la pigmentación de la piel de pollo y yema del huevo o como un agente pigmentante en acuacultura. 21. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el cual el diéster de zeaxantina obtenido puede ser usado como un intermediario en la síntesis de astaxantina. 22. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en el cual el diéster de zeaxantina obtenido puede ser usado como un intermediario en la síntesis de cantaxantina. 23. Diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de carotenoides mono- o polihydroxilados, de la fórmula: DIACETATO DE ZEAXANTINA; O DIPROPIONATO DE ZEAXANTI A 24. Los diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de conformidad con la reivindicación 23, los cuales contienen de 5% a 90% de diacetato de zeaxantina. 25- Los diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de conformidad con la reivindicación 23, los cuales contienen de 5% a 90% de dipropionato de zeaxantina. 26. Diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de carotenoides mono- o polihydroxilados, obtenidos haciendo reaccionar anhídridos orgánicos de cadena corta, lentamente bajo agitación, con extractos saponificados que contienen carotenoides, bajo condiciones controladas de temperatura y presión. 27. Los diésteres de ácidos orgánicos de cadena corta, de conformidad con la reivindicación 26, en los cuales los anhídridos de orgánicos de cadena corta se seleccionan del grupo que consiste en anhídrido acético o anhídrido propiónico.