ES2900227T3 - Composición alimenticia fortificada con hierro - Google Patents

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Rachid Bel-Rhlid
Narvaez Edwin Habeych
Sylvie Merinat
Brigitte Rey
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Abstract

Una composición para la fortificación de alimentos y/o bebidas que comprende un complejo de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada e hidróxido de amonio, en donde la proteína hidrolizada es seleccionada de entre el grupo que consiste en proteína hidrolizada de maíz, proteína hidrolizada de trigo, proteína hidrolizada de soja, proteína hidrolizada de guisante y combinaciones de las mismas, y en donde la proteína hidrolizada es proteína hidrolizada hasta entre 20 y 80 % p/p.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición alimenticia fortificada con hierro
Campo de la invención
La presente invención se refiere a composiciones para la fortificación con hierro de los alimentos y/o bebidas. Más específicamente, la presente invención se refiere a composiciones que comprenden Fe(III), ácido fítico, una proteína hidrolizada e hidróxido de amonio, que suministran fuentes estables y solubles de hierro para la fortificación de alimentos y/o bebidas.
Antecedente de la invención
Las deficiencias nutricionales de minerales (también denominadas como desnutrición por micronutrientes) afectan una gran proporción de la población humana y están ampliamente distribuidas en particular en países en desarrollo. La deficiencia en hierro es especialmente común, afectando a más de dos mil millones de personas alrededor del mundo, y es la única deficiencia en nutrientes que es significativamente prevalente en países industrializados. La deficiencia en hierro está asociada con una variedad de problemas de salud, incluyendo afectación en el desempeño del trabajo, aumento en la mortalidad materna e infantil, y pobre desarrollo cognitivo en niños.
Las deficiencias en hierro se originan cuando los requerimientos fisiológicos no son satisfechos por la absorción mineral de la dieta, por ejemplo, debida a baja biodisponibilidad de hierro. La biodisponibilidad de hierro dietario puede ser baja, por ejemplo, en poblaciones que tienen dietas monótonas a base de plantas, con poca carne. En verdad, una causa principal de la baja biodisponibilidad de hierro está relacionada con la presencia de factores antinutricionales que están presentes de manera natural en cereales y legumbres. Estos factores forman complejos insolubles con hierro e interfieren en su absorción.
La fortificación con hierro de los alimentos es una aproximación bien conocida para aumentar la ingesta de hierro dietario, pero puede generar varias dificultades. Un problema significativo es causado por la incompatibilidad general entre biodisponibilidad y estabilidad de los compuestos de hierro. Típicamente, la mayoría de los compuestos de hierro biodisponible (por ejemplo, sulfato ferroso) son los más reactivos dentro de la matriz del alimento. Como tal, la fortificación con hierro de los alimentos puede conducir a varios cambios indeseados en las propiedades del alimento, en particular propiedades organolépticas del alimento. Por ejemplo, el hierro puede acelerar reacciones de oxidación, alterando de manera adversa el sabor del alimento, y el hierro puede formar también complejos con compuestos cromóforos fenólicos, conduciendo a cambios indeseados en el color en el alimento.
Por ejemplo, el sulfato ferroso (es decir Fe(II)), que es un compuesto de referencia del hierro para fortificación de los alimentos en humanos en términos de su elevada absorción, causa cambios sensoriales en el vehículo del alimento en presencia de polifenoles o elevadas cantidades de lípidos insaturados. En contraste, las fuentes más estables de hierro, que son típicamente insolubles en agua (por ejemplo, pirofosfato férrico (es decir Fe(MI))), tienen relativamente baja biodisponibilidad comparada con los compuestos solubles en agua.
Se han tomado varias aproximaciones durante los intentos para mejorar la fortificación con hierro de los alimentos. Se ha considerado el sulfato ferroso encapsulado, porque podría suministrar una fuente de hierro biodisponible, mientras mantiene la estabilidad a través de la encapsulación de la formulación. Sin embargo, la biodisponibilidad es altamente dependiente del recubrimiento usado y en muchos casos la biodisponibilidad de la fuente de hierro recubierta es reducida. La encapsulación también aumenta los costes de producción. Además, la mayoría de los recubrimientos usados para encapsulación, que frecuente se basan en lípidos, dan lugar a problemas asociados con la fusión durante las diferentes etapas de tratamiento térmico de la manufactura de muchos productos alimenticios.
El documento WO 01/67897 enseña el suministro de hierro a productos alimenticios, mediante la formación de un complejo de Fe(III), fosfato y amonio, mediante mezcla de todos los dichos ingredientes juntos, y aplicación de ellos en diferentes productos alimenticios para fortificación con hierro.
Aproximaciones alternativas han usado nanopartículas que contienen hierro, que han sido estabilizadas con biopolímeros (EP 1743530), o EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) férrico de sodio, que tienen buenas biodisponibilidad y estabilidad (US 2005/0053696), para la fortificación con hierro. Sin embargo, el uso de nanopartículas y EDTA en productos alimenticios está encontrando aumento en la resistencia del consumidor. Además, el EDTA de sodio e hierro es costoso y no es estable en todas las matrices alimenticias (por ejemplo, caldo de pollo).
De acuerdo con ello, persiste una necesidad significativa por composiciones y procedimientos que habiliten la fortificación con hierro de alimentos y bebidas. En particular, persiste una necesidad por composiciones y procedimientos que suministren una fuente de hierro soluble, preferiblemente biodisponible, que tenga mínimo efecto en las propiedades organolépticas de los alimentos.
Resumen de la invención
Un objetivo de la presente invención es mejorar el estado del arte y suministrar una solución mejorada para la fortificación con hierro de alimentos y bebidas, o por lo menos suministrar una alternativa útil. El objetivo de la presente invención es logrado mediante el tema sujeto de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes desarrollan además la idea de la presente invención. Los presentes inventores han encontrado que sorprendentemente los complejos de Fe(III) solubles en agua pueden ser preparados usando ácido fítico en presencia de proteína hidrolizada. Aunque los complejos de Fe(II):ácido fítico solubles en agua son conocidos, los complejos de Fe(III) con ácido fítico fueron mirados previamente como altamente insolubles. En verdad, el uso de ácido fítico en productos alimenticios ha sido evitado previamente debido a su potencial para enlazar cationes multivalentes. Los complejos resultantes son usualmente insolubles bajo condiciones fisiológicas, teniendo como resultado que es difícil su digestión por los humanos. En consecuencia, el ácido fítico ha sido considerado tradicionalmente como un antinutriente. Además, los presentes inventores han encontrado que las composiciones de la presente invención pueden ser usadas para fortificar alimentos y bebidas, con poco efecto en sus propiedades organolépticas. En particular, los presentes inventores han encontrado que los alimentos que contienen frutas o vegetales y caldo, que fueron mirados previamente como de difícil fortificación con hierro, pueden ser fortificados con las composiciones de la presente invención, con un mínimo efecto sobre su color. En tanto no se desea estar atados por la teoría, esto puede deberse a que el Fe(III) exhibe mayor estabilidad que las composiciones de Fe(ll) solubles, que son usadas comúnmente (por ejemplo, sulfato ferroso).
De acuerdo con ello, en un aspecto la presente invención suministra una composición para la fortificación de alimentos y/o bebidas, que comprende un complejo de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada y un regulador de acidez. En un segundo aspecto, la invención suministra el uso de una composición que comprende un complejo de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada y un regulador de acidez, para la fortificación con hierro de un producto alimenticio o bebida. En un aspecto adicional, la invención suministra un producto alimenticio o bebida que comprende una composición que comprende un complejo de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada y un regulador de acidez. En un aspecto adicional, la invención suministra un procedimiento para la preparación de una composición soluble en agua, en donde el método comprende los pasos de:
(a) mezcla en una solución acuosa de una fuente de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada e hidróxido de amonio y (b) opcionalmente calentamiento de la mezcla.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una gráfica de porcentaje de bioaccesibilidad relativa contra el tiempo en minutos, como se describe en el Ejemplo 3; Muestra 4 (□), Muestra 6 (O), Muestra 7 (▲), Muestra 8 (0), Muestra 9 (X), Muestra 10 (■), FeSO4 (O) y pirofosfato de Fe (♦).
La Figura 2 muestra datos de bioaccesibilidad Caco-2 comparando diferentes compuestos de hierro; ácido fítico:Fe (Ref3), ácido fítico:Fe: proteína hidrolizada de soja (Muestra4), FeSO4 (Ref1) y pirofosfato de Fe (Ref2).
La Figura 3 es una gráfica de biodisponibilidad relativa de hierro (RBV) de PA:58Fe:HCP marcado (Muestra 9 -marcado con 58Fe) a 54FeSO4 y de 57FePP a 54FeSO4 de caldos fortificados reconstituidos y de caldos fortificados reconstituidos coingeridos con una comida altamente inhibidora, rica en fitato.
Descripción detallada de la invención
En consecuencia, la presente invención se refiere parcialmente a una composición para la fortificación de alimentos y/o bebidas, que comprende un complejo de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada y un regulador de acidez. La composición de la invención puede comprender iones Fe(III) de los cuales algunos o todos están en la forma de un complejo con algunos o todos del ácido fítico. La composición de la invención puede comprender iones Fe(III) de los cuales algunos o todos están en la forma de un complejo con algunos o todos del ácido fítico y con algunos o todos de la proteína hidrolizada. La composición de la invención puede comprender iones Fe(III) de los cuales algunos o todos están en la forma de un complejo con algunos o todos del ácido fítico, con algunos o todos de la proteína hidrolizada, y con algunos o todos del regulador de acidez. La composición de la invención puede comprender iones Fe(III) de los cuales algunos o todos están en la forma de un complejo soluble en agua con algunos o todos del ácido fítico. La composición de la invención puede comprender iones Fe(III) de los cuales algunos o todos están en la forma de un complejo soluble en agua con algunos o todos del ácido fítico y con algunos o todos de la proteína hidrolizada. La composición de la invención puede comprender iones Fe(III) de los cuales algunos o todos están en la forma de un complejo soluble en agua con algunos o todos del ácido fítico, con algunos o todos de la proteína hidrolizada, y con algunos o todos del regulador de acidez.
Las composiciones de la invención pueden ser cualesquier composiciones que son adecuadas para la ingestión por animales, preferiblemente humanos. Las composiciones pueden ser ingeridas directamente, sin embargo preferiblemente las composiciones de la invención son para uso en la fortificación con hierro de los alimentos y/o bebidas, es decir, incremento en la cantidad de hierro biodisponible en el alimento o bebida.
Los iones Fe(III) son iones hierro en el estado de oxidación 3. Ellos pueden ser denominados también como iones Fe3+ o iones férricos. Los iones Fe(ll) son iones hierro en el estado de oxidación 2. Pueden ser denominados también como iones Fe2+ o iones ferrosos.
Las fuentes de Fe(III) que pueden ser usadas para producir los complejos o composiciones de la presente invención no están particularmente limitadas, siempre y cuando sean adecuadas para la ingestión por animales, preferiblemente humanos (por ejemplo, sean no tóxicas). Los ejemplos de fuentes de Fe(III) incluyen sulfato de Fe(III), citrato de Fe(III), y difosfato de Fe(III), sacarato de Fe(III), difosfato de sodio y Fe(III), citrato de colina y Fe(III), citrato de amonio y Fe(III) y cloruro de Fe(III). Preferiblemente, la fuente de Fe(III) es sulfato de Fe(III).
El ácido fítico es un compuesto que ocurre de modo natural, encontrado por ejemplo, en granos, legumbres, semillas y nueces en la forma de fitatos o ácido fítico en sí mismo. Los compuestos de ácido fítico suministran la forma principal de almacenamiento de fósforo en la planta.
Como se usa en esta memoria, "ácido fítico" se refiere a un fosfato de mio-inositol, es decir, m/o-inositol monofosfato (InsP), m/o-inositol bisfosfato (InsP2), m/o-inositol trifosfato (InsP3), m/o-inositol tetrakisfosfato (InsP4), m/o-inositol pentakisfosfato (InsPs) o m/o-inositol hexakisfosfato (InsP6). Preferiblemente, el ácido fítico es mio-inositol hexakisfosfato.
El m/o-inositol hexakisfosfato tiene la estructura:
OPO3H2
h203 P O ^ A v^ o p o 3h2
H203P0'' jj /o p°3 H2
o p o 3h2
Ventajosamente, el ácido fítico puede ser mirado como un ingrediente natural para la entrega de hierro altamente biodisponible, porque puede ser obtenido fácilmente de fuentes naturales. Por ejemplo, las fuentes de ácido fítico incluyen cereales (por ejemplo, trigo, maíz, avena, cebada, sorgo, mijo, arroz y salvado), judías (por ejemplo, guisantes, lentejas, frijoles blancos y soja), tubérculos (por ejemplo, patata, ñame, boniato y remolacha azucarera), frutas (por ejemplo, plátano, dátiles, fresa y aguacate), vegetales de hoja (por ejemplo, espinacas, col lombarda, quimbombó, coliflor, zanahoria y tomate), nueces (por ejemplo, avellana, nuez, almendra y anacardo), y otros alimentos tales como coco, semillas de sésamo y cilantro. Contrario a los otros cultivos, en maíz el ácido fítico está principalmente en el germen.
En una realización, la invención suministra una composición para la fortificación de alimentos y/o bebidas, en donde la composición es obtenible (por ejemplo obtenida) mediante mezcla de un compuesto de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada y un regulador de acidez. Los rasgos de la composición pueden ser como los descritos en esta memoria para las composiciones y procedimientos de la invención.
La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede ser proteína hidrolizada de planta o animal. La proteína animal hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la invención puede ser proteína hidrolizada de carne o proteína hidrolizada de leche. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la invención puede ser seleccionada de entre el grupo consistente en proteína hidrolizada de maíz, proteína hidrolizada de trigo, proteína hidrolizada de soja, proteína hidrolizada de guisante, y combinaciones de estas. La proteína puede ser hidrolizada enzimática o químicamente. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la invención puede ser proteína de planta hidrolizada con ácido o proteína de planta hidrolizada enzimáticamente. Un ejemplo de hidrólisis con ácido sería la aplicación de HCI 6 M a 120 °C durante 24 horas. La hidrólisis enzimática puede ser ejecutada por ejemplo usando endopeptidasas (por ejemplo, Alcalase®), exopeptidasas (por ejemplo, Flavourzyme®), o una mezcla de endo- y exopeptidasas.
Los productos de proteína hidrolizada de planta tienen una buena aceptación en productos alimenticios, pueden ser usados para redondear el sabor de sopas, salsas, productos de carne, tentempiés, y otros platos, así como para la fabricación de sopas y caldos listos para cocer. Por ello, es ventajoso que tal ingrediente tan bien aceptado, pueda ser usado para formar un complejo estable con el cual fortificar productos y bebidas alimenticios.
La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención es proteína hidrolizada a entre 20 y 80 % p/p.
La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención es proteína hidrolizada a entre 20 y 80 % p/p, por ejemplo comprende péptidos libres y aminoácidos libres, pero esencialmente no contiene proteínas no hidrolizadas. Diferentes condiciones de hidrólisis producirán diferentes mezclas de péptidos libres, aminoácidos libres y proteínas no hidrolizadas. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede comprender una mezcla de aminoácidos libres, péptidos libres y proteínas no hidrolizadas.
La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede comprender entre 15 y 45 % en peso de aminoácidos libres, por ejemplo puede ser una proteína hidrolizada enzimáticamente que comprende entre 15 y 45 % en peso de aminoácidos libres. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede comprender entre 65 y 85 % en peso de aminoácidos libres, por ejemplo una proteína hidrolizada con ácido que comprende entre 65 y 85 % en peso de aminoácidos libres.
La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede comprender aminoácidos seleccionados de entre el grupo consistente en histidina, arginina, lisina, glicina, ácido aspártico, ácido glutámico, glutamina, prolina y combinaciones de los mismos. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede ser una proteína hidrolizada de planta (por ejemplo una proteína hidrolizada enzimáticamente de planta) y comprender por lo menos 1 mg/g de histidina, por lo menos 10 mg/g de arginina, por lo menos 10 mg/g de lisina, por lo menos 10 mg/g de glicina, por lo menos 30 mg/g de ácido aspártico, por lo menos 30 mg/g de glutamina, y por lo menos 10 mg/g de prolina. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede ser una proteína hidrolizada de planta (por ejemplo una proteína hidrolizada enzimáticamente de planta) y comprender por lo menos 1 mg/g (por ejemplo por lo menos 2 mg/g) de histidina y por lo menos 10 mg/g (por ejemplo por lo menos 20 mg/g) de glicina. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede ser una proteína hidrolizada de planta (por ejemplo una proteína hidrolizada enzimáticamente de planta) y comprender por lo menos 1 mg/g (por ejemplo por lo menos 2 mg/g) de histidina. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede ser una proteína hidrolizada de planta (por ejemplo una proteína hidrolizada con ácido de planta) y comprender por lo menos 10 mg/g de histidina, por lo menos 50 mg/g de arginina, por lo menos 50 mg/g de lisina, por lo menos 30 mg/g de glicina, por lo menos 90 mg/g de ácido aspártico, por lo menos 100 mg/g de glutamina, y por lo menos 30 mg/g de prolina. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede ser una proteína hidrolizada de planta (por ejemplo una proteína hidrolizada con ácido de planta) y comprender por lo menos 10 mg/g (por ejemplo por lo menos 15 mg/g) de histidina y por lo menos 30 mg/g (por ejemplo por lo menos 35 mg/g) de glicina. La proteína hidrolizada de acuerdo con la composición o método de la presente invención puede ser una proteína hidrolizada de planta (por ejemplo una proteína hidrolizada con ácido de planta) y comprender por lo menos 10 mg/g (por ejemplo por lo menos 15 mg/g) de histidina. Ll regulador de acidez es hidróxido de amonio. La composición puede estar libre de compuestos que comprenden un fragmento de ácido carboxílico, diferentes a aquellos compuestos comprendidos dentro de la proteína hidrolizada.
La composición de acuerdo con la invención puede estar en la forma de una solución acuosa o un sólido soluble en agua. El complejo comprendido dentro de la composición de la invención puede estar en la forma de una solución acuosa o un sólido soluble en agua. Existen muchas ventajas en el suministro de fortificantes de hierro en un complejo soluble. Bajo condiciones fisiológicas, la digestión de complejos que son insolubles es difícil, teniendo como resultado que el hierro no es tomado por el cuerpo. También, los complejos solubles son de más fácil dispersión en productos alimenticios y bebidas, evitando problemas de sedimentación y sensación arenosa en la boca. Las composiciones solubles en agua de la invención incluyen composiciones que son casi totalmente solubles en solución acuosa, es decir, se disuelven en una extensión tal que se produce una solución que retiene una nubosidad. En una realización, por lo menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% o 99% en peso de la composición, se disuelve en solución acuosa. Preferiblemente, la composición se disuelve completamente en solución acuosa.
Las relaciones de masa de los componentes de la composición pueden ser cualesquier relaciones que suministren una composición soluble en agua.
En una realización, la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 125:1; la relación de masa de ácido fítico a regulador de acidez es aproximadamente 0.1:1 a aproximadamente 40:1; y/o la relación de masa de ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 10:1.
En una realización, la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 125:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 50:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 1:1 a aproximadamente 20:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 2:1 a aproximadamente 15:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 3:1 a aproximadamente 10:1. La relación de masa de ácido fítico a Fe(III) puede ser aproximadamente 7:1. Para el cálculo de la relación de masa de ácido fítico a Fe(III), se toma la masa del Fe(III) en sí mismo, más que la masa de cualquier compuesto que lo comprende.
En una realización, la relación molar de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.25:1 a aproximadamente 10:1. En otra realización la relación molar de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.3:1 a 1:1. En otra realización la relación molar de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.6:1.
En una realización, la relación de masa de ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 0.1:1 a aproximadamente 40:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 0.1:1 a aproximadamente 3:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 2.5:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 0.8:1 a aproximadamente 2:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 1:1a aproximadamente 1.5:1. En otra realización, la relación de masa de ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 1.3:1.
En una realización, la relación molar de ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 0.005:1 a aproximadamente 2:1. En otra realización, la relación molar del ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 0.01:1 a aproximadamente 1:1. En otra realización, la relación molar del ácido fítico al regulador de acidez es aproximadamente 0.07:1.
En una realización, la relación molar del regulador de acidez a Fe(III) es aproximadamente 4:1 a aproximadamente 30:1. En otra realización, la relación molar del regulador de acidez a Fe(III) es aproximadamente 4.4:1 a aproximadamente 15:1. En otra realización, la relación molar del regulador de acidez a Fe(III) es aproximadamente 4.4:1 a aproximadamente 10:1. En otra realización, la relación molar del regulador de acidez a Fe(III) es aproximadamente 4.4:1 a aproximadamente 7.5:1.
En una realización, la relación de masa del ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 10:1 a aproximadamente 0.1:1. En otra realización, la relación de masa del ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 8:1 a aproximadamente 0.5:1. En otra realización, la relación de masa del ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 5:1 a aproximadamente 0.8:1. En otra realización, la relación de masa del ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 4:1 a aproximadamente 1:1. En otra realización, la relación de masa del ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 2.5:1. La proteína hidrolizada puede tener un grado de hidrólisis de por lo menos 10 % p/p (por ejemplo por lo menos 20 % p/p).
En una realización la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) puede estar entre 5 y 10 a 1, la relación de masa de ácido fítico a proteína hidrolizada puede estar entre 1 y 3.5 a 1, y el regulador de acidez que es hidróxido de amonio puede ser añadido en una cantidad para ajustar el pH a entre 6.5 y 7.5, en donde la proteína hidrolizada es hidrolizada en una extensión mayor que 20 % p/p. Tales composiciones son efectivas en la fortificación de alimentos y/o bebidas sin excesivo coste de ingrediente.
En una realización, la composición está en la forma de una solución acuosa o un sólido soluble en agua. La composición en la forma de una solución acuosa puede comprender elevadas concentraciones del complejo y permanecer estable. Por ejemplo, la composición en la forma de una solución acuosa puede comprender por lo menos 10 % en peso de complejo en solución, por ejemplo por lo menos 20 % en peso de complejo en solución, por ejemplo por lo menos 30 % en peso de complejo en solución.
La composición de solución acuosa puede estar en la forma de una solución madre concentrada, para adición a productos alimenticios y/o bebidas, tales como agua (por ejemplo, agua embotellada).
La composición sólida puede estar en la forma de un polvo o gránulos. Una composición en polvo puede estar contenida en una bolsita. Una composición en polvo de acuerdo con la presente invención puede ser usada para espolvorear sobre un alimento o bebida. En una realización, la composición está en la forma de una bolsita que contiene polvo, en donde puede dispersarse el polvo dentro de una bebida (por ejemplo, agua, jugo de fruta o leche) para suministrar un líquido nutriente apetitoso para administración oral.
En otro aspecto, la presente invención suministra el uso de la composición de la invención para la fortificación con hierro de un producto alimenticio o bebida. La presente invención puede suministrar el uso de la composición de la invención para la fortificación con hierro de un producto alimenticio o bebida, cuando el alimento o bebida va a ser coingerido con una comida inhibidora.
En una realización, el uso de las composiciones de la invención reduce el efecto de la fortificación con hierro sobre las propiedades organolépticas del alimento o bebida (por ejemplo, en comparación con otras composiciones de hierro, tales como sulfato ferroso o pirofosfato férrico). Por ejemplo, el uso de las composiciones de la invención puede mejorar la estabilidad del color del alimento o bebida fortificado con hierro (por ejemplo, reducir el cambio en el color del alimento o bebida, como un resultado de la fortificación con hierro con las composiciones de la invención, en comparación con otras composiciones de hierro, tales como sulfato ferroso).
Puede considerarse que un cambio de color es una diferencia en color, de suficiente magnitud que un observador humano percibiría la diferencia entre dos muestras mostradas una después de la otra, pero no simultáneamente. Por ejemplo, puede considerarse que un cambio de color es una diferencia de color CIELAB AEab* mayor que 2, por ejemplo mayor que 3.0. En una realización, las composiciones de la invención causan una diferencia de color CIELAB AEab* de menos de 7, por ejemplo menos de 6.5, 5.0, 4.5, 4.0, 3.5, 3.0, 2.5, 2.0 o 1.5, cuando son usadas para fortificar un producto alimenticio o bebida, tal como un producto descrito en esta memoria. Por ejemplo las composiciones de la invención pueden ser usadas para fortificar un caldo reconstituido, hasta un nivel de Fe(III) de entre 15 y 25 mg por litro, con una diferencia de color menor a 7, comparado con un caldo equivalente no fortificado.
Las propiedades organolépticas de alimentos y bebidas pueden ser medidas fácilmente por la persona experta. Por ejemplo, el color de los alimentos puede ser medido usando la escala de color CIE 1976 L*a*b* (CIELAB) propuesta por la Commission Internationale de I'Eclairage (CIE; CIE Technical Report, Colorimetry 2a edición, CIE 15.2 (1986, reimpresión corregida 1996)). El espacio de color CIELAB es producido graficando las cantidades L*, a*, b* en coordenadas rectangulares. La coordenada L* de un objeto es la intensidad de claridad según es medida sobre una escala de 0 (negro) a 100 (blanco absoluto). Las coordenadas a* y b* no tienen límites numéricos específicos. El parámetro a* corre desde verde puro (a* negativo) hasta rojo puro (a* positivo), mientras b* corre desde azul puro (b* negativo) hasta amarillo puro (b * positivo).
En el espacio de color CIELAB, la diferencia de color puede ser calculada como un valor individual que toma en cuenta las diferencias entre los valores L*, a* y b* de dos muestras. La diferencia de color AEab* es calculada como sigue:
Las composiciones de la invención pueden reducir el efecto de la fortificación con hierro sobre las propiedades organolépticas (por ejemplo, color o sabor) del alimento o bebida, en comparación con otras composiciones que fortifican con hierro. Por ejemplo, el uso de las composiciones de la invención puede mejorar la estabilidad del color del alimento o bebida fortificados con hierro (por ejemplo, reducir el cambio de color del alimento o bebida como un resultado de la fortificación con hierro con las composiciones de la invención, en comparación con otras composiciones de hierro, tales como sulfato ferroso o pirofosfato férrico).
Las composiciones de la invención pueden ser usadas para prevenir cambios en el color durante la vida de anaquel de un producto alimenticio o bebida. Por ejemplo, la diferencia de color CIELAB AEab* entre un producto alimenticio fortificado con hierro en el momento de su fabricación y el final de su vida de anaquel, bajo condiciones recomendadas de almacenamiento, puede ser menor de 3.0, por ejemplo menor de 2.0.
La vida de anaquel es la longitud de tiempo recomendada en que los alimentos, bebidas y muchos otros artículos perecederos pueden ser almacenados, durante los cuales la calidad definida de una proporción especificada de los alimentos permanece aceptable bajo condiciones esperadas (o especificadas) de distribución, almacenamiento y exhibición. Típicamente, sobre alimentos perecederos empacados se imprime "preferiblemente consumase antes de” (BBD), junto con las condiciones recomendadas de almacenamiento. Cuando se indica tal BBD, la vida de anaquel es el tiempo entre la manufactura y la BBD. Cuando no se indica una BBD, la vida de anaquel es el período equivalente usual para el tipo relevante de producto.
Las composiciones de la invención pueden ser usadas para prevenir cambios de color durante el tratamiento térmico de un producto alimenticio o bebida fortificado con hierro. Por ejemplo, el producto alimenticio o bebida fortificado con hierro puede tener un valor AEab* menor de 3.0, por ejemplo menor de 2.0, después de un tratamiento térmico de 2 minutos a 105 °C.
En otra realización, el uso de las composiciones de la invención incrementa la biodisponibilidad de hierro, en particular Fe(III), en un alimento o bebida, por ejemplo en comparación con otras composiciones de hierro, tales como pirofosfato férrico.
La ingesta dietaria de referencia (DRI) para hierro varía típicamente de 8 mg hierro/persona/día para hombres adultos a 18 mg hierro/persona/día para mujeres en menstruación. La DRI es mucho mayor para mujeres embarazadas, es decir, 27 mg hierro/persona/día. Para mujeres que están lactando, la DRI es 9-10 mg hierro/persona/día.
El límite superior para hierro es 45 mg hierro/persona/día para adultos (> 19 años) y adolescentes (14-18 años), y 40 mg hierro/persona/día para infantes (0-12 meses) y niños (1-13 años).
Las composiciones de la invención pueden ser útiles en el logro de la DRI para hierro durante el curso de una ingesta dietaria de un sujeto.
Las composiciones de la invención pueden ser cualesquier composiciones que son adecuadas para la ingestión por animales, preferiblemente humanos. Las composiciones pueden ser ingeridas directamente, sin embargo preferiblemente las composiciones de la invención están para el uso en fortificación con hierro de los alimentos y/o bebidas, es decir, para incrementar la cantidad de hierro biodisponible en el alimento o bebida.
Los productos alimenticios o bebidas a los cuales puede añadirse la composición de la invención incluyen cualquier producto capaz de ser fortificado con hierro. Ejemplos de productos alimenticios o bebidas incluyen yogur, caldo, agua (por ejemplo, agua embotellada), condimentos, salsas, leche en polvo, bebida de leche, postres a base de leche, comida para mascotas, cereal, pasta, fideos o productos alimenticios infantiles.
En otro aspecto, la presente invención suministra un producto alimenticio o bebida que ha sido fortificado con la composición de la presente invención, por ejemplo un producto alimenticio o bebida obtenible mediante fortificación con la composición de la presente invención.
En una realización, el producto alimenticio o bebida es un yogur, caldo, agua (por ejemplo, agua embotellada), condimento, salsa, leche en polvo, bebida de leche, postre a base de leche, comida para mascotas, cereal, pasta, fideos o productos alimenticios para bebé. Preferiblemente, el producto alimenticio o bebida es un yogur, caldo o agua (por ejemplo, agua embotellada).
Las bebidas son líquidos consumidos para el refresco o nutrición, e incluyen bebidas alcohólicas y no alcohólicas, bebidas carbonatadas, jugos de fruta o vegetales y bebidas calientes, tales como café o té.
Las composiciones, o productos alimenticios o bebidas de la presente invención pueden contener (por ejemplo, pueden estar suplementados con) vitaminas, minerales y micronutrientes adicionales, incluyendo elementos traza, de acuerdo con las recomendaciones (por ejemplo, lineamientos de ingesta diaria recomendada) de entidades gubernamentales.
Los productos alimenticios o bebidas pueden comprender frutas o componentes de las mismas. Por ejemplo, los productos pueden comprender jugo de fruta tal como, pero no limitado a, derivados de jugos de naranja, manzana, mango, melocotón, plátano, dátiles, albaricoque, uvas, papaya, piña, frambuesa, fresa, pera, mandarina y/o cereza
Los productos alimenticios o bebidas pueden, por ejemplo, ser jugos de fruta o pueden estar en la forma de puré de fruta que comprende jugo de fruta, entre otros, componentes de fruta.
Los productos alimenticios o bebidas pueden comprender frutas o componentes de las mismas.
El problema del cambio de color cuando se fortifican alimentos con hierro es particularmente evidente con composiciones alimentarias que contienen fruta. El color de muchas frutas se deriva de compuestos cromóforos fenólicos, y así la adición de hierro conduce a un desplazamiento batocrómico en el color en los compuestos cromóforos fenólicos, dando como resultado un cambio indeseable en el color del alimento.
Las frutas son la estructura carnosa asociada con semilla de una planta, que son dulces y comestibles en el estado crudo, tales como manzanas, naranjas, uvas, fresas y bananos. Las frutas son comidas frecuentemente como postres en las culturas europeas. El término fruta en la presente memoria incluye frutas sin semillas tales como uvas sin semillas y variedades comunes de bananos.
La fruta puede, por ejemplo, ser seleccionada de entre el grupo que consiste en grosella negra, arándano, saúco, grosella roja, mora, uva, cereza, naranja, limón, lima, mandarina, mandarina, pomelo, piña, mango, papaya, maracuyá, kiwi, guayaba, higo, dátiles, manzana, ciruela, fresa, frambuesa, arándano, mora, albaricoque, pera, banano, membrillo, baya de goji y mezclas de las mismas.
La fruta puede estar, por ejemplo, en la forma de fruta fresca, piezas de fruta fresca, polvo de fruta, fruta seca, o puré de fruta.
Intrínsecamente la fruta suministra una buena fuente de nutrientes dietarios benéficos, y así es una buena base para la entrega de beneficios nutricionales adicionales al alimento. Por ello, existe la necesidad de suministrar composiciones alimenticias fortificadas con hierro, que contengan fruta que no exhiba cambios indeseables en el color.
Los productos alimenticios o bebidas de la invención pueden ser yogures o comprender yogures.
En el contexto de la presente invención, el término "yogur" se refiere a un alimento no bebible producido a partir de la acidificación de la leche. La acidificación es lograda a través de la adición de un ácido, tal como jugo de limón o vinagre; mediante la fermentación bacteriana; o mediante una combinación de adición de ácido y fermentación bacteriana. El término "yogur" puede incluir, pero no está limitado a, materiales que cumplen con las normas locales de etiquetado de los alimentos, referentes al término "yogur".
El yogur es una buena fuente de calcio, ayudando a formar y mantener huesos fuertes. El yogur puede ser fortificado también con otros minerales benéficos, tales como magnesio y zinc. Sin embargo, la fortificación de yogur con hierro presenta un problema si el yogur contiene compuestos cromóforos fenólicos, tales como pueden hallarse en yogures que contienen fruta.
Por ejemplo, un yogur con arándanos, coloreado por las antocianinas en los arándanos, cambiará de color después de la adición de hierro; soportando las antocianinas un desplazamiento batocrómico. De modo similar, un yogur de banano, que tenía inicialmente un color amarillo pálido, puede desarrollar un color gris-azul no atractivo, por la adición de hierro. Los bananos comprenden polifenoles tales como ácido gálico, catequina, epicatequina y epigalocatequina.
La presente invención suministra productos alimenticios o bebidas fortificados con hierro, que comprenden yogur, donde no ocurren estos problemas de cambio de color.
Los productos alimenticios o bebidas de la invención pueden ser caldos.
Los caldos, también denominados como consomés, son usados comúnmente como saborizantes durante la cocción. Pueden ser preparados mediante calentamiento (por ejemplo, cocción a fuego lento) de ingredientes tales como carne y/o huesos (por ejemplo, de res o de aves de corral), vegetales y/o hierbas, en agua. Los caldos son mirados como particularmente difíciles de fortificar con hierro sin afectar sus propiedades organolépticas.
Los caldos pueden estar en la forma de caldos deshidratados, por ejemplo caldos en cubos o caldos en gránulos. Tales productos son usados comúnmente para añadir sabor durante la cocción.
Los productos alimenticios o bebidas de la invención pueden ser un bizcocho, torta o producto de pastelería; una barra de cereal; cereal, tal como cereal para el desayuno; un producto de helado; un postre; una comida preparada; un suplemento nutricional o un producto alimenticio para mascotas.
Todos estos productos pueden presentar problemas de cambio de color cuando se fortifican con hierro. Por ejemplo los bizcochos, tortas y productos de pastelería pueden estar coloreados por colores naturales tales como antocianinas o carmín; los productos pueden tener rellenos o recubrimientos coloreados. Los cereales para desayuno pueden contener fruta, por ejemplo inclusiones de fruta o rellenos de fruta. Las barras de cereal pueden contener frutas coloreadas tales como arándanos rojos, o pueden tener inclusiones coloreadas que contienen vitaminas y minerales añadidos, tales como pequeñas piezas de gelatina para mascar. Los helados y postres pueden ser coloreados por antocianinas, particularmente cuando son saborizados con fruta. Las comidas preparadas y suplementos nutricionales pueden contener frutas o vegetales, por ejemplo, en la forma de un polvo vegetal, o pueden ser coloreados por la adición de colores naturales, para hacerlos más atractivos. Los alimentos para mascotas tales como cariños para perros pueden contener frutas, por ejemplo bayas. Todos estos productos pueden ser sensibles al cambio de color por la adición de hierro, el cual puede ser reducido o eliminado mediante el uso de las composiciones de la invención.
Los productos alimenticios o bebidas de la invención pueden estar en la forma de una composición terapéutica nutricional. La composición puede ser una fórmula nutricionalmente completa, por ejemplo incluyendo una fuente de proteína, carbohidrato y grasa.
En otro aspecto, la presente invención suministra un método para la fortificación de un producto alimenticio o bebida, que comprende la adición de la composición de la invención al producto alimenticio o bebida. En otro aspecto, la presente invención suministra una composición de la invención para uso en el tratamiento o prevención de Anemia por Deficiencia de Hierro (IDA). La composición puede ser para uso en la prevención de IDA en individuos con estado de hierro medio a bajo.
En otro aspecto, la presente invención suministra un procedimiento para la preparación de una composición soluble en agua, en donde el procedimiento comprende los pasos de:
(a) mezcla en una solución acuosa de una fuente de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada e hidróxido de amonio y (b) opcionalmente calentamiento de la mezcla, preferiblemente a por lo menos 50 °C.
La proteína hidrolizada puede ser proteína hidrolizada de planta, por ejemplo como se describió para la composición de la invención.
En una realización del procedimiento de la invención, la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 125:1; la relación de masa de ácido fítico a regulador de acidez es aproximadamente 0.1:1 a aproximadamente 40:1; y/o la relación de masa de ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 10:1.
La composición soluble en agua preparada de acuerdo con el método de la invención puede estar libre de compuestos que comprenden un fragmento de ácido carboxílico, diferente a aquellos compuestos comprendidos dentro de la proteína hidrolizada.
En una realización, el método comprende adicionalmente el paso de retiro del agua del producto obtenido del paso (a) o (b), para suministrar una composición sólida. El agua puede ser retirada mediante cualquier técnica estándar de secado, tal como liofilización o secado por atomización. Preferiblemente, el agua es retirada mediante liofilización.
En una realización, la fuente de Fe(III) es seleccionada de entre el grupo que consiste en sulfato de Fe(III), citrato de Fe(III), y difosfato de Fe(III), sacarato de Fe(III), difosfato de sodio y Fe(III), citrato de colina y Fe(III), citrato de amonio y Fe(III) y cloruro de Fe(III). Preferiblemente, la fuente de Fe(III) es sulfato de Fe(III).
En una realización, el paso (b) del procedimiento comprende el calentamiento de la mezcla a por lo menos 60 °C. En otra realización, el paso (b) del procedimiento comprende el calentamiento de la mezcla a por lo menos 70 °C. En otra realización, el paso (b) del procedimiento comprende el calentamiento de la mezcla a por lo menos 80 °C.
A continuación de la combinación de todos los componentes en el paso (a), puede ser necesario continuar la mezcla hasta que la composición se disuelve. Por ejemplo, puede ser necesario continuar la mezcla durante por lo menos 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42 o 48 horas. El tiempo tomado para que la composición se disuelva puede ser disminuido mediante calentamiento de la mezcla, por ejemplo a por lo menos 50 °C, 60 °C, 70 °C o 80 °C. A modo de ejemplo, el procedimiento puede comprender la adición, con agitación, de la fuente de Fe(III) (por ejemplo, sulfato de Fe(III)) a una solución acuosa de ácido fítico. La proteína hidrolizada puede ser después añadida a la mezcla en cantidades necesarias para suministrar la relación deseada de componente. El regulador de acidez puede ser añadido después para incrementar el pH de la mezcla hasta que el complejo se ha solubilizado.
Las relaciones de los componentes individuales mezclados en el paso (a) puede ser como se describió en esta memoria para las composiciones de la invención.
Las ventajas y rasgos adicionales de la presente invención serán evidentes a partir de las figuras y ejemplos no limitantes.
Ejemplos
Ejemplo 1 - Formación del complejo
Para preparar el complejo se usó un reactor de doble chaqueta. Se enfrió el reactor hasta 0 °C y se añadió bajo agitación (500 rpm) ácido fítico (Tongxiang Xinyang Food Additives Co., Ltd.) (solución al 50 %) en 40 ml de agua (MilliQ). Se mantuvo la temperatura del reactor en 0 °C y se añadió gota a gota solución de sulfato férrico (Dr. P. Lohmann GmbH KG) en 40 ml de agua (MilliQ), usando una bomba peristáltica durante por lo menos 45 min. Una vez estuvo límpida la solución (transparente), se añadió un hidrolizado de proteína en 30 ml de agua (Milli-Q®) y se agitó la mezcla durante por lo menos una hora. Se aumentó la temperatura a 7 °C y se ajustó el pH mediante una adición gota a gota de una solución de hidróxido de amonio (NH4OH, 30 %) hasta la solubilización del complejo (alrededor de pH 7.0, véase la tabla 1). Luego se pasteurizó la mezcla (65 °C, 30-40 min) y se liofilizó.
Se prepararon doce muestras con diferentes niveles de ácido fítico, Fe(III), hidróxido de amonio e hidrolizado de proteína. El peso de cada componente (base seca) en las diferentes muestras es dado en la tabla 1.
En las muestras 1 a 5 se usó un hidrolizado de proteína de soja hidrolizada con ácido (grado de hidrólisis 80 % p/p) (Sigma), en la muestra 6 se usó un hidrolizado de proteína de soja hidrolizada con ácido (grado de hidrólisis 75 % p/p) (Exter), en la muestra 7 se usó un hidrolizado de proteína de trigo hidrolizada con ácido (grado de hidrólisis 75 % p/p) (Exter), en las muestras 8 y 9 se usó un hidrolizado de proteína de maíz hidrolizada con ácido (grado de hidrólisis 75 % p/p) (Exter), en la muestra 10 se usó un hidrolizado de proteína de soja hidrolizada enzimáticamente (grado de hidrólisis 20 % p/p) (VP-2000, Three-A (Qinhuangdao) Food Industries Co., Ltd., China) mientras en la muestra 11 se usó una proteína de soja no hidrolizada (aislado de proteína de soja Clarisoja 100 de ADM, Suiza). El grado de hidrólisis estuvo entre 70 y 100 % p/p para las muestras hidrolizadas con ácido y entre 20 y 30 % p/p para la muestra hidrolizada enzimáticamente.
Tabla 1 - Complejos
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(continuación)
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Todas las muestras formaron un complejo soluble, excepto la muestra 11, donde se usó una proteína no hidrolizada. El contenido de Fe(III) y contenido de fósforo de cada complejo liofilizado fue medido analíticamente y es mostrado en la Tabla 1.
Ejemplo 2 - Cambio de color en caldo fortificado con hierro
Se fortificó con hierro caldo de pollo comercial de Maggi (Nestlé Nigeria) que contenía cúrcuma, mediante la adición de complejos de hierro (III) del Ejemplo 1, así como sulfato ferroso (Dr. P. Lohmann GmbH KG) Ref1, y pirofosfato férrico (Dr. P. Lohmann GmbH KG) Ref2. Las cantidades fueron elegidas para suministrar aproximadamente 5.5 mg de hierro por 6.55 g de caldo en polvo. También se preparó de la misma manera una muestra adicional sin fortificación con hierro. Todas las muestras fueron reconstituidas en 250 ml de agua en ebullición y mantenidas a 60 °C durante un mínimo de 30 minutos.
Se ejecutaron mediciones de color en celdas de cuarzo de 2.6x1 cm usando un colorímetro XRite ColorEye 7000A. El colorímetro fue configurado con una fuente de luz D65, ángulo del observador de 10 grados, componente especular incluido y Vista de Área Grande (LAV). Para cada material se midió la diferencia de color entre la bebida sin sal de hierro y las bebidas fortificadas con hierro, y se expresó como AEab*usando la escala de color CIELAB (Tabla 2).
Tabla 2 - Estabilidad de color de caldo fortificado con hierro
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El caldo fortificado con complejos de hierro (III) del Ejemplo 1 mostró un cambio de color mucho menor que el caldo fortificado con sulfato ferroso.
Ejemplo 3 - Pruebas de bioaccesibilidad in-vitro
Para fortificantes de hierro, la disolución in-vitro en condiciones gástricas es considerada un buen indicador del valor biológico relativo (es decir, biodisponibilidad) [Comparison of in-vitro, animal, and clinical determinations of iron bioavailability: International Nutritional Anemia Consultative Group Task Force report on iron bioavailability,Am J Clin Nutr 1989;49:225-38]. El experimento consiste en la medición de la concentración de hierro libre en HCl 0.02M (con pH nominal de 1.7 unidades) bajo agitación orbital a 37 °C durante 90 minutos. Después de 90 minutos se ajusta el pH hasta valor neutro con NaOH 1M y se determina la concentración por otros 30 minutos a la temperatura anterior. El período inicial a pH 1.7 simula la digestión estomacal y el periodo pH 7 simula el tracto intestinal.
Se comparo una selección de los complejos del Ejemplo 1 (muestras 4, 6, 7, 8, 9 y 10) con sulfato ferroso y pirofosfato férrico. Se fijó el objetivo de 60 mg/l para todas las muestras. Se midió el contenido de Fe en solución, mediante Espectroscopía de Emisión Atómica y los valores fueron convertidos en porcentaje de bioaccesibilidad relativa, como se muestra en la Figura 1.
A partir de la Figura 1 puede verse que el sulfato ferroso (FeSO4) es fácilmente soluble a pH ácido, pero ocurre precipitación a pH neutro. El pirofosfato férrico (FePP) no es soluble a ninguno de los dos niveles de pH. Los complejos de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada y un regulador de acidez son fácilmente solubles y no son alterados por la variación de pH. Dado que la solubilidad es un factor significativo en la biodisponibilidad, esto indica una mejor biodisponibilidad potencial para los complejos, que para FeSO4 o FePP.
Ejemplo 4 - Bioaccesibilidad usando modelos de célula Caco-2
Se prepararon muestras de caldo de pollo, con 2.1 mg de hierro por 3.3 g de masa de caldo comercial de pollo, mediante mezcla en seco. Una vez fortificada, se dividió cada muestra de caldo en 5 fracciones. Tres fracciones fueron analizadas para revisar la homogeneidad de Fe en la muestra y las otras dos fracciones fueron sometidas a la prueba de célula Caco-2.
Las fuentes de hierro fueron: Ácido fítico:Fe (Ref3), acido fítico:Fe: proteínas hidrolizadas de soja (Muestra 4), FeSO4 (Ref1) y Pirofosfato férrico (Ref2).
El complejo de ácido fítico:Fe fue preparado disolviendo fitato de sodio (123.4 g) en agua desmineralizada (1.4 l) bajo agitación. Se ajustó el pH a 1.7 con HCI 3M. Se disolvió sulfato férrico (46.4 g) en 0.6 l de agua desmineralizada hasta que se disolvió completamente. Se ajustó el pH a 1.7 con HCI 3M. Se añadió la solución de sulfato férrico a la solución de fitato de sodio, usando una bomba peristáltica a 300 ml por hora. Se agitó una mezcla durante 14 horas a temperatura ambiente. Se filtró la muestra y se la liofilizó. El complejo contenía 9 % de hierro en peso.
Se midió la bioaccesibilidad de complejos de PA:Fe:AA durante la digestión y absorción a través de las células Caco-2. Brevemente, se reconstituyeron las muestras de caldo fortificado con los diferentes compuestos de hierro (13.1 g de masa de caldo en 500 ml de agua en ebullición). Después las muestras fueron sometidas a digestión in-vitro y alimentadas al cultivo celular. Los análisis fueron ejecutados en la Universidad de Cornell de acuerdo con el procedimiento de Glahn et al. [Glahnetal., Journal of Nutrition, 128(9), 1555-1561. (1998)]. Se calcularon los valores de Bioaccesibilidad Relativa de Hierro (% RBA), dividiendo el valor de ferritina para cada muestra por el valor de ferritina de heptahidrato de sulfato ferroso.
En la Figura 2 se grafican los resultados. La bioaccesibilidad del complejo de Fe(MI):ácido fítico:proteína hidrolizada fue mayor que la del complejo de hierro ácido fítico y que la de pirofosfato férrico (p < 0.05) y aproximadamente 50 % del valor RBA obtenido con sulfato ferroso (el compuesto reconocido de hierro para fortificación de alimentos para humanos, en términos de elevada absorción, pero que causa cambios sensoriales en el vehículo alimentario en presencia de polifenoles o elevadas cantidades de lípidos insaturados).
Ejemplo 5 - Estudio de biodisponibilidad de complejo de ácido fítico:hierro: proteína hidrolizada de maíz (PA:Fe:HCP)
Se ejecutaron ensayos clínicos sobre caldo de pollo fortificado y caldo de pollo con harina de maíz fortificado, para simular condiciones de inhibición. El ensayo fue realizado por ETH Zurich (Suiza). El estudio fue un ensayo controlado, cruzado, ciego simple, con centro simple, y aleatorizado en 22 mujeres adultas saludables, sirviendo cada mujer como su propio control. Cada participante consumió 6 tipos diferentes de productos en investigación: caldo, y caldo con gachas de maíz, fortificados ambos con PA:58Fe:HCP, 54FeSO4, (marcado con Ref1) o 57FePP (marcado con Ref2). El complejo PA:58Fe:HCP fue preparado como el Ejemplo 1 Muestra 9, excepto por el uso de 58Fe. El orden de administración de comida de prueba fue asignado aleatoriamente. La fase experimental duró un periodo de 33 días.
Preparación de comida de prueba y fortificación con hierro
La comida a base de caldo fue preparada a partir de 300 g de agua ultrapura y 7 g de polvo de caldo vegetal comercial, por porción. La comida inhibidora fue una gacha de maíz, preparada a partir de 300 g de agua ultrapura, 7 g de polvo de caldo vegetal comercial y 50 g de harina entera de maíz por porción (Farina per polenta integrale, Paolo Bassetti -PA:Fe= relación molar 5:1). Las comidas de prueba fueron preparadas frescas el día anterior a cada alimentación, y almacenadas en porciones individuales en un refrigerador durante la noche. El día de la administración, se calentaron las comidas de prueba en un horno microondas. A las comidas de prueba se añadieron los viales pesados previamente, que contenían los compuestos marcados de Fe, y se enjuagaron 2 veces con 2 ml de agua ultrapura. Los sujetos recibieron un total de 4.2 mg de hierro por comida de prueba, equivalentes a 19 mg de [57Fe]-PP, 12 mg de [54Fe]-SO4 y 80 mg de [58Fe]-PA-HCP. Las comidas de prueba fueron agitadas y servidas a los participantes para su consumo completo.
Sujetos
Los criterios de inclusión fueron como sigue: 1) mujeres con edad de 18-40 años; 2) saludables, con base en la visita de clasificación médica; 3) BMI de 18.5-25.0 kg/m2; 4) peso menor de 65 kg. Los criterios de exclusión fueron como sigue: 1) anemia o policitemia (evidenciado porque uno de los siguientes parámetros está fuera de intervalo: número de eritrocitos 4.0 - 5.8 T/l, hemoglobina (Hb) 120-160 g/l, hematocrito (Ht) 35-55 %); 2) pérdida significativa de sangre durante los pasados 6 meses; 3) ferritina en plasma > 80 pg/l, elegida para excluir sujetos con hemocromatosis; 4) cualquier terapia o medicación tomada para enfermedad infecciosa y/o inflamatoria en las anteriores dos semanas; 5) enfermedad digestiva, renal y/o metabólica relevante; 6) alergia alimentaria diagnosticada; 7) embarazo (probado en plasma en la clasificación) y/o lactancia; 8) historia de cáncer dentro del último año; 9) 10 % o más de pérdida de peso durante los últimos 3 meses; 10) cualquier medicación o suplemento que pueda impactar eritrocitos, Hb o Ht; 11) terapia de suplementación con hierro o perfusión en los últimos tres meses; 12) fumar; 13) elevado consumo de alcohol (> 2 bebidas/día); 14) consumo de drogas ilícitas.
Procedimientos de estudio
Las comidas de prueba fortificadas con hierro marcado fueron administradas en los días 1, 2, 3, 17, 18 y 19. Las comidas de prueba fueron administradas entre 07.00 y 09.30 después de un ayuno durante la noche. Las participantes consumieron la comida de prueba completa y un vaso de 300 ml de agua ultrapura en presencia de los investigadores.
El consumo cuantitativo del producto en investigación fue asegurado mediante lavado del contenedor de vidrio de comida de prueba, 2 veces con 10 ml de agua ultrapura. Después del consumo de las comidas de prueba, no se permitió a los participantes comer o beber durante 3 h.
Cálculo de biodisponibilidad de hierro
Se calculó la absorción fraccional de hierro (FIA) con base en el desplazamiento medido de las relaciones de isótopo de hierro en la sangre, 14 días después de la administración de la comida de prueba, a partir de las muestras de sangre recolectadas los días 1, 17 y 35. Para el cálculo el día 35, se consideró la relación isotópica del día 17 como una nueva línea base. Las cantidades de 54Fe, 57Fe y 58Fe en la sangre fueron calculadas sobre el principio de la dilución de isótopos, considerando que las etiquetas isotópicas de hierro no son monoisotópicas. El hierro circulante fue calculado sobre la base del volumen de sangre y concentración de hemoglobina. El volumen de sangre fue medido indirectamente sobre la base del peso y altura, y calculado usando la fórmula propuesta por Brown et al [E. Brown et al., The Journal of clinical investigation, 41:21, 82-90.(1962)]. Para los cálculos de absorción fraccional, se asumió una incorporación de 80 % del hierro absorbido dentro de las células sanguíneas rojas.
El valor nutricional de los complejos de Fe:PA:HCP fue evaluado en un estudio humano entrecruzado, aleatorizado controlado, ciego simple, conducido en el laboratorio de Nutrición Humana de la Universidad de Zurich (ETHZ). En este estudio se evaluó la absorción de hierro en mujeres adultas saludables (n=22) desde caldo fortificado con PA:58Fe:HCP, 57FePP y 54FeSO4 con isótopos marcados, con y sin la adición de una comida de maíz inhibidora, rica en fitato. Se evaluó la absorción de hierro por medio de la incorporación en eritrocitos 14 días después del consumo de las comidas de prueba marcadas. En la Figura 3 se presentan los resultados.
La RBV de PA:58Fe:HCP fue 2x y 5x mayor que la RBV de 57FePP consumido en caldo y caldo con comida de maíz rica en fitato, respectivamente. Esta diferencia mayor en RBV de PA:58Fe:HCP observada en la comida inhibidora frente al caldo solo, puede ser explicada como resultado de la gran variabilidad de absorción fraccional de hierro de 54FeSO4 en caldo (24.6%) cuando se compara con 54FeSO4 en caldo más comida de maíz rica en fitato (3.6%).
Se encontró que un complejo de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada y un regulador de acidez suministra una alternativa al FePP más nutritiva, para la fortificación de alimentos tales como cubos de caldo. Es especialmente efectivo cuando es coingerido con una comida inhibidora y en individuos con estatus de hierro medio a bajo.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una composición para la fortificación de alimentos y/o bebidas que comprende un complejo de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada e hidróxido de amonio, en donde la proteína hidrolizada es seleccionada de entre el grupo que consiste en proteína hidrolizada de maíz, proteína hidrolizada de trigo, proteína hidrolizada de soja, proteína hidrolizada de guisante y combinaciones de las mismas, y en donde la proteína hidrolizada es proteína hidrolizada hasta entre 20 y 80 % p/p.
2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la composición está en la forma de una solución acuosa o un sólido soluble en agua.
3. La composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en donde
(a) la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 125:1;
(b) la relación de masa de ácido fítico a regulador de acidez es aproximadamente 0.1:1 a aproximadamente 40:1; y/o (c) la relación de masa de ácido fítico a proteína hidrolizada es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 10:1.
4. La composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 para uso en el tratamiento o prevención de Anemia por Deficiencia de Hierro (IDA).
5. Uso de una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para la fortificación con hierro de un producto alimenticio o bebida.
6. Un producto alimenticio o bebida que comprende la composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
7. El producto alimenticio o bebida de acuerdo con la reivindicación 6 en donde el producto alimenticio o bebida es un yogur, caldo, agua, condimento, salsa, leche en polvo, bebida de leche, postre a base de leche, comida para mascotas, cereal, pasta, fideos o producto alimenticio para bebés.
8. Un procedimiento para la preparación de una composición soluble en agua, en donde el método comprende los pasos de:
(a) mezcla en una solución acuosa de una fuente de Fe(III), ácido fítico, proteína hidrolizada e hidróxido de amonio, en donde la proteína hidrolizada es seleccionada de entre el grupo que consiste en proteína hidrolizada de maíz, proteína hidrolizada de trigo, proteína hidrolizada de soja, proteína hidrolizada de guisante y combinaciones de las mismas, y en donde la proteína hidrolizada es proteína hidrolizada hasta entre 20 y 80 % p/p; y
(b) opcionalmente, calentamiento de la mezcla.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende además el paso del retiro del agua del producto obtenido del paso (a) o (b), para suministrar una composición sólida.
10. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9 en donde:
(a) la relación de masa de ácido fítico a Fe(III) es aproximadamente 0.33:1 a aproximadamente 125:1;
(b) la relación de masa de ácido fítico al hidróxido de amonio es aproximadamente 0.1:1 a aproximadamente 40:1; y/o (c) la relación de masa de ácido fítico a la proteína hidrolizada es aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 10:1.
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