PT1395128E - Sistema de fibra de viscosidade controlada por ácido e suas utilizações - Google Patents

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PT1395128E
PT1395128E PT02731922T PT02731922T PT1395128E PT 1395128 E PT1395128 E PT 1395128E PT 02731922 T PT02731922 T PT 02731922T PT 02731922 T PT02731922 T PT 02731922T PT 1395128 E PT1395128 E PT 1395128E
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PT02731922T
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Chron-Si Lai
Bryan W Wolf
Keith A Garleb
Bruce B Blidner
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Abbott Lab
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Description

ΕΡ 1 395 128 /PT
DESCRIÇÃO "Sistema de fibra de viscosidade controlada por ácido e suas utilizações"
Campo técnico 0 presente invento refere-se de uma maneira geral à utilização de um produto substituto de refeições para atenuar a resposta glicémica pós-prandial a uma refeição. 0 invento também se refere a um sistema de fibra de viscosidade induzida e aos produtos líquidos que incorporam o sistema de fibra de viscosidade induzida. Adicionalmente, o invento refere-se a um método de incorporação de fibra solúvel num produto líquido sem os típicos aspectos negativos organolépticos ou de estabilidade física. 0 invento também se refere a um método para induzir a sensação de repleção e saciedade através da ingestão do sistema de fibra de viscosidade induzida.
Antecedentes do invento A diabetes é a sétima maior causa de morte nos Estados Unidos e a sexta maior causa de morte por doença entre os americanos. Estima-se que 15,7 milhões de pessoas, ou 7,8% da população dos U.S.A., sofrem de diabetes. Consequentemente, o peso económico da diabetes é grande, com um custo total por ano estimado em 98 biliões de dólares em 1997. Isto inclui 44 biliões de dólares em custos directos médicos e de tratamento, e 54 biliões de dólares em custos indirectos devido a incapacidade e mortalidade. A causa da diabetes é desconhecida, porém, os factores de risco para esta doença são multi-factoriais. Genética e factores ambientais tais como obesidade e estilo de vida sedentário parecem contribuir para a incidência da diabetes: diabetes tipo 2, um distúrbio resultante da incapacidade do corpo para fazer suficiente insulina ou utilizá-la adequadamente, representa 90 a 95 porcento de toda a diabetes. Este tipo de diabetes está a atingir proporções epidémicas na América devido ao envelhecimento da população, para além de uma maior prevalência de obesidade e de estilos 2
ΕΡ 1 395 128 /PT de vida sedentários. 0 tratamento normal da diabetes envolve a sustentação dos níveis de glicose no sangue tão próximo do normal guanto possível compensando o consumo de comida com insulina ou com medicamentações orais de abaixamento da glicose e com níveis de actividade física. Dietas de baixas calorias e perda de peso normalmente melhoram os níveis glicémicos a curto prazo e têm o potencial de melhorar o controlo metabólico a longo prazo. Porém, as estratégias dietéticas tradicionais, e mesmo as dietas de calorias muito baixas, normalmente não têm sido eficazes em atingir perda de peso a longo prazo. A obesidade está associada a inúmeras doenças crónicas, tais como diabetes tipo 2, doenças do coração, hipertensão arterial, acidentes vasculares cerebrais, dislipidemia, osteoartrite, apneia do sono, distúrbios da vesícula; problemas respiratórios, e malignidade. Um perda de apenas 5% a 10% do peso base de um paciente obeso com diabetes tipo 2, hipertensão arterial, ou dislipidemia, pode melhorar o controlo glicémico, diminuir a tensão arterial, e melhorar o perfil lipídico, respectivamente. A modificação do estilo de vida por alterações na dieta ou aumento de exercício é normalmente o primeiro passo no tratamento de excesso de peso ou de pessoas obesas. Porém, frequentemente a mudança no comportamento tem pouco sucesso, e as alterações na dieta ou exercício são mantidas a longo prazo apenas por menos de 15% das pessoas que iniciam estas mudanças. Além disso, as dietas de calorias restritas não podem continuar durante um longo período de tempo, e a maior parte da perda de peso destas dietas é novamente reposta.
Uma abordagem à iniciação e sustentação da perda de peso em indivíduos com excesso de peso é a indução de saciação (sensação de repleção durante a refeição) e de saciedade (sensação de repleção depois da refeição). Há vários mecanismos gastrointestinais que desencadeiam tanto a iniciação como a terminação do acto de comer em pessoas individuais. Embora a distensão gástrica seja um sinal normal de “repleção" e desempenhe um papel no controlo do consumo de comida, os seus efeitos são temporários e distintos das sensações de saciedade associadas a uma refeição. A saciedade 3
ΕΡ 1 395 128 /PT está associada com sensações pós-prandiais relacionadas com a activação de quimioreceptores intestinais, tais como colecistocinina, leptina, insulina, o neuropéptido Y hipotalâmico, e hormonas glucocorticóides. Estas sensações pós-prandiais, as quais são largamente responsáveis pelo fenómeno de saciação após o consumo de uma refeição, têm um efeito de maior duração na saciedade ou na fome do que a distensão gástrica. 0 conceito de que a fibra dietética pode ajudar no tratamento de hiperglicemia tem sido sugerido desde cerca de 1970. A suplementação com fibra solúvel viscosa (e.g., goma de guar, psílio, β-glucano de aveia) para testar refeições provou atenuar eficazmente a glicemia pós-prandial. Apesar da existência de alguma evidência in vivo, há ainda dúvidas consideráveis acerca da eficácia da fibra dietética no tratamento de hiperglicemia. Esta dúvida existe possivelmente porque diferentes tipos de fibras dietéticas possuem diferentes efeitos fisiológicos. À medida que os métodos analíticos para fibras dietéticas melhoram, assim também melhora a nossa compreensão sobre os efeitos fisiológicos da fibra. Por exemplo, as fibras solúveis viscosas geralmente têm um efeito maior no metabolismo de hidratos de carbono no intestino delgado pelo abrandamento da taxa de absorção, embora o esvaziamento gástrico retardado também possa desempenhar um papel. Estes fenómenos deverão diminuir a taxa à qual a glicose entra no sistema circulatório e retardar a subida pós-prandial de glicose no sangue. Embora a aplicabilidade deste conceito seja evidente, a sua utilização clínica é limitada. Infelizmente, os géneros alimentícios que contêm fibras viscosas (e.g., goma de guar) normalmente provocam uma sensação viscosa na boca, aderem aos dentes e têm fraca palatabilidade. A qualidade hedónica em geral dos alimentos que contêm guar pode ser melhorada pela redução do peso molecular médio (e.g., através de hidrólise química) do galactomanano na goma de guar; porém, isto também resulta numa perda de eficácia clínica.
Produtos concebidos como fonte única de nutrição e como suplementos nutricionais para a pessoa com diabetes podem ser obtidos comercialmente. Tipicamente, os produtos comerciais são líquidos e incluem quantidades elevadas de gordura. Um 4
ΕΡ 1 395 128 /PT líquido nutricional deve conter um teor elevado em gordura porque a gordura retarda o esvaziamento do estômago, deste modo retardando a entrega de nutrientes ao intestino delgado, o que atenua a curva de absorção de hidratos de carbono a seguir a uma refeição.
Glucerna® (Ross Products Division de Abbott Laboratories, Columbus Ohio) é um líquido nutricional com fibra para pacientes com tolerância anormal à glicose. Caseinatos de sódio e cálcio representam 16,7% das calorias totais como proteína; maltodextrina, polissacáridos de soja e frutose representam 34,3% das calorias totais como hidratos de carbono; e óleo de açafroa com alto teor de ácido oleico e óleo de canola representam 49% das calorias totais como gordura. Os polissacáridos de soja contribuem com 14,1 g/1000 ml da fibra dietética total. A RDI das vitaminas e minerais é administrada em 1422 kcal. 0 produto também contém minerais ultravestigiais de selénio, crómio e molibdénio e os nutrientes condicionalmente essenciais, carnitina e taurina.
Choice dm® (Mead Johnson & Company, Evensville, Indiana) é uma bebida nutricionalmente completa para pessoas com intolerância à glicose. Concentrado de proteína de leite representa 17% das calorias totais como proteína; maltodextrina e sacarose representam 40% das calorias totais como hidratos de carbono; e óleo de girassol com elevado teor de ácido oleico e óleo de canola representam 43% das calorias totais como gordura. Celulose microcristalina, fibra de soja e goma arábica contribuem com 14,4 g/1000 ml da fibra dietética total. A RDI das vitaminas e minerais é administrada em 1060 kcal. O produto também contém minerais ultravestigiais de selénio, crómio e molibdénio e os nutrientes condicionalmente essenciais, carnitina e taurina.
Resource® Diabetic (Sandoz Nutrition Corporation, Berne, Suíça) é um fórmula líquida completa com fibra concebida especificamente para pessoas com diabetes tipo 1 e tipo 2 e para pessoas com hiperglicemia induzida por stress. Caseinatos de sódio e cálcio, e proteína de soja isolada, representam 24% das calorias totais como proteína; amido de milho hidrolisado e frutose representam 36% das calorias totais como hidratos de carbono; e óleo de girassol com alto 5
ΕΡ 1 395 128 /PT teor de ácido oleico e óleo de rebentos de soja representam 40% das calorias totais como gordura. Goma de guar parcialmente hidrolisada contribui com 3,0 g/8 fl. oz. da fibra dietética total. A RDI das vitaminas e minerais é administrada em 2000 kcal. O produto também contém minerais ultravestigiais de selénio, crómio e molibdénio e os nutrientes condicionalmente essenciais, carnitina e taurina.
Ensure® Glucema® Shake (Ross Products Division de Abbott Laboratories, Columbus Ohio) é um suplemento oral concebido especificamente para pessoas com diabetes. Caseinatos de sódio e cálcio e proteína de soja isolada representam 18% das calorias totais como proteína; maltodextrina, frutose, maltitol, polissacáridos de soja e FOS representam 47% das calorias totais como hidratos de carbono; e óleo de açafroa com alto teor de ácido oleico e óleo de canola representam 35% das calorias totais como gordura. Polissacáridos de soja e frutooligossacáridos (FOS) contribuem com 3,0 g/8 fl. oz. da fibra dietética total. Pelo menos 25% do DV das 24 vitaminas e minerais chave é administrado em 8 fl. oz. O produto também contém minerais ultravestigiais de selénio, crómio e molibdénio. A Patente U.S. 4921877 de Cashmere et al. descreve uma fórmula líquida nutricionalmente completa com 20 a 37% do valor calórico total na forma de uma combinação de hidratos de carbono que consistem de amido de milho, frutose e polissacáridos de soja; 40 a 60% do valor calórico total na forma de uma combinação de gordura com menos de 10% das calorias totais sendo derivada de ácidos gordos saturados, até 10% das calorias totais de ácido gordos polinsaturados e o restante das calorias gordas de ácidos gordos monoinsaturados; 8 a 25% do valor calórico total é proteína; pelo menos o RDA mínimo dos U.S. em vitaminas e minerais; quantidades eficazes de minerais ultravestigiais de crómio, selénio e molibdénio; e quantidades eficazes de carnitina, taurina e inositol para a gestão dietética de pessoas com intolerância à glicose. A Patente U.S. 5776887 de Wibert et al. descreve uma composição nutricional para o controlo dietético de diabéticos contendo 1 a 50% das calorias totais como 6
ΕΡ 1 395 128 /PT proteína; 0 a 45% das calorias totais como gordura, 5 a 90% das calorias totais na forma de um sistema de hidratos de carbono e fibra. O sistema de hidratos de carbono requer uma fracção rapidamente absorvida tal como glicose ou sacarose, uma fracção moderadamente absorvida tal como certos amidos cozinhados ou frutose, e uma fracção absorvida lentamente tal como amido de milho cru. A Patente U.S. 5292723 de Audry et al. descreve uma composição liquida nutricional contendo uma fracção de lípidos, uma fracção de proteínas e uma combinação específica de glúcidos úteis como dietéticos. A fracção de glúcidos consiste em polímeros de glicose e glúcidos absorvidos lentamente. A Patente U.S. 5470839 de Laughlin et al. descreve uma composição e método para proporcionar nutrição a um paciente diabético. A composição entérica com baixo teor de hidratos de carbono e gordura elevada contém uma fonte de proteína, uma fonte de hidratos de carbono incluindo um amido de elevada amilose de digestão lenta e fibra dietética solúvel, e uma fonte de gordura que inclui uma percentagem elevada de gorduras monoinsaturadas. A Patente U.S. 5085883 de Garleb et al. descreve uma combinação de fibras dietéticas que inclui em peso: 5% a 50% de uma fibra dietética que é tanto solúvel como fermentável; 5% a 20% de uma fibra dietética que é tanto solúvel como não-fermentável; e 45% a 80% de uma fibra dietética que é tanto insolúvel como não fermentável. Preferivelmente, a fibra dietética que é tanto solúvel como fermentável, é goma arábica; a fibra dietética que é tanto solúvel como não fermentável, é carboximetilcelulose de sódio; e a fibra dietética que é tanto insolúvel como não fermentável, é fibra da casca de aveia. A Patente U.S. 5104677 de Behr et al. descreve um produto líquido nutricional que contém uma fonte de gordura e um sistema de fibras dietéticas. O sistema de fibras dietéticas no seu todo inclui em peso: (a) 5% a 50% de fibra dietética que é tanto solúvel como fermentável, 5% a 20% de fibra dietética que é tanto solúvel como não fermentável, e 7
ΕΡ 1 395 128 /PT 45% a 80% de fibra dietética que é tanto insolúvel como não fermentável. Menos de 10% das calorias totais no produto compreendem ácidos gordos saturados, não mais do que 10% das calorias totais no produto são ácidos gordos polinsaturados, e a razão dos ácidos gordos n-6 para n-3 do produto está no intervalo de 2 a 10. Preferivelmente, a fibra dietética que é tanto solúvel como fermentável, é goma arábica; a fibra que é tanto solúvel como não fermentável, é carboximetilcelulose de sódio, e a fibra que é tanto insolúvel como não fermentável, é fibra da casca de aveia. WO 96/25054 divulga uma composição de comida em pó compreendendo proteína, gordura, hidratos de carbono, pectina e cálcio. O pó também inclui 0,1-8% em peso de um acidulante, e quando misturado com água forma uma bebida com uma viscosidade de cerca de 250 centipoises e um pH de 2-6,5. Um pH acídico é crítico para uma duração em armazenagem prolongada da composição de comida em pó. Esta referência divulga e exemplifica apenas a utilização de pectina, e não menciona nada em relação à utilização de pectina de baixa metoxilação ou quaisquer outras fibras aniónicas. Além disso, esta referência requer um acidulante para a estabilidade do produto e menciona um pH para a bebida acídica de 2,0-6,5, o qual também é referido como "crítico" para o desempenho do produto. De facto, todas as composições Dl exemplificadas têm um pH de 3,0-4,9, i.e. as composições ali divulgadas já são acídicas - e não neutras - como formuladas.
Em EP 0768043 divulgam-se composições nutricionais compreendendo uma combinação de hidratos de carbono rapidamente absorvidos, moderadamente absorvidos, e lentamente absorvidos. As composições proporcionam uma absorção controlada dos hidratos de carbono com subsequente controlo da glicose sanguínea em diabéticos. Porém, nenhuma das composições ali divulgadas compreende 0,4-3,0% de uma fibra aniónica e solúvel numa bebida. A Patente U.S. 6221836 divulga composições de proteína anabólica tendo um perfil definido de aminoácidos. Divulga uma composição em pó contendo carragenina, goma xantana, óxido de magnésio e fosfato tricálcico. Porém, esta referência não divulga uma bebida contendo 0,4-3,0% em peso 8
ΕΡ 1 395 128 /PT de um polímero solúvel aniónico. A Patente U.S. 6020017 divulga substitutos de leite em pó que podem ser reconstituídos e pasteurizados para formar um líquido de armazenagem estável. Esta referência divulga um substituto do leite contendo 0,345% de carragenina e 1,0% de carbonato de cálcio. Porém, quando reconstituído até mesmo com quantidades mínimas de água para formar uma bebida, contém muito menos do que 0,4% em peso de fibra aniónica solúvel. A arte anterior descreve sistemas de hidratos de carbono de múltiplos componentes que atenuam a resposta glicémica através de fontes de hidratos de carbono que são absorvidas a taxas diferentes. Estes sistemas de hidratos de carbono de múltiplos componentes possuem características físicas que tornam difícil a incorporação dos sistemas de hidratos de carbono em fórmulas nutricionais. Além disso, estes sistemas de hidratos de carbono de múltiplos componentes possuem frequentemente características organolépticas inaceitáveis. Por exemplo, a goma de guar origina viscosidade no estômago, abrandando deste modo a libertação de nutrientes para o intestino delgado. Infelizmente, os géneros alimentícios que contêm goma de guar tipicamente provocam uma sensação viscosa na boca, aderem aos dentes e têm fraca palatabilidade. Além disso, quantidades eficazes de goma de guar aumentam a viscosidade dos produtos líquidos para que o produto líquido gelifique no recipiente. A qualidade hedónica em geral dos alimentos que contêm guar pode ser melhorada através da redução do peso molecular médio (i.e., por hidrólise) do galactomanano na goma de guar; porém, isto também resulta numa perda de eficácia clínica. Para além do desafio de se obter um produto agradável ao paladar, a suplementação dietética com níveis eficazes de goma de guar também está associada com efeitos gastrointestinais colaterais (e.g., flatulência e diarreia) da sua fermentação colónica, porque a goma de guar é um hidrato de carbono que fermenta rapidamente.
Além disso, os produtos nutricionais são destabilizados pela adição de um nível elevado de fibra solúvel. Esta instabilidade pode reflectir-se num aumento na contagem de 9
ΕΡ 1 395 128 /PT grão do produto ou na separação de fases com tratamento de calor. Não se sabe porque é que a fibra solúvel destabiliza produtos prontos-a-comer (RTF). A literatura sugere que a fibra aniónica interage com proteína e o resultante complexo fibra-proteína pode ser insolúvel em certas condições, causando contagem de grão elevada. Outra possibilidade é que, em geral, polímeros tais como fibra e proteína, não são espacialmente compatíveis. Acima de uma certa concentração, estes polímeros separam-se em duas fases distintas, uma rica em polissacáridos e outra rica em proteína. A adição de fibra solúvel poderia também causar separação de fases devido a um conceito conhecido como floculação por depleção. A floculação por depleção originaria uma fase rica em gordura e uma fase relativamente pobre em gordura. A estabilidade do produto poderia ser melhorada com a diminuição do nível de proteína solúvel, optimização do tipo de proteína, ou selecção cuidadosa das fontes de fibra proteína.
Assim, desenvolveu-se uma necessidade na arte para um sistema de fibra que actue no sentido de atenuar a curva de absorção de hidratos de carbono após uma refeição, sendo ao mesmo tempo bem tolerado, organolepticamente aceitável e facilmente incorporado nas matrizes nutricionais. 0 estado de doença de muitos diabéticos é complicado pelo seu status de peso excessivo. Como descrito atrás, a viscosidade aumentada no estômago resulta na libertação lenta de nutrientes no intestino delgado. Esta libertação lenta também induz a sensação de repleção e saciedade após uma refeição. Por exemplo, 9 a 20 g/dia de goma de guar suplementar durante 4 a 8 semanas provou reduzir significativamente o peso do corpo e sensações de fome comparado ao controlo. (Bruttomesso, D.; Briani, G.; Bilardo, G.; Vitale, E.; Lavagnini, T.; Marescotti, C.; Duner, E.; Giorato, C.; Tiengo, A. "The medium-term effect of natural or extractive dietary fibres on plasma amino acids and lipids in type 1 diabetics", Diabetes-Research and Clinicai Practice, 1989, 6, 149-155; (Krotkiewski, M., "Effect of guar gum on body-weight, hunger ratings and metabolism in obese subjects", Br. J. Nutr. 1984, 52, 97-105.) Porém, os mesmos aspectos descritos atrás sobre tolerância e desenvolvimento do produto aplicam-se à utilização de fibra solúvel para 10
ΕΡ 1 395 128 /PT induzir a sensação de repleção e saciedade. 0 mercado comercial respondeu com cápsulas de goma de guar que respondiam aos problemas relacionados com a estabilidade do produto e sensação na boca descritos atrás. Porém, surgiram aspectos de segurança quando se verificou que as cápsulas inchavam na garganta aumentando o risco de sufocação. As cápsulas de goma de guar foram retiradas do mercado desde essa altura.
Existe assim necessidade na arte de perda de peso para um sistema de fibra que induza a sensação de repleção e saciedade, e que ao mesmo tempo seja bem tolerado, organolepticamente aceitável e facilmente incorporado em matrizes nutricionais.
Sumário do invento
Os inventores desenvolveram um sistema novo de fibra que permite a incorporação de fibras viscosas e solúveis em produtos líquidos estáveis. Estes produtos nutricionais são clinicamente eficazes para atenuar a resposta glicémica a uma refeição ao mesmo tempo que resolvem os aspectos negativos organolépticos, de tolerância e estabilidade física associados com fibras viscosas solúveis. Este sistema novo será referido como o sistema de fibra de viscosidade induzida. É baseado no desenvolvimento de viscosidade in vivo pela acção indirecta de ácido. 0 sistema de fibra de viscosidade induzida utiliza fibras solúveis aniónicas dietéticas que não formam soluções altamente viscosas a concentrações relativamente modestas e contêm níveis elevados de grupos de ácido urónico. Estes grupos reagem com sais carregados positivamente para se entrecruzarem com moléculas individuais de fibra, produzindo uma solução altamente viscosa (ou gel a concentrações elevadas de fibra). Usando este sistema de fibra de viscosidade induzida, pode formular-se um produto liquido que não é viscoso a pH neutro mas que se torna viscoso por acidificação. Por exemplo, quando o ácido clorídrico reage no quimo gástrico com sais de cálcio insolúveis em água para produzir cálcio ionizado, o resultante ião livre de cálcio entrecruza-se com grupos de ácido urónico no polímero aniónico e aumenta a viscosidade do quimo. Um produto formulado com o tipo próprio de fibra e uma 11
ΕΡ 1 395 128 /PT fonte de catiões insolúveis em água e solúveis em ácido, tem uma viscosidade baixa a um pH neutro, é bebível, e torna-se altamente viscoso a seguir à ingestão. Os inventores constataram que o sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido produz a mesma resposta glicémica que um produto nutricional concebido especificamente para o suplementação nutricional de um diabético. Além disso, o sistema de fibra de viscosidade induzida usa fibra solúvel que é menos fermentável e menos viscosa do que a da arte anterior, minimizando deste modo os problemas de tolerância e de desenvolvimento do produto associados tipicamente com fibra solúvel fermentável. Como mencionado atrás, este sistema de fibra de viscosidade induzida do presente invento teria aplicação em pessoas com diabetes e em pessoas com resistência à insulina, assim também como terapia preventiva para populações de alto risco (e.g., pessoas obesas e parentes em primeiro grau de pessoas com diabetes mellitus tipo 2) e para aqueles indivíduos com necessidade de perder peso. A primeira concretização do invento refere-se a um produto nutricional compreendendo o sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido. 0 primeiro componente do sistema de fibra de viscosidade induzida é fibra aniónica solúvel. 0 segundo componente do sistema de fibra de viscosidade induzida consiste de catiões multivalentes praticamente insolúveis em água e solúveis em ácido. 0 sistema de fibra terá tipicamente de ser incorporado numa bebida substituta de refeições. 0 presente invento também se refere a um método de administração de fibra solúvel a diabéticos e a pessoas com necessidade de perder peso. 0 presente invento também se refere à utilização de uma bebida substituta de refeições no fabrico de um medicamento para atenuar a resposta glicémica pós-prandial de um humano através da ingestão de um produto líquido nutricional contendo o sistema de fibra de viscosidade induzida. Adicionalmente, o invento refere-se à utilização de uma bebida substituta de refeições para promover a sensação de repleção e saciedade através da ingestão de um produto nutricional contendo o sistema de fibra de viscosidade induzida. 12
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Descrição dos desenhos
Figura 1: 0 Efeito da Fonte de Proteína nas Necessidades de Ácido.
Figura 2: 0 Efeito da Fonte de Sal nas Necessidades de Ácido.
Figura 3: 0 Efeito da Fonte de Hidratos de Carbono nas
Necessidades de Ácido.
Figura 4: 0 Efeito do Perfil de Sal nas Necessidades de Ácido.
Figura 5: As Respostas dos Protótipos de Viscosidade Induzida Controlados por Ácido à Adição de HC1 0,1 N.
Figura 6: Variação incremental na glicose do soro relativamente à linha base após ingestão de uma bebida de glicose (Controlo - -) e uma bebida de glicose contendo um complexo experimental de viscosidade induzida por ácido (IV -·-) por indivíduos adultos saudáveis não diabéticos.
Figura 7: Variação incremental na insulina do soro relativamente à linha base após ingestão de uma bebida de glicose (Controlo - -) e uma bebida de glicose contendo um complexo experimental de viscosidade induzida por ácido (IV -·-) por indivíduos adultos saudáveis não diabéticos.
Descrição detalhada do invento
Como utilizado neste pedido: a. O "índice glicémico" (GI) é calculado pela divisão da área incremental de glicose no sangue debaixo da curva (AUC) da comida de teste pela AUC de glicose no sangue da comida de referência e multiplicando por 100, onde os teores de hidratos de carbono disponíveis da comida de teste e da comida de referência são os mesmos. A comida de referência é tipicamente glicose ou pão branco, que tem o G1 padrão de 100. b. "Fibra aniónica solúvel" refere-se a fibras solúveis em água que adquirem carga negativa depois de serem dissolvidas. c: "Catiões multivalentes insolúveis em água e solúveis em ácido" refere-se a sais que não são solúveis em água a pH neutro e que reagem com ácido libertando o catião. Catiões multivalentes listados no Merck índex, Décima Edição, como 13
ΕΡ 1 395 128 /PT insolúveis ou praticamente insolúveis em água e solúveis em ácido são exemplos de sais adequados. d. "Saciação" refere-se à sensação de repleção durante uma refeição. Vários mecanismos gastrointestinais desencadeiam a terminação do acto de comer em indivíduos. Embora a distensão gástrica seja um sinal normal de "repleção" e desempenhe um papel no controlo do consumo de comida, os seus efeitos são temporários e distintos das sensações de saciedade associadas a uma refeição. e. "Saciedade" refere-se à sensação de repleção após uma refeição. A saciedade está associada com sensações pós-prandiais relacionadas com a activação de quimioreceptores intestinais, tais como colecistocinina, leptina, insulina, o neuropéptido Y hipotalâmico, e hormonas glucocorticóides. Estas sensações pós-prandiais, as quais são largamente responsáveis pelo fenómeno de saciação depois de uma refeição ser consumida, têm um efeito de maior duração na saciedade ou na fome do que a distensão gástrica. f. 0 termo "necessidades de ácido" refere-se à quantidade de ácido requerida para ionizar o catião multivalente que depois se entrecruza com as moléculas da fibra solúvel aniónica desenvolvendo deste modo um digerido viscoso. g. 0 termo "equivalência em dextrose" (DE) refere-se a uma medida quantitativa do grau de hidrólise do polímero de amido. É uma medida do poder redutor comparado a uma dextrose (glicose) padrão de 100. Quanto mais alto for DE, maior é o grau de hidrólise do amido. Como o amido é hidrolisado adicionalmente (DE mais elevado), o peso molecular médio diminui e o perfil de hidratos de carbono muda em conformidade. As maltodextrinas têm um DE inferior a 20. Os sólidos de xarope de milho têm um DE de 20 ou mais e são mais rapidamente absorvidos. h. A fibra dietética "solúvel" e "insolúvel" é determinada pelo Método 32-07 da Associação Americana de Químicos do Cereal (AACC). Uma fonte de fibra dietética "solúvel" refere-se a uma fonte de fibra na qual pelo menos 60% da fibra dietética é fibra dietética solúvel como 14
ΕΡ 1 395 128 /PT determinado pelo Método 32-07 da AACC, e uma fonte de fibra dietética "insolúvel" refere-se a uma fonte de fibra na qual pelo menos 60% da fibra dietética total é fibra dietética insolúvel como determinado pelo Método 32-07 da AACC. i. As fibras dietéticas "fermentável" e "não fermentável" são determinadas pelo procedimento descrito em "Fermentability of Various Fiber Sources by Human Fecal Bactéria In Vitro", em AMERICAN JOURNAL CLINICAL NUTRITION, 1991; 53:1418-1424. Este procedimento está também descrito na Patente U.S. 5 085 883 de Garleb et al. Fibra dietética "não fermentável" refere-se a fibras dietéticas que têm uma fermentabilidade relativamente baixa, inferior a 40% em peso, preferivelmente inferior a 30% em peso, e o termo fibra dietética "fermentável" refere-se a fibras dietéticas que têm uma fermentabilidade relativamente elevada, superior a 60% em peso, preferivelmente superior a 70% em peso. j . O termo "calorias totais" refere-se ao teor calórico total de um peso definido do produto nutricional acabado. k. O termo "Ingestões Diárias de Referência ou RDI" (Reference Daily Intakes) refere-se a um conjunto de referências dietéticas baseadas nas Ingestões Dietéticas Recomendadas (Recommended Dietary Allowances) para as vitaminas e minerais essenciais. As Ingestões Dietéticas Recomendadas são um conjunto de ingestões estimadas de nutrientes estabelecidas pela National Academy of Sciences, que são actualizadas periodicamente de modo a reflectir o conhecimento cientifico corrente. l. O termo "viscosidade in vivo" refere-se à máxima viscosidade medida depois das amostras terem sido tituladas com HCL 0,1 N. Alíquotas de HCL 0,1 N foram adicionadas a 250 g do sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido seguido de corte com um misturador Glass-Col durante 30 minutos. A viscosidade a seguir ao corte foi medida por um viscosimetro Brookfield (modelo DVII+) com um eixo accionador 62 à temperatura ambiente. A viscosidade induzida dos produtos nutricionais que contêm o sistema de fibra de viscosidade induzida é medida após a adição de HCL 0,1 N a 250 g do produto nutricional seguido de corte com um 15
ΕΡ 1 395 128 /PT misturador Glass-Col durante 30 minutos. A viscosidade a seguir ao corte foi medida por um viscosimetro Brookfield (modelo DVII+) com um eixo accionador 62 à temperatura ambiente. m. O termo "viscosidade" é a razão da tensão de corte para velocidade de corte, expressa como dines-segundo/cm2, ou poise. Um centipoise (cps) é uma centésima de um poise. Um poise é uma unidade do coeficiente de viscosidade, definido como a força tangencial por unidade de área que é necessária para se manter a diferença de uma unidade na velocidade entre dois planos paralelos separados por um centímetro de fluído. Qualquer determinação de viscosidade deverá ser levada a cabo por meio de um viscosimetro Brookfield (modelo DVII+) com um eixo accionador 62 à temperatura ambiente. A viscosidade é medida operando o viscosimetro à velocidade mais alta velocidade possível do eixo accionador onde se obtém uma leitura dentro da escala. n. Qualquer referência a um intervalo numérico nesta aplicação deverá ser interpretada como uma divulgação explícita de qualquer número contido especificamente neste intervalo e de qualquer subconjunto de números contido dentro deste intervalo. Além disso, este intervalo deverá ser interpretado como uma base para uma reivindicação dirigida a qualquer número, ou subconjunto de números naquele intervalo. Por exemplo, uma divulgação de 1-10 deverá ser interpretada como a base de um intervalo de 2-8, 3-7, 5, 6, 1-9, 3,6-4,6, 3,5-9,9, 1,1-9,9, etc. o. Os termos "sistema de fibra de viscosidade induzida", "sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido", "sistema de fibra de viscosidade induzida por ácido", "sistema de viscosidade induzida por ácido" e "sistema de viscosidade induzida" são usados alternativamente e referem-se ao presente invento. O sistema de fibra de viscosidade induzida por ácido do presente invento funciona devido ao tipo de fibra solúvel utilizado. Fibras solúveis contendo níveis elevados de grupos de ácido carboxílico reagem com catiões multivalentes resultando numa viscosidade aumentada. Estas fibras de 16
ΕΡ 1 395 128 /PT viscosidade relativamente baixa a pH neutro, podem desenvolver viscosidades superiores a 10 000 cps ao serem acidificadas. Este aumento em viscosidade é um resultado da ionização de, por exemplo, cálcio e o subsequente entrecruzamento com, por exemplo, alginato.
Para o máximo impacto clinico, tipicamente, o sistema de fibra de viscosidade induzida será incorporado em bebidas substitutas de refeições tais como Glucema®, Ensure®, Choice DM®, Slim Fast®, Pediasure®, Glytrol®, Resource® Diabetic, etc. Os métodos de produção deste produtos alimentares são bem conhecidos pelos peritos na especialidade. A seguinte análise pretende ilustrar estes produtos substitutos de refeições para diabéticos e para perda de peso e a sua preparação.
As fórmulas nutricionais deste invento são concebidas para serem usadas como um substituto de refeições ou como um suplemento. Como o produto é para ser consumido como um substituto de refeições, conterá uma fonte de proteínas, uma fonte de lípidos, uma fonte de hidratos de carbono, vitaminas, e minerais. Estas quantidades são bem conhecidas pelos peritos na especialidade e podem ser facilmente calculadas quando estes produtos são preparados. Embora estes produtos substitutos de refeições possam servir como única fonte de nutrição, tipicamente não são. Estes produtos são consumidos por indivíduos para substituir uma ou duas refeições por dia, ou para proporcionar um snack saudável. Os produtos nutricionais deste invento deverão ser contemplados como incluindo qualquer uma destas concretizações. A quantidade destes ingredientes nutricionais pode variar muito dependendo da população alvo de pacientes (i.e. diabéticos vs. não diabéticos, considerações organolépticas, preferências culturais, idade, utilização, etc.). Sem ser para limitar o invento de maneira nenhuma, mas simplesmente servir como uma orientação em geral, as fórmulas nutricionais deste invento proporcionarão tipicamente a distribuição calórica que se segue. O sistema de proteína proporcionará cerca de 10% até cerca de 35% das calorias totais, mais preferivelmente desde cerca de 15% até cerca de 25% das calorias totais. O sistema de lípidos proporcionará menos do 17
ΕΡ 1 395 128 /PT que cerca de 37% das calorias totais, mais preferivelmente cerca de 10% a cerca de 30% das calorias totais. O sistema de hidratos de carbono proporcionará tipicamente desde cerca de 25% até cerca de 75% das calorias totais, mais preferivelmente desde cerca de 35% até cerca de 70% das calorias totais. A novidade destes produtos substitutos de refeições é a incorporação com êxito do sistema de fibra de viscosidade induzida que gera um digerido viscoso induzido por ácido. O primeiro componente dos produtos substitutos de refeições do presente invento consiste de hidratos de carbono. A fibra solúvel do sistema de fibra de viscosidade induzida é considerada parte do sistema de hidratos de carbono. Numerosos tipos de fibras dietéticas são conhecidos e estão disponíveis ao praticante da arte. As fibras diferem significativamente na sua composição química e estrutura física e, consequentemente, nas suas funções fisiológicas. As fontes de fibra dietética utilizadas neste invento podem ser caracterizadas pela sua solubilidade. As fibras pode ser divididas em tipos solúveis e insolúveis e as fontes de fibra diferem na quantidade de fibra solúvel e insolúvel que contêm.
Fontes representativas de fibra dietética solúvel são goma arábica, carboximetilcelulose de sódio, metilcelulose, goma de guar, goma gelana, goma de alfarroba, farinha de konjac, hidroxipropilmetilcelulose, goma adragante, goma karaya, goma arábica, quitosano, arabinoglactinas, glucomanano, goma xantana, alginato, pectina, pectina de baixa e alta metoxilação, β-glucanos, carragenina e psílio. Existem numerosas fontes comerciais de fibras dietéticas solúveis conhecidas pelo praticante na arte que se podem obter facilmente. Por exemplo, goma arábica, carboximetilcelulose hidrolisada, goma de guar, goma xantana, alginatos, pectina e as pectinas de baixa e alta metoxilação podem ser obtidas de TIC Gums, Inc. de Belcamp, Maryland. Glucanos de aveia e cevada podem ser obtidos de Mountain Lake Specialty Ingredients, Inc. de Omaha, Nebraska. Pode obter-se psílio da Meer Corporation de North Bergen, New Jersey enquanto o carragenina e a farinha de konjac estão disponíveis de FMC Corporation de Philadelphia, Pennsylvania. 18
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Preferivelmente, as fibras solúveis do presente invento também são aniónicas. Fontes representativas de fibras dietéticas solúveis aniónicas são alginato, pectina, pectina de baixa metoxilação, carragenina, goma xantana e goma gelana.
Os praticantes da arte tipicamente referem a quantidade total (ou percentagem) de fibra numa porção de refeição. A quantidade de fibra solúvel aniónica requerida para o sistema de fibra de viscosidade induzida é de cerca de 0,4% p/p até 3,0% p/p do produto substituto de refeições, preferivelmente de cerca de 1,0% p/p até 3,0% p/p do produto substituto de refeições, mais preferivelmente de cerca de 2,0% p/p até cerca de 3,0% p/p do produto substituto de refeições. Uma única porção de substituto de refeições tipicamente é cerca de 250 g.
No sistema de fibra de viscosidade induzida do presente invento pode utilizar-se qualquer uma das fibras aniónicas listadas atrás, ou qualquer combinação destas. A fonte preferida de fibra solúvel aniónica é alginato porque é menos viscoso e menos fermentável do que outras fibras solúveis. O alginato é o sal do ácido algínico e é isolado da alga castanha da família Phaeophyceae. É composto de ácido manurónico (pKa - 3,38) e ácido gulurónico (pKa - 3,65). O alginato, na ausência de catiões livres polivalentes, é uma fibra solúvel relativamente não viscosa. As soluções de alginato gelificam com a adição de iões livres de cálcio, os quais preenchem as cavidades formadas entre as cadeias paralelas do ácido gulurónico. Estas cavidades contêm dois grupos carboxilato e dois grupos hidroxilo, um de cada cadeia. A porção restante do sistema de hidratos de carbono pode ser fornecida por qualquer sistema de hidratos de carbono adequado para humanos, tendo em consideração quaisquer restrições dietéticas relevantes (i.e. se destinado a um diabético). Como indicado atrás, os hidratos de carbono contribuem tipicamente com desde cerca de 25% até cerca de 75% das calorias totais. Exemplos de hidratos de carbono adequados que podem ser utilizados incluem maltodextrina, polímeros de glicose, sacarose, maltitol, mel, álcoois do açúcar, sólidos do xarope de milho, glicose, frutose, lactose, e xarope de milho de frutose elevada. 19
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Para além dos hidratos de carbono descritos atrás, os produtos nutricionais também podem conter oligossacáridos indigestiveis tais como frutooligossacáridos (FOS). Os oligossacáridos indigestiveis são rapidamente e extensivamente fermentados para dar ácidos gordos de cadeia curta por microorganismos anaeróbicos que habitam no intestino grosso. Estes oligossacáridos são preferencialmente fontes de energia para a maioria das espécies Bifidobacterium, mas não são utilizados por organismos potencialmente patogénicos tais como Clostridium perfingens, C. difficile, ou E. coli. 0 termo "oligossacárido indigestível" refere-se a uma pequena porção de hidratos de carbono com um grau de polimerização inferior ou igual a cerca de 20 e/ou um peso molecular inferior ou igual a cerca de 3600, que é resistente à digestão endógena no tracto digestivo superior humano. O perito na especialidade tem conhecimento de que os hidratos de carbono seleccionados para preencher a porção restante do sistema de hidratos de carbono afectarão a viscosidade inicial pronto-a-comer do produto inicial. Por exemplo, no Exemplo 3, amidos menos hidrolisados (i.e. DE 10 vs DE 20) aumentarão a viscosidade pronto-a-comer. 0 sistema de hidratos de carbono preferido tipicamente compreende 10% p/p de alginato, 23% p/p de frutose, 20% p/p de maltitol, 4% p/p de FOS e 43% p/p de maltodextrina DE10. O produto substituto de refeições tipicamente também contém uma fonte de proteína. As proteínas que podem ser utilizadas nos produtos nutricionais do invento incluem quaisquer proteínas adequadas para consumo humano. Estas proteínas são bem conhecidas pelos peritos na especialidade e podem ser facilmente seleccionadas ao preparar estes produtos. Exemplos de proteínas adequadas que podem ser tipicamente utilizadas incluem, caseína, soro do leite, proteína do leite, soja, ervilha, arroz, milho, proteína hidrolisada, proteínas enriquecidas em minerais e suas misturas. Há fontes comerciais de proteína prontamente disponíveis e são conhecidas do praticante da arte. Por exemplo, caseinatos, soro do leite, caseinatos hidrolisados, soro do leite hidrolisado e proteínas do leite podem obter-se 20
ΕΡ 1 395 128 /PT de New Zealand Milk Products de Santa Rosa, Califórnia. Soja e proteínas de soja hidrolisadas podem ser obtidas de Protein Technologies International de Saint Louis, Missouri. A proteína da ervilha está disponível de Feinkost Ingredients Company de Lodi, Ohio. A proteína do arroz pode obter-se de Califórnia Natural Products de Lathrop, Califórnia e a proteína do milho de EnerGenetics Inc. de Keokuk, lowa.
Ao seleccionar uma fonte de proteína adequada, o perito na especialidade tem conhecimento de que a proteína nativa pode reter a fibra solúvel em glóbulos prevenindo o seu entrecruzamento com os sais ionizados. Adicionalmente, a proteína pode ser portadora de grupos carboxi que competirão com a fibra solúvel pelo cálcio ionizado resultando num aumento nas necessidades de ácido.
Os testes a seguir demonstram que a selecção do sistema de proteína pode influenciar as necessidades de ácido e o grau de desenvolvimento da viscosidade. Por exemplo, como descrito no Teste 1, algumas proteínas tais como caseinato de cálcio e proteína isolada do leite reagem com alginato, o que tem um impacto negativo na viscosidade induzida in vivo. Outras proteínas, tais como proteína de soja, competem com alginato pelo cálcio livre, o que tem um impacto negativo na viscosidade induzida in vivo. 0 sistema de proteína preferido tipicamente compreende 47% p/p de proteína do soro de leite desnaturada por calor, cerca de 29% p/p de proteína isolada do soro de leite e cerca de 24% p/p de caseinato de sódio. 0 terceiro componente dos produtos nutricionais deste invento é gordura. A fonte de gordura do presente invento pode ser qualquer fonte de gordura ou combinação de fontes de gordura adequadas para consumo humano. Como mencionado atrás, a fonte de gordura deste invento tipicamente proporcionará 37% das calorias totais ou menos. Uma fonte de gordura do presente invento pode ser qualquer fonte de gordura ou combinação de fontes de gorduras que proporcione os níveis desejados de ácidos gordos saturados (menos de 10% kcal), polinsaturados (até 10% kcal) e monoinsaturados (10% a 15% kcal) . O perito na especialidade pode facilmente calcular a 21
ΕΡ 1 395 128 /PT quantidade de uma fonte de gordura que deverá ser adicionada ao produto nutricional de forma a se obter os niveis desejados de ácidos gordos saturados, polinsaturados e monoinsaturados. Exemplos de gorduras de qualidade alimentar são bem conhecidos na arte e incluem tipicamente óleo de soja, azeite, óleo marinho, óleo de girassol, óleo de girassol com alto teor de ácido oleico, óleo de açafroa, óleo de açafroa com alto teor de ácido oleico, óleo de coco fraccionado, óleo de sementes de algodão, óleo de milho, óleo de canola, óleo de palma, óleo de palmiste e suas misturas.
Existem numerosas fontes comerciais para as gorduras listadas atrás que se podem obter facilmente e que são conhecidas do praticante da arte. Por exemplo, os óleos de soja e de canola estão disponíveis de Archer Daniels Midland de Decatur, Illinois. Os óleos de milho, coco, palma e palmiste podem obter-se de Premier Edible Oils Corporation de Portland, Organ. 0 óleo fraccionado de coco pode obter-se de Henkel Corporation de LaGrange, Illinois. Os óleos de açafroa com alto teor de ácido oleico e de girassol com alto teor de ácido oleico estão disponíveis de SVO Specialty Products de Eastlake, Ohio. 0 óleo marinho pode ser obtido de Mochida International de Tóquio, Japão. 0 azeite pode ser obtido de Anglia Oils de North Humberside, Reino Unido. Os óleos de girassol e de semente de algodão encontram-se disponíveis de Cargil de Minneapolis, Minnesota. 0 óleo de açafroa pode ser obtido de Califórnia Oils Corporation de Richmond, Califórnia.
As composições nutricionais do invento contêm desejavelmente vitaminas e minerais. É reconhecido que vitaminas e minerais são essenciais na dieta diária. Os peritos na especialidade têm conhecimento de que foram estabelecidas necessidades mínimas para certas vitaminas e minerais que se sabe serem necessárias para uma função fisiológica normal. Os praticantes da arte também compreendem que é necessário proporcionar quantidades adicionais apropriadas de ingredientes de vitaminas e minerais às composições nutricionais para compensar alguma perda durante o processamento e armazenagem destas composições. Além disso, o praticante da arte reconhece que certos micronutrientes tais como crómio, carnitina, taurina e vitamina E podem potencialmente beneficiar pessoas com diabetes e que podem 22
ΕΡ 1 395 128 /PT existir necessidades dietéticas mais elevadas em certos micronutrientes, tais como ácido ascórbico, devido ao seu elevado turnover em pessoas com diabetes. 0 segundo componente do sistema de fibra de viscosidade induzida consiste de catiões multivalentes praticamente insolúveis em água que são ionizados em condições acídicas.
Fontes representativas de catiões multivalentes praticamente insolúveis em água mas solúveis em ácido são magnésio, cálcio, ferro, crómio, manganês, molibdénio, cobre, zinco, carbonato de cálcio, fluoreto de cálcio, molibdato de cálcio, oxalato de cálcio, fosfato de cálcio dibásico, fosfato de cálcio tribásico, pirofosfato de cálcio, sacarato de cálcio, fluoreto de magnésio, fluoreto de magnésio, hidróxido de magnésio, óxido de magnésio, peróxido de magnésio, fosfato de magnésio tribásico, pirofosfato de magnésio, selenito de magnésio, carbonato de manganês, óxido de manganês, sulfureto de manganês e suas combinações. Existem numerosas fontes comerciais de catiões multivalentes praticamente insolúveis em água e solúveis em ácido que são conhecidas do praticante da arte e que se podem obter facilmente. Por exemplo, o fosfato tricálcico encontra-se disponível de Fortitech em Schenectady, New York. 0 carbonato de cálcio pode ser obtido de Specialty Minerais Inc. em Bethleham, PA. 0 fosfato de magnésio pode obter-se de Jost Chemicals em St. Louis, MO. 0 fosfato de cálcio monobásico está disponível de Monsanto Company em St. Louis, MO. 0 Teste 2 descreve como diferentes catiões multivalentes afectam as necessidades de ácido de um sistema de fibra modelo. 0 carbonato de cálcio resultou numa necessidade de ácido significativamente mais baixa do que o fosfato tricálcico (TCP) ou que o fosfato de cálcio de fabrico próprio (SMCP).
No sistema de fibra de viscosidade induzida do presente invento pode utilizar-se qualquer um dos catiões multivalentes listados atrás ou qualquer combinação destes. A fonte de catiões multivalentes preferida é carbonato de cálcio. Tipicamente, as quantidades requeridas de catiões multivalentes para entrecruzamento com a fibra solúvel 23
ΕΡ 1 395 128 /PT aniónica vão desde cerca de 200 ppm até cerca de 9000 ppm, preferivelmente desde cerca de 200 ppm até cerca de 4000 ppm, mais preferivelmente desde cerca de 30,0 ppm até 1000 ppm.
Como referido atrás, a indução do sistema de viscosidade depende da ionização de catiões livres para haver entrecruzamento com as moléculas de fibra solúvel aniónica. Porém, outros minerais presentes no produto nutricional podem ter um impacto negativo na viscosidade induzida. Por exemplo, como descrito no Teste 4, a necessidade de ácido do modelo nutricional era significativamente mais elevada do que aquela de uma mistura de hidratos de carbono/alginato/fosfato tricálcico. Este aumento nas necessidades de ácido foi devido à presença de MgHPCq e K2HP04, que competiam com os sais de cálcio pelo ácido adicionado. Consequentemente, níveis mínimos de sais básicos, sais com acção tampão e sais com catiões multivalentes que são, no pior dos casos, apenas levemente solúveis, podem ser incluídos num produto nutricional contendo o sistema de fibra de viscosidade induzida do presente invento. Além disso, o sistema de viscosidade induzida pode ser "levado" demasiado longe por um excesso de catiões para formar um gel rígido que é quebrado pelo corte do estômago, resultando numa perda de viscosidade. Tipicamente, os catiões multivalentes são mantidos a um nível inferior a cerca de 15000 ppm.
Um exemplo do sistema de vitaminas e minerais para a formulação nutricional usada como um substituto de refeições compreende tipicamente pelo menos 20% da RDI das vitaminas A, Blr B2, Bg, B12, C, D, E, K, beta-caroteno, biotina, ácido fólico, ácido pantoténico, niacina, e colina; os minerais de cálcio, magnésio, potássio, sódio, fósforo e cloreto; os minerais vestigiais de ferro, zinco, manganês, cobre e iodo; os minerais ultravestigiais de crómio, molibdénio, selénio; e os nutrientes condicionalmente essenciais m-inositol, carnitina e taurina numa única porção de refeição ou desde cerca de 50 Kcal até cerca de 1000 Kcal. Este nível de minerais tipicamente fornece suficientes catiões multivalentes para suportar o sistema de fibra de viscosidade induzida.
Adoçantes artificiais também podem ser adicionados à fórmula nutricional para melhorar a qualidade organoléptica 24
ΕΡ 1 395 128 /PT da fórmula. Exemplos de adoçantes artificiais adequados incluem sacarina, aspartame, acesulfame K e sacaralose. Os produtos nutricionais do presente invento também podem desejavelmente incluir um sabor e/ou cor de forma a proporcionar aos produtos nutricionais uma aparência atractiva e um gosto aceitável para consumo oral. Exemplos de sabores úteis tipicamente incluem morango, pêssego, manteiga de noz pecã, chocolate, banana, framboesa, laranja, mirtilo e baunilha.
Ao ser digerido, o sistema de fibra de viscosidade induzida é exposto a ácido, o qual ioniza o catião multivalente que se entrecruza com a fibra solúvel aniónica aumentando a viscosidade. 0 sistema de fibra de viscosidade induzida do presente invento origina um digerido viscoso resultando na libertação lenta de nutrientes para o intestino delgado. A libertação lenta de nutrientes para o intestino delgado resulta numa absorção prolongada de nutrientes, atenuando deste modo a resposta glicémica à refeição. A viscosidade gerada in vivo pelo sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido é superior a 300 cps, preferivelmente pelo menos cerca de 1000 cps, mais preferivelmente pelo menos 3000 cps. O sistema de fibra de viscosidade induzida foi concebido para gerar uma viscosidade óptima in vivo minimizando ao mesmo tempo a viscosidade pronta-a-comer. Como referido anteriormente, quando comparado com outras fibras solúveis, as fibras solúveis aniónicas preferidas tipicamente geram uma viscosidade mais baixa em solução, deste modo produzindo um produto bebível aceitável. A viscosidade pronta-a-comer do sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido é inferior a cerca de 300 cps, preferivelmente inferior a cerca de 200 cps, mais preferivelmente entre cerca de 50 cps e cerca de 150 cps.
Preferivelmente, o sistema de fibra de viscosidade induzida é formulado para produzir máxima viscosidade com uma necessidade mínima de ácido. O sistema de fibra de viscosidade induzida é formulado para necessitar menos do que cerca de 120 ml de ácido por 250 g de produto, preferivelmente menos de cerca de 60 ml de ácido por 250 g de 25
ΕΡ 1 395 128 /PT produto .
Os produtos nutricionais deste invento podem ser produzidos por meio de técnicas bem conhecidas pelos peritos na especialidade. Embora variações no fabrico sejam bem conhecidas pelos peritos na arte de formulação nutricional, nos Exemplos descreve-se em pormenor algumas das técnicas de fabrico. Falando de uma maneira geral, uma fibra numa combinação de óleo é preparada contendo os óleos, fibra solúvel, qualquer emulsionador, estabilizador e as vitaminas solúveis em gordura. Outras duas misturas (proteínas e hidratos de carbono) são preparadas separadamente. Os hidratos de carbono são misturados com os minerais e as proteínas são misturadas com água. A proteína em água e as misturas de hidratos de carbono/minerais são então misturadas com a combinação de óleo. A mistura resultante é homogeneizada, processada por calor, e normalizada com vitaminas solúveis em água e com sabor. A combinação final é homogeneizada e cheia assepticamente em recipientes apropriados. Alternativamente, a fórmula homogeneizada pode ser mantida não diluída e seca para formar um pó. 0 produto é então embalado. Tipicamente, a embalagem incluirá instruções para utilização pelo consumidor final (i.e. para ser consumido por um diabético, para assistir na perda de peso, etc.).
Uma segunda concretização é um método de atenuação da resposta glicémica pós-prandial num humano através da ingestão do sistema de fibra de viscosidade induzida descrito atrás. No Teste 5, os inventores determinaram que o sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido melhorou a resposta glicémica sem diminuir a resposta da insulina em humanos saudáveis não diabéticos.
Uma terceira concretização é um método para promover a sensação de repleção num humano através da ingestão do sistema de fibra de viscosidade induzida descrito atrás. Os inventores determinaram no Teste 6 que os produtos nutricionais contendo o sistema de fibra de viscosidade induzida retardariam o esvaziamento gástrico aumentando deste modo a sensação de repleção. 26
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As concretizações do presente invento podem, claro, ser levadas a cabo de outras maneiras para além daquelas apresentadas aqui sem se fugir ao espírito e âmbito do invento. Por isso, as presentes concretizações são consideradas em todos os aspectos como sendo ilustrativas e não restritivas e todas as alterações e equivalentes estão também dentro da descrição do presente invento. Os seguintes Exemplos não limitativos ilustram ainda mais o presente invento.
Teste 1
Testes iniciais avaliaram o efeito de várias fontes de proteína nas necessidades de ácido do sistema de viscosidade induzida.
Soluções reserva de alginato foram preparadas pela adição de 1% de alginato de sódio de baixa viscosidade (Kelton LVCR de Kelco Company em San Diego, CA) a água sob agitação vigorosa. A solução reserva de alginato foi então deixada a repousar durante 4 horas antes de utilização. Lentamente, adicionou-se 16 g de várias fontes de proteína a 184 g de água sob agitação e o pH da solução de proteína foi ajustado a 6,8 antes de se adicionar uma solução de 0,2% de fosfato tricálcico (TCP) e 200 g de solução de alginato. A mistura foi então titulada com HC1 0,1 N e a viscosidade dos sistemas modelo foi medida por meio de um viscosímetro Brookfield (modelo DVII+) com um eixo accionador 62 à temperatura ambiente.
Os inventores mostraram previamente que caseinato de cálcio e proteína isolada do leite reagem com alginato e são pouco adequados para esta aplicação. Da mesma maneira, constatou-se que proteínas solúveis do soro de leite (proteína nativa globular) são pouco adequadas para esta aplicação porque, quando utilizadas como fonte única de proteína, o soro de leite retém o alginato e torna o sistema de viscosidade induzida não funcional após processamento. Consequentemente, estas fontes de proteína não foram incluídas neste estudo. 27
ΕΡ 1 395 128 /PT A Figura 1 mostra os efeitos da proteína desnaturada do soro de leite (Alatal de New Zealand Milk Products em Santa Rosa, CA) , caseinato de sódio, e duas fontes de proteína de soja (Supro 1610 de PTI em St. Louis, MO) nas necessidades de ácido do sistema de viscosidade induzida. Enquanto as proteínas de soja e a proteína do caseinato de sódio necessitaram significativamente de mais ácido para se poder medir um aumento de viscosidade, a proteína do soro de leite precisou de menos ácido e atingiu uma viscosidade significativa. A proteína de soja, embora não sendo muito solúvel, foi muito eficaz a competir com o alginato pelo cálcio livre e era menos adequada para esta aplicação. A proteína do soro de leite desnaturada pelo calor era a fonte de proteína mais adequada para o sistema de viscosidade induzida controlado por ácido. A proteína do soro de leite desnaturada por calor era a proteína mais funcional para esta aplicação porque tinha um nível inferior de ácido glutâmico/ácido aspártico comparado com a proteína de soja, e um nível inferior de fosfoserina comparado com a proteína de caseinato.
Teste 2
Testes iniciais avaliaram o efeito de diferentes fontes de cálcio nas necessidades de ácido do sistema de viscosidade induzida.
As soluções contendo vários sais de cálcio (0,1% de fosfato tricálcico (TCP), carbonato de cálcio (CaC03) ou fosfato de cálcio de fabrico próprio (SMCP), 4% de proteína de soro de leite (Alatal 825 de New Zealand Milk Products em Santa Rosa, CA) ou proteína de soja de cálcio elevado (de Protein Technologies International em St. Louis, MO), 0,5% de alginato de potássio de baixa viscosidade (Kelmar de Kelco Co. em San Diego, CA), 0,5% de alginato de sódio de baixa viscosidade (Kelton LVCR de Kelco Co. em San Diego, CA), e 0,5% de azida de sódio (a qual actua como um conservante) foram preparados e a sua viscosidade foi monitorizada durante 8 semanas. As misturas contendo a proteína de cálcio elevado gelificaram em 2 dias, mesmo na ausência de quaisquer sais de cálcio adicionados. Esta proteína isolada de soja de cálcio elevado libertou cálcio na presença do alginato, deste modo 28
ΕΡ 1 395 128 /PT induzindo a viscosidade na lata. As misturas contendo a proteína de soro de leite (Alatal de New Zealand Milk Products em Santa Rosa, CA) e sais insolúveis de cálcio eram estáveis. As viscosidades destes sistemas modelo permaneceram inalteradas durante as 8 semanas de armazenagem do estudo.
Os sistemas modelo foram titulados com ácido e, como se pode ver na Figura 2, a viscosidade aumentou significativamente quando o nível limite de ácido foi adicionado. Os inventores ficaram surpresos ao constatar que o carbonato de cálcio precisava significativamente de menos ácido do que o fosfato tricálcico (TCP) e do que o fosfato de cálcio de fabrico próprio (SMCP).
Teste 3
Testes iniciais avaliaram o efeito de diferentes fontes de hidratos de carbono nas necessidades de ácido do sistema de viscosidade induzida.
Adicionou-se 40 g de vários tipos de hidratos de carbono e 0,4 g de fosfato tricálcico (TCP) a 360 g de solução de proteína/alginato contendo 0,5% de alginato de potássio de baixa viscosidade (Kelmar de Kelco Co. em San Diego, CA), 0,5% de alginato de sódio de baixa viscosidade (Kelton LVCR de Kelco Co. em San Diego, CA), 4% de proteína de soro de leite (Alatal de New Zealand Milk Products em Santa Rosa, CA) depois do pH da solução de alginato/proteína ter sido ajustado a 6,8. Os hidratos de carbono avaliados incluíam maltodextrina DE10 (Maltrin 100 de Grain Processing Corp. em Muscatine, IA) , sólidos de xarope de milho DE20 (Maltrin 200 de Grain Processing Corp. em Muscatine, IA) e frutose. As misturas resultantes foram tituladas com ácido HCL 0,1 N. Como se pode ver na Figura 3, o tipo de hidratos de carbono afectou a viscosidade inicial mas produziu pouco impacto nas necessidades de ácido.
Teste 4
Dois sistemas modelo de hidratos de carbono/minerais foram avaliados para se determinar o efeito do perfil de sal nas necessidades de ácido. 29
ΕΡ 1 395 128 /PT
Tabela 1
Conjuntos Factores de Sais e Hidratos de Carbono dos Sistemas
Modelo de Viscosidade Induzida Controlados por Acido Ingrediente ! Conjuntos factores j is de sais do Produto j | Modelo 1 (g/g) j Conjuntos factores de sais do Produto Modelo 2 (g/g) ΚΗΡΟ.·. j 0,00150 | 0,0013 í C6I.CO3 0,00030 I 0 íkci ^ 0,00115 | 0,00082 ;Fosfato tricálcico | 0,0036 | 0,0038 § Mg II PO.·. | 0,00315 ! 0,003 Pré-mistura UTM/TM* ^ 0,00034 | 0,00034 Ma 1 todext.. DE 1 | 0,084 | 0,084 NaCl ^ 0,0004 | 0,00068 ;* por g de pré-mistura UTM/TM: 83 mg zinco, 65 mg 37,8 mg cobre, 0,262 mg selénio, 0,365 mg crómio, 0,585 ferro, 18 mg de manganês molibdénio. A viscosidade inicial deste sistemas era bastante mais elevada do que a das misturas de Alatal/Alginato/hidratos de carbono, o que pode ser devido à maltodextrina de peso molecular mais elevado usada no estudo modelo. A inclusão de 0,03% de CaCC>3 (Modelo 1) reduziu significativamente as necessidades de ácido (Figura 4) . O aumento adicional no nivel de CaCC>3 não reduziu as necessidades de ácido mas produziu um aumento significativo na viscosidade inicial.
As necessidades de ácido do modelo são significativamente mais altas do que as da mistura de hidratos de carbono/alginato/TCP. Presumivelmente, este aumento nas necessidades de ácido deve-se à presença de MgHP04 e K2HPO4, os quais podem competir com os sais de cálcio pelo ácido adicionado. O modelo sugere que um produto completo de viscosidade induzida controlado por ácido pode ser produzido usando soro de leite desnaturado por calor como a fonte de proteína, CaCC>3 como o originador de cálcio, e níveis mínimos de sais básicos e/ou sais com catiões divalentes que são, no pior caso, apenas ligeiramente solúveis. 30
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Exemplo I A produção de 454 kg de um produto inicial contendo o sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido do presente invento é descrita a seguir. Combinou-se as quantidades requeridas de ingredientes (Tabela 2) para a fibra na mistura de gordura e armazenou-se.
Tabela 2
Fibra na Mistura de Gordura Óleo de açafroa com alto teor de ácido oleico 8,17 kg Óleo de canola í 0,96 kg Lecitina de soja 0,47 kg Pré-mistura de Vitamina DEK* Ϊ 30,87 g Beta-caroteno 30% . í 3,63 g Palmitato de Vitamina A í 3,41 g Alginato de sódio í 3,3 kg Alginato de potássio í 0,8 kg * por g de pré-mistura de Vitamina DEK: 8130 IU de vitamina E, 1,42 mg de vitamina Ki. vitamina D3, 838 IU de
Combinou-se a quantidade requerida de ingredientes (Tabela 3) para a proteína na mistura de água e armazenou-se.
Tabela 3
Proteína na Mistura de Água Água 173 kg Alatal 17,4 kg
Combinou-se a quantidade requerida de ingredientes (Tabela 4) para a mistura de hidratos de carbono/minerais e armazenou-se.
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Tabela 4
Mistura de Hidratos de carbono/Minerais ÍÁgua ÍMaltrin 200 54,6 kg | 25 kg s iSacarose iFrutose ÍFosfato tricálcico ÍFosfato de magnésio iCloreto de magnésio ÍCloreto de potássio íPré-mistura UTM/TM* íCarbonato de cálcio ÍCloreto de sódio ilodeto de potássio dibásico 6,8 6,8 1,8 1,8 kg kg kg kg 363 g \ 317 g \ 204 g \ 136 g \ 90 g | 0,11 g | i* Por g de pré-mistura UTM/TM: 83 mg zinco, 65 mg ferro, 18 mg manganês,; j 7,8 mg cobre, 0,262 mg selénio, 0, 365 mg crómio, 0, 585 molibdénio. í
Após a preparação de cada mistura, a mistura de hidratos de carbono/minerais foi adicionada à proteína na mistura de água. 0 pH da combinação foi ajustado a 6,6-6,8. A fibra na mistura de gordura foi então adicionada à combinação. A combinação foi processada a temperaturas de UHT (295°F durante 5 segundos) e homogeneizada a 4000 psi.
As quantidades requeridas de ingredientes (Tabela 5) para a solução de vitamina foram combinadas e o pH foi ajustado a 7,0-10,0 com KOH a 45%. A solução de pH ajustado foi armazenada.
Tabela 5
Solução de Vitamina í13,4 kg 227 g í 181 g í 50 g 136 g |45 g 51,7 kg ÍÁgua
Ac:do ascórbico ÍCloreto de colina í L-Carnitina ÍPré-mistura WSV* í Taurina íSabor a baunilha 8,4 mg í* por g de pré-mistura WSV: 375 mg niacinamida, 242 mg pantotenato de cálcio, ;mg de ácido fólico, 62 mg de cloreto de tiamina, 48 mg riboflavina, 59 Scloridrato de piridoxina, 165 mcg cianocobalamina, e 7305 mcg biotina. 32
ΕΡ 1 395 128 /PT A solução de vitamina foi adicionada à combinação processada durante a normalização. A combinação final foi aquecida por UHT até 295°F durante 5 segundos, homogeneizada a 4000 psi, e cheia assepticamente em garrafas esterilizadas de 32 oz. O produto fabricado como descrito atrás tinha uma viscosidade inicial de 84 cps e desenvolveu uma viscosidade induzida de cerca de 3 000 cps com a adição de 50 ml de ácido HCL 0,1 N. Porém, uma verificação da qualidade sensorial das amostras desta operação de fabrico determinou que o produto causava uma sensação arenosa na boca. O Alatal (proteína insolúvel do soro de leite de New Zealand Milk Products em Santa Rosa, CA) foi considerado como sendo a causa da sensação arenosa na boca (refira-se à operação 1 na Figura 5).
Exemplo II
Com base nos resultados do Exemplo I, uma redução no tamanho de partícula do Alatal e uma redução no nível de proteína do soro de leite tratado por calor foram identificados como sendo os factores para resolver a sensação arenosa na boca. O Alatal foi substituído por Alacen (proteína de soro de leite desnaturada por calor e seca por pulverização de New Zealand Milk Products em Santa Rosa, CA). O Alacen possui um tamanho de partícula mais pequeno. Além disso, incluiu-se um caseinato de sódio de baixa viscosidade como 25% de fonte de proteína e uma proteína nativa de soro de leite foi incluída como 30% de fonte de proteína para reduzir a fracção de Alacen. O produto foi fabricado como o produto de 454 kg descrito atrás usando a mistura de proteína em água e a mistura de hidratos de carbono listadas atrás.
Combinou-se as quantidades requeridas de ingredientes (Tabela 6) para a mistura de proteína em água e armazenou-se.
33 ΕΡ 1 395 128 /PT
Tabela 6
Proteína na Mistura com Água Água 150 kg Caseinato de sódio 4 kg Proteína isolada de soro de leite 4,8 kg Alacen 7, 8 kg
Combinou-se a quantidade requerida de ingredientes (Tabela 7) para mistura de hidratos de carbono/minerais e armazenou-se.
Tabela 7
Mistura de Hidratos de Carbono/Minerais | 44 kg j | 25 kg j | 6,8 kg ( | 6,8 kg i | 1,9 kg i ] 1,4 kg i | 1,1 kg | ] 363 g j I 204 g I j 136 g ( I 90 g ( | 50 g j Água (Maltrin 200 !j Sacarose I; Frutose
Fosfato tricálcico (Fosfato de magnésio dibásico (Cloreto de potássio (Cloreto de magnésio (Pré-mistura UTM/TM* (Carbonato de cálcio (Cloreto de sódio (Iodeto de potássio * Por g de pré-mistura UTM/TM: 83 mg zinco, 65 mg ferro, 18 mg manganês, 7,8 mg cobre, 0,262 mg selénio, 0,365 mg crómio, 0,585 molibdénio. A sensação que o produto causava na boca melhorou significativamente com a adição do sistema modificado de proteína. A viscosidade do produto era superior a 65 cps. Quando tratada com 70 ml de HC1 0,1 N, 250 g da amostra de viscosidade induzida controlada por ácido desenvolveu uma viscosidade de 4200 cps (refira-se a operação 2 na Figura 5).
Teste 5 0 presente teste avaliou a eficácia clínica de sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido (IV) numa matriz do produto baseada em glicose. O objectivo principal deste estudo era avaliar a capacidade do sistema de fibra de viscosidade induzida para atenuar a glicose pós-prandial no soro e as respostas de insulina em adultos 34
ΕΡ 1 395 128 /PT saudáveis não diabéticos. 0 sistema de fibra de viscosidade induzida por ácido foi incorporado numa bebida baseada em glicose e comparado a uma bebida controlo baseada em glicose com nível similar de fibra dietética total (TDF) e viscosidade inicial. A composição de ingredientes dos tratamentos experimentais está descrita na Tabela 8.
Tabela 8
Composição de Ingredientes dos Tratamentos Experimentais a
Tratamento Ingrediente Controlo 5 IV (g/100 g) 3 (g/100 g) Água ; 66,6 :j 66,6 Glicose Alginato de sódio Goma arábica Goma de guar Citrato de potássio 30 ) 30 0,0 :! 1,5 1,2 | 0,0 ! 0,3 | 0,0 j 1,2 1 1,2 Celulose microcristalina 0,2 | 0,2 Fosfato tricálcico 3 0,15 ij 0,15 Sabor a limão 0,2 § 0,2 Pesos de produto cheio eram de 250 g
Os ingredientes foram feitos em soluções a 31% com água, cheios em garrafas de vidro de 250 mL, e esterilizados na sua embalagem final (Ross Products Division de Abbott Laboratories, Columbus, OH) . Os produtos experimentais foram fornecidos em porções únicas líquidas de 250 g. A composição química dos tratamentos experimentais foi determinada para se verificar o nível de adição de ingredientes. Os sólidos totais foram determinados de acordo com os métodos da Associação dos Químicos Analíticos Oficiais (AOAC, 1984). A composição mineral foi determinada por um método de espectrometria de Plasma Acoplado por Indução (Ross Products Division). Os monossacáridos foram quantificados por um método de cromatografia iónica utilizando um cromatógrafo Dionex DX-300 equipado com uma coluna PAI CarboPac (Dionex, Sunnyvale, CA) como descrito por Hogarth et al. (2000) . A fibra dietética total foi determinada pelo método de Prosky et 35
ΕΡ 1 395 128 /PT al. (1984). A viscosidade do produto foi medida por viscosimetro do tipo rotativo (Brookfield modelo DV-II+, eixo #3 a 60 rpm; Brookfield Instruments, Stoughton, MA) a 23°C.
Um total de 30 indivíduos adultos saudáveis não diabéticos (19 do sexo feminino e 11 do sexo masculino) foram recrutados. Os indivíduos tinham uma idade média (±EP) de 36±2 anos, peso de 66±2 kg e índice de massa corporal entre 21 e 28 (24,2±0,4 kg/m2) . Nenhum dos indivíduos estava a tomar medicamentação, tinha história familiar de diabetes (parentes em primeiro grau), ou sofria de distúrbios gastrointestinais. Utilizando procedimentos normais, fez-se um exame médico completo (i.e., química do soro, hematologia, análise à urina, exame físico e história médica) para se documentar a saúde do indivíduo antes da sua adesão ao estudo. O teste foi conduzido na forma de um estudo duplo-mascarado cruzado e os produtos de teste foram testados como um teste oral de tolerância à glicose. Para assegurar que os indivíduos tinham reservas semelhantes de glicogénio nos dois dias de teste, deu-se-lhes instruções para consumir uma dieta rica em hidratos de carbono à refeição (mínimo de 200 g/dia) durante 3 dias antes de cada teste de tolerância à refeição, e também para evitar exercício 24 h antes do teste. Os indivíduos fizeram registos dietéticos nos 3 dias que precederam cada teste para se poder estimar o consumo de hidratos de carbono. Os indivíduos fizeram jejum durante a noite (pelo menos 12 h) antes de cada teste, durante o qual foram permitidos consumir apenas água. Fumar era proibido. Os indivíduos voltaram no espaço de 12 d (média 7±0,3 d, intervalo de 4 a 12 d) para repetição de exames com o tratamento cruzado apropriado. Foi-lhes permitida água (250 mL) durante cada 3 h de teste.
Depois de uma noite em jejum, colocou-se um cateter intra-arterial numa veia periférica. Os indivíduos foram deixados a relaxar durante 30 min, e tirou-se uma amostra de sangue de linha base. Os indivíduos consumiram então o produto apropriado em 10 min, e amostras de sangue adicionais foram tiradas aos 15, 30, 60, 90, 120, 150, e 180 min pós-prandiais. A glicose do soro foi medida pelo método da glicose-oxidase usando o analisador de glicose Beckman Glucose Analyzer 11 36
ΕΡ 1 395 128 /PT (Beckman Instruments, Fullerton, CA) e a insulina imunorreactiva do soro Laboratories (Irving, TX). analisada por Corning Clinicai
Por meio de um questionário, pediu-se aos indivíduos para descreverem a severidade dos seguintes sintomas: náusea, dores abdominais, distensão, vómitos, arrotos, e refluxo, a seguir a cada teste oral de tolerância à glicose. A severidade foi estabelecida de acordo com a seguinte escala: 0 = ausente, 1 = suave, 2 = moderada, 3 = severa. A variável principal do estudo foi a resposta incremental (i.e., ajustada à linha base) máxima da glicose do soro. As variáveis secundárias deste estudo foram: resposta incremental máxima da insulina no soro, área incremental líquida sob a curva (AUC) para a glicose e insulina do soro, resposta glicémica relativa, variação incremental média relativamente à linha base da glicose e insulina do soro aos 15, 30, 60, 90, 120, 150, e 180 min pós-prandiais e factores subjectivos de tolerância gastrointestinal.
Resultados A composição química dos tratamentos dietéticos está apresentada na seguinte Tabela 9.
Tabela 9
Composição Química dos Tratamentos Experimentais | Tratamento i | Controlo 5 IV 1 Item | (unidades/100 g produto) j (unidades/100 g produto) j Sólidos totais, g | 31,5 5 30,8 | Potássio, mg | 466 462 | Cálcio, mg | 67, 4 \ 60,8 | Fósforo, mg 1 27,6 \ 27, 7 | Fibra dietética total , g 5 1,88 jj 1,77 | Glicose, g | 24,5 s 24, 7 | Frutose, gâ | 4,8 5 4,7 | Galactose, ga I 0,2 5 0,2 j Viscosidade, raPa-s | 289 249 | Frutose e galactose formadas durante o processamento térmico de isomerizaçãoi da glicose. 37
ΕΡ 1 395 128 /PT
Formularam-se tratamentos dietéticos para fornecer 75 g de glicose para o teste oral de tolerância à glicose. Porém, a isomerização da glicose ocorreu durante o processamento por calor (esterilização) de ambos os produtos. Com base nas análises do produto, cada porção de 250 g tinha presente 61 g de glicose (12 g frutose e 0,5 g de galactose) . Foi decidido que uma provocação de 61 g de glicose era aceitável porque tipicamente usam-se cargas de 50 g de hidratos de carbono em estudos de resposta glicémica. A composição da fibra dietética total era similar para os tratamentos Controlo e IV (4,7 e 4,4 g de TDF por porção, respectivamente). Além disso, a viscosidade do produto inicial era similar para os tratamentos Controlo e IV (289 e 249 mPa-s, respectivamente). O valor de glicose no soro da linha base não diferia (P>0,10) entre grupos (82,6±1,3 e 84,6±1,5 mg/dL para o Controlo e IV, respectivamente). A Tabela 10 apresenta valores para a média da variação incremental máxima relativamente à linha base e para a AUC incremental liquida da glicose e insulina do soro. Os valores da linha base para a glicose do soro eram de 82,6±1,3 e 84,6±1,5 mg/dL para o Controlo e IV, respectivamente. Os valores da linha base para a insulina do soro eram de 5,2±0,8 e 5,4±0,8 mIU/L para o Controlo e IV, respectivamente.
Tabela 10
Respostas Glicémica e Insulinémica de Indivíduos Saudáveis Não Diabéticos a um Complexo Experimental de Viscosidade Induzida (IV) por Ácido
Glicose (mg/dL)
Insulina (mIU/L)
Item
Controlo
IV
Controlo
IV
Valor do máximo AUC (unid.min) b 40, 4±3,3 li 32,8±3,4 c < 32,6±3,7 jj 59,8±11,9 e 1717±433 ) 4291276 d í 27231326 \ 3366+560
Para converter glicose de mg/dL para mmol/L, multiplicar mg/dL por 0,0555. Glicose de 90 mg/dL =5,0 mmol/L. a Valores médios de pico de insulina no soro representam apenas valores do período um bÁrea incremental liquida debaixo da curva dos 180 min pós-prandiais. c IV diferente do Controlo (P<0,06). d IV diferente do Controlo (P<0,01) . e IV diferente do Controlo (P<0,05) .
Havia uma tendência (P<0,06) para uma média reduzida da variação incremental máxima da glicose no soro para o produto IV. Além disso, a AUC incremental liquida era menor (P<0,01) 38
ΕΡ 1 395 128 /PT para o produto IV. A resposta glicémica relativa ao longo dos 180 min de teste foi calculada como sendo 23,3±84,9, enquanto o índice glicémico ao longo dos 180 min de teste foi calculado como sendo 91,2±14,7. A resposta glicémica pós-prandial da provocação de glicose está representada graficamente na Figura 6. Os valores estão apresentados como a variação incremental relativamente à linha base. A variação pós-prandial na glicose do soro não era diferente (P>0,20) entre os dois produtos aos 15 e aos 30 min. Porém, havia uma tendência para atenuação da glicemia aos 60, 90, e 150 min pós-prandiais para o produto IV (P<0,05, P=0,06, e P<0,05, respectivamente). A glicose no soro desceu abaixo dos valores da linha base aos 120 min pós-prandiais aproximadamente para ambos os produtos. O tempo para a glicose atingir o máximo não diferiu entre os produtos. A média da variação incremental máxima relativamente à linha base da insulina no soro era maior (P<0,05) para o produto IV (Figura 7). A AUC incremental líquida para a insulina no soro ao longo dos 180 min de teste não diferiu (P>0,20) entre os produtos. As respostas pós-prandiais da insulina no soro estão representadas na Figura 7. O valor de insulina no soro da linha base não diferia (P>0,20) entre grupos (5,2±0,8 e 5,4±0,8 mIU/L para o Controlo e IV, respectivamente). A variação incremental em relação à linha base para a insulina não diferia (P>0,10) em nenhuma altura no tempo excepto aos 90 min pós-prandiais onde o produto Controlo tinha uma resposta inferior de insulina (P<0,01). O tempo para a insulina atingir o máximo não diferia entre produtos.
Os sintomas gastrointestinais foram minimamente afectados pelos produtos alimentados neste teste de tolerância à glicose. Não se observaram diferenças entre os produtos. Os sintomas mais frequentemente mencionados eram arrotos e náusea, a maioria dos quais sendo de natureza suave. Não foram documentados eventos adversos pelos indivíduos que consumiam qualquer um dos produtos.
Conclusão
Os inventores determinaram que a fórmula de IV reduzia a glicose no soro aos 60, 90, e 150 min pós-prandiais. Os 39
ΕΡ 1 395 128 /PT indivíduos tinham uma resposta incremental máxima de insulina maior depois de consumir o produto IV comparado ao Controlo. Não se observaram diferenças nos sintomas subjectivos de tolerância gastrointestinal entre produtos neste teste duplo-mascarado. Em geral, os sintomas que foram registados eram classificados pelos indivíduos como sendo suaves.
Em conclusão, o complexo IV melhorou a resposta glicémica sem diminuir a resposta de insulina. Estes resultados sugerem que o complexo IV aumenta a secreção de insulina relativamente ao estímulo glicémico.
Teste 6 A capacidade tampão dos tratamentos experimentais descritos no Teste 5 foi determinada in vitro. Adicionaram-se níveis incrementais de fluido gástrico simulado a 100 g de produto e avaliaram-se as mudanças de pH e de viscosidade. Os inventores determinaram que a viscosidade do produto IV não aumentava até o pH ter descido abaixo de 5,0, a seguir ao qual se observava uma subida acentuada até o pH ter atingido cerca de 4. À medida que o pH descia abaixo de 4,0, observava-se uma grande redução na viscosidade. Isto corrobora bem com o pKa do ácido gulurónico (-3,65). À medida que o pH desce abaixo de 4,0, as pontes de cálcio são destruídas devido à protonação dos grupos de ácido urónico com hidrogénio. Consequentemente, existe um pequeno intervalo de pH no qual o complexo IV é eficaz; porém, este intervalo de pH é alcançável nas condições fisiológicas no estômago. Além disso, este estudo in vitro documentou a forte capacidade tampão destes produtos, os quais possuem uma capacidade tampão similar a um produto normal de alimentação por tubo, Jevity® Plus (Ross Products Division, Columbus, OH). Foi necessário cerca de 50 mL de fluido gástrico simulado para causar a viscosidade induzida de 100 g de produto. Isto sugere que seria necessário cerca de 125 mL de fluido gástrico (para 250 g de produto) para produzir um complexo de viscosidade induzida in vivo. Estima-se que um adulto saudável produza cerca de 100-170 mL de fluido gástrico durante a primeira hora pós-prandial. Assim, no Teste 5 os indivíduos podem não ter produzido suficiente 40
ΕΡ 1 395 128 /PT ácido para induzir viscosidade mais cedo (15 e 30 min pós-prandiais), e isto pode explicar porque é que as diferenças só foram observadas mais tarde (60, 90, e 150 min pós- prandiais).
Com base nestes resultados in vitro, parece que o complexo de viscosidade induzida terá o seu maior impacto no esvaziamento gástrico.
Lisboa,

Claims (9)

  1. ΕΡ 1 395 128 /PT 1/3 REIVINDICAÇÕES 1. Utilização de uma bebida substituta de refeições possuindo um pH neutro e tendo também um sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido, no fabrico de um medicamento para atenuar a resposta glicémica pós-prandial de um paciente diabético, em que a bebida compreende: a) de 0,4% a 3,0% em peso da bebida de uma fonte de fibra aniónica solúvel seleccionada do grupo que consiste de alginato, pectina de baixa e alta metoxilação, carragenina, goma xantana e goma gelana, e suas misturas, e b) de 200 ppm a 4000 ppm em peso da bebida de um sal praticamente insolúvel em água e solúvel em ácido compreendendo um catião multivalente.
  2. 2. Utilização de acordo com a reivindicação 1, onde o referido catião multivalente, praticamente insolúvel em água e solúvel em ácido, é seleccionado do grupo que consiste de magnésio, cálcio, ferro, crómio, manganês, molibdénio, cobre, zinco, carbonato de cálcio, fluoreto de cálcio, molibdato de cálcio, oxalato de cálcio, fosfato de cálcio dibásico, fosfato de cálcio tribásico, pirofosfato de cálcio, sacarato de cálcio, fluoreto de magnésio, hidróxido de magnésio, óxido de magnésio, peróxido de magnésio, fosfato de magnésio tribásico, pirofosfato de magnésio, selenito de magnésio, carbonato de manganês, óxido de manganês, sulfureto de manganês e suas combinações.
  3. 3. Utilização de acordo com a reivindicação 1, na qual a administração da referida bebida ao referido diabético gera uma viscosidade in vivo superior a 300 cps.
  4. 4. Utilização de acordo com a reivindicação 1, na qual a referida bebida compreende: a) um sistema de proteína que proporciona de 10 a 35% das calorias totais, b) um sistema de gordura que proporciona menos de 37% das calorias totais, e ΕΡ 1 395 128 /PT 2/3 c) um sistema de hidratos de carbono que proporciona de 35 a 70% das calorias totais.
  5. 5. Bebida substituta de refeições, que compreende: a) um sistema de proteína que proporciona de 10 até 35% das calorias totais, b) um sistema de gordura que proporciona menos de 37% das calorias totais, c) um sistema de hidratos de carbono que proporciona de 35 a 70% das calorias totais, d) um sistema de fibra de viscosidade induzida controlado por ácido, em que o referido sistema de fibra compreende: i. de 0,4% até 3,0% em peso da bebida de uma fonte de fibra solúvel aniónica seleccionada do grupo que consiste de alginato, pectina de baixa metoxilação, carragenina, goma xantana, goma gelana e suas misturas, e ii. de 200 ppm até 4000 ppm em peso da bebida de um sal praticamente insolúvel em água, solúvel em ácido, compreendendo um catião multivalente; e em que a referida bebida possui um pH neutro e uma viscosidade pronta-a-ingerir inferior a 300 cps.
  6. 6. Bebida de acordo com a reivindicação 5, na qual a administração do referido substituto de refeições ao referido diabético gera uma viscosidade in vivo superior a 300 cps.
  7. 7. Bebida de acordo com a reivindicação 5, onde o sal praticamente insolúvel em água, solúvel em ácido, compreende um catião multivalente seleccionado do grupo que consiste de magnésio, cálcio, ferro, crómio, manganês, molibdénio, cobre, zinco, carbonato de cálcio, fluoreto de cálcio, molibdato de cálcio, oxalato de cálcio, fosfato de cálcio dibásico, fosfato de cálcio tribásico, pirofosfato de cálcio, sacarato de cálcio, fluoreto de magnésio, hidróxido de magnésio, óxido ΕΡ 1 395 128 /PT 3/3 de magnésio, peróxido de magnésio, fosfato de magnésio tribásico, pirofosfato de magnésio, selenito de magnésio, carbonato de manganês, óxido de manganês, sulfureto de manganês e suas combinações.
  8. 8. Bebida de acordo com a reivindicação 5, em que a fonte de fibra solúvel aniónica representa de 1,0% a 3,0% em peso da bebida.
  9. 9. Bebida de acordo com a reivindicação 5, em que o sal praticamente insolúvel em água e solúvel em ácido representa de 300 ppm até 1000 ppm em peso da bebida. Lisboa,
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