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Title:
SPHERES OF SPIRULINA AND/OR NUTRACEUTICALS IMPERVIOUS TO AQUEOUS MEDIA FOR INCORPORATION INTO FOOD MATRICES AND METHODS AND PROCESSES FOR PRODUCING SAID SPHERES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/176103
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to spheres of spirulina and/or at least one nutraceutical which are impervious to aqueous media and/or any food matrix, for incorporation into any type of food and drink, and to methods and processes for producing the spheres. The spheres are formed by one or more ingredients (spirulina and/or any nutraceutical); one or more biopolymers as a matrix, such as carrageenans, agar-agar, and alginate; and a hydrophobic coating based on waxes, such as carnauba wax, candelilla wax or beeswax, and glycerin, which coating makes the spheres leaktight and prevents the osmosis and diffusion of the components of the core of the sphere into the external medium when in an aqueous medium and/or food matrix. Owing to the leaktight encapsulation of the sphere, it is possible to protect the nutrients therein and prevent the unpleasant flavours of the spirulina and/or nutraceutical from being tasted when the spheres are ingested. The spheres are round because of the nature of the production method, but it is possible to manipulate the method to obtain any geometric shape and size.

Inventors:
TOVAR LÓPEZ, Salvador (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
RODRÍGUEZ ANDRADE, Verónica Anais (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
REYES SALAZAR, César Osmar (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
GARCÍA MANRÍQUEZ, Luis Francisco (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
MEDINA GARCÍA, María Fernanda (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
HERNÁNDEZ DE LA PEÑA, Fernando José (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
Application Number:
MX2016/000084
Publication Date:
October 12, 2017
Filing Date:
August 22, 2016
Export Citation:
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Assignee:
TOVAR LÓPEZ, Salvador (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
RODRÍGUEZ ANDRADE, Verónica Anais (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
REYES SALAZAR, César Osmar (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
GARCÍA MANRÍQUEZ, Luis Francisco (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
MEDINA GARCÍA, María Fernanda (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
HERNÁNDEZ DE LA PEÑA, Fernando José (Avenida Inglaterra número 2774, Colonia Arcos SurGuadalajar, Jalisco ., 44130, MX)
International Classes:
A61K9/50; A23P20/15; A61K9/16
Domestic Patent References:
WO2015035513A12015-03-19
Foreign References:
CN101322568A2008-12-17
US5023108A1991-06-11
Attorney, Agent or Firm:
DOMÍNGUEZ HUERTA, Carlos (Nelson número 525, Interior 1Colonia Terranova,Guadalajar, Jalisco ., 44689, MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES

Habiendo descrito suficientemente la invención, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías. 1. - Esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias caracterizadas por comprender un núcleo definido por espirulina y/o al menos un nutracéutico, con un soporte a base de biopolimeros hidrofilicos que forman una matriz porosa en al menos en una solución de lactato de calcio, cloruro de calcio o aceite comestible, o mezclas de las mismas; y una capa de exterior de recubrimiento de al menos una cera y glicerina como plastificante que cubre la superficie porosa de la matriz y le confiere impermeabilidad, evitando la ósmosis o difusión de sustancias del interior de la esfera al exterior y viceversa..

2. - Esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque dichos biopolimeros hidrofilicos de soporte de espirulina y/o algún nutracéutico, se seleccionan del grupo conformado por agar agar, carrageninas, alginatos, goma guar, goma de acacia, pectina, celulosa, metil celulosa, colágeno, grenetina, pectina, almidón, caseinato, zeina, caseína, agar-agar, goma guar, goma tragacanto o mezclas de los mismos.

3. - Esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque dicha al menos una cera de recubrimiento de dichas esferas se selecciona del grupo conformado por cera de abeja, cera de candelilla, goma laca (Shellac), cera de carnauba, cera microcristalina, parafina, cera de germen de arroz, ésteres de ácido montánico, Lanolina, cera de polietileno oxidada, cera para quesos o mezclas de las mismas.

4. - Esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque dicho al menos un nutracéutico se selecciona del grupo conformado por vitaminas, minerales, antioxidantes, proteínas, aminoácidos, microorganismos benéficos, enzimas, prebióticos, probióticos, extractos herbales, suplementos nutrimentales, algas, ácidos grasos como omega 3 (EPA y DHA) y cualquier agente nutracéutico o mezclas de los mismos.

5. - Esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque adoptan cualquier forma geométrica y tamaño.

6. - Una bebida o cualquier alimento (matriz alimenticia) caracterizado por contener esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias como reclamado en la reivindicación 1.

7. - Un método para la producción de esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias, caracterizado porque consiste en precipitar por goteo una primera solución calentada y homogenizada definida por la mezcla de agua con biopolimeros hidrofílicos, espirulina y/o al menos un nutracéutico, en al menos una segunda solución de lactato de calcio, cloruro de calcio, aceite comestible o cualquier liquido inmiscible con la primera solución o mezcla de las mismas, para gelificar y formar las esferas de superficie porosa y recubrir las esferas con al menos una cera y glicerol con agitación y calentamiento.

8.- El método para la producción de esferas impermeabilizadas en medios acuosos y/o matrices alimenticias, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque cuando se emplea aceite comestible o cualquier liquido inmiscible con la primera solución, éste debe estar enfriado a una temperatura de entre -10 a 20° C antes de su congelación para poder generar el goteo de la primera solución y poder gelificar y formar las esferas. 9.- Un proceso para el encerado de esferas de espirulina y/o cualquier nutracéutico para formar una capa protectora y selladora de dichas esferas y evitar la ósmosis o difusión de sustancias del interior de la esfera al exterior y viceversa, caracterizado por comprender las etapas de:

a) Preparar una solución de plastificante y al menos una cera derretida, en una proporción de 3%/peso a 5%/peso con respecto del peso total del producto (esferas sin recubrir) y glicerol en una proporción de 15%/peso a 20%/peso con respecto del peso total del producto (esferas sin recubrir).

b) Utilizar un bombo con los siguientes parámetros: temperatura de entre 55°C y 90°C, y a una velocidad de 10 a 35 RPM (no limitado a este rango de velocidad)

c) Agregar las esferas al interior del bombo y la solución de cera(s) y plastificante.

d) Dejar las esferas (sin recubrir) durante un tiempo de entre 3 a 10 minutos hasta que la capa de cera recubra las esferas y sea visiblemente uniforme; 10. - El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque dicha al menos una cera para el recubrimiento de dichas esferas se selecciona del grupo conformado por cera de abeja, cera de candelilla, goma laca (Shellac), cera de carnauba, cera microcristalina, parafina, cera de germen de arroz, ésteres de ácido montánico, Lanolina, cera de polietileno oxidada, cera para quesos o mezclas de las mismas; y en donde dicho plastificante consiste en glicerol. 11. - Un proceso para la producción de esferas impermeables en medios acuoso y/o matrices alimenticias mediante la ge I if icación por iones, caracterizado por comprender las etapas de:

a) preparar una primera solución definida por una mezcla de al menos un biopollmero con agua destilada y extracto espirulina y/o al menos un nutracéutico;

b) calentar la mezcla a una temperatura de entre 40°C a 90°C y agitar hasta homogenizar la mezcla por completo;

c) preparar ya sea, una segunda solución de cloruro de calcio en un rango de 0.5%/vol. al 10%/vol. del volumen total del líquido para gelificación por intercambio iónico o disponer de cualquier aceite comestible o cualquier liquido inmiscible y enfriado hasta una temperatura de entre -10°C a 20°C o antes de que se congele el aceite para gelificación por temperatura;

d) generar un goteo de la mezcla homogénea del inciso "b" sobre la solución de cloruro de calcio para gelificación por intercambio iónico o sobre el aceite comestible o cualquier liquido inmiscible enfriado para gelificación por temperatura, formando esferas que deberán permanecer dentro de dicha solución por un periodo de tiempo de entre 1 min a 60 min;

e) extraer las esferas y lavar con agua destilada para retirar el exceso de calcio;

f) agregar a las esferas del inciso "e" una mezcla de al menos una cera en una proporción de 3%/peso a 5%/peso con respecto del peso total del producto (esferas) y glicerol en una proporción de 15%/peso a 20%/peso con respecto del peso total del producto (esferas), con movimiento giratorio de las esferas y calentamiento a una temperatura de entre 55°C y 90°C, y a una velocidad de 10 a 35 RPM durante un tiempo de entre 3 a 10 minutos hasta que la capa de cera recubra las esferas y sea visiblemente uniforme; 12. - El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque dichos biopolimeros hidrofllicos de soporte de espirulina y/o algún nutracéutico, se seleccionan del grupo conformado por agar agar, carrageninas, alginatos, goma guar, goma de acacia, pectina, celulosa, metil celulosa, colágeno, grenetina, pectina, almidón, caseinato, zeina, caseína, agar-agar, goma guar, goma tragacanto o mezclas de los mismos. 13. - El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque dicha al menos una cera de recubrimiento de dichas esferas se selecciona del grupo conformado por cera de abeja, cera de candelilla, goma laca (Shellac), cera de carnauba, cera microcristalina, parafina, cera de germen de arroz, ésteres de ácido montánico, Lanolina, cera de polietileno oxidada, cera para quesos o mezclas de las mismas. 14. - El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque dicho al menos un nutracéutico se selecciona del grupo conformado por vitaminas, minerales, antioxidantes, proteínas, aminoácidos, microorganismos benéficos, enzimas, prebióticos, probióticos, extractos herbales, suplementos nutrimentales, algas, ácidos grasos como omega 3 (EPA y DHA) y cualquier agente nutracéutico o mezclas de los mismos. 15. - El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque cuando se usa una segunda solución de cloruro de calcio para gelificación por intercambio iónico, se emplea una mezcla de biopolímeros definida por 0.5%/vol. a 2%/vol. de carraaenina iota y 0.5%/vol. a 1.5%/vol. de aloinato de sodio, con respecto del volumen total del liquido, que se mezcla con agua destilada que seria igual a la cantidad de mezcla que se desea esferif icar y de 0.1%/vol. a 10%/vol. de extracto de espirulina y/o nutracéutico. 16. - El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque cuando se usa aceite comestible o cualquier liquido inmiscible y enfriado hasta una temperatura de entre -10°C a 20°C o antes de que se congele el aceite para gelificación por temperatura, se emplea una mezcla de biopolímeros definida por 0.5%/vol. a 2%/vol. de carregenina iota o kappa y/o de 10 al 20% de grenetina, con respecto del volumen total del liquido, que se mezcla con agua destilada que seria igual a la cantidad de mezcla que se desea esferificar y de 0.1%/vol. a 10%/vol. de espirulina y/o nutracéutico y en donde la mezcla debe tener una temperatura arriba de 55° para el se gotea sobre la de aceite frío a temperatura de entre -10°C a 20°C para la gelificación y formación de esferas.

Description:
ESFERAS DE ESPIRULINA Y/O NUTRACÉUTICOS

IMPERMEABLES EN MEDIOS ACUOSOS PARA INCORPORARSE EN MATRICES ALIMENTICIAS, SUS MÉTODOS Y PROCESOS DE

PRODUCCIÓN DE DICHAS ESFERAS

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con la industria alimentaria en lo general, en lo particular cae en el campo de la tecnología e ingeniería de alimentos y del desarrollo de nuevos productos alimenticios y más específicamente se refiere a una composición de esferas de espirulina y/o cualquier nutracéutico que pueden ser incorporadas en matrices alimenticias. La composición de esferas mencionadas mantiene estable la espirulina y/o nutracéuticos que se encuentran en su interior, protegiéndola del medio que las contiene, ya que se encuentra totalmente aislada de éste. Dejando como resultado un producto con su valor nutrimental intacto y una sensación organoléptica agradable. Finalmente, la presente, incluye los métodos y procesos de producción de las esferas de espirulina y/o nutracéuticos impermeables, que pueden ser agregadas a productos para el cuidado de la salud, alimentos y bebidas protegiendo el ingrediente activo en el medio que lo contiene.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Durante los últimos arios, constantemente se hacen esfuerzos por mejorar la sensación organoléptica de los productos alimenticios con agentes nutracéuticos u otros suplementos así como de protegerlos del medio en el que se encuentran para garantizar su efectividad y prolongar su vida de anaquel.

Algunos nutracéuticos como el omega 3, espirulina y otras microalgas, presentan sabor y olor desagradable. Además, los nutracéuticos y/o biomoléculas al estar en contacto en medios acuosos, se degradan con el paso del tiempo debido a los cambios de pH que pudieran existir en el liquido o matriz alimentaria que los contenga, lo que los hace perder sus propiedades.

La espirulina es un cianófito. Existe controversia entre considerarla como una bacteria o un alga, aunque tradicionalmente solía ser estudiada como cíanofícea o alga verdeazulada, en la actualidad se estudia con los procariotas (bacterias).

La espirulina recibió este nombre por la peculiar forma de su talo, y durante un tiempo se consideró enmarcada dentro del género Spirulm ' a sp., en la actualidad se enmarcan bajo el género Arthrospira sp.

Este organismo procariota contiene en el interior de sus células una sola molécula de ADN o ácido nucleico, y en la periferia se encuentran las membranas tilacoidales que contienen la clorofila gracias a la que realizan la fotosíntesis. Además, también tienen gránulos de polifosfato, glucógeno y cianoficina que son los responsables del alto contenido en proteínas de esta cianobacteria.

La espirulina ha servido como recurso alimenticio a lo largo de la historia del hombre. La espirulina se ha puesto de moda como complemento nutricional a las dietas desequilibradas. El consumo de espirulina es un aporte a la dieta diaria de interés por su alto contenido en proteínas y minerales.

Entre los beneficios atribuidos de la espirulina podemos encontrar:

√ Ayuda al incremento de la masa muscular por su alto contenido en proteínas.

√ El aporte energético que supone es apto para personas con un alto desgaste a nivel intelectual y físico.

√ Aporte de hierro derivado de la clorofila que posee la espirulina.

√ Aporte de vitamina A: importante para el transporte sanguíneo y la vista, por ejemplo.

√ Beta-caroteno que contiene la espirulina: Es útil para proteger la piel del efecto del sol por la estimulación en la secreción de melanina.

√ Vitamina E

√ Aporta minerales como: calcio, fósforo, hierro, manganeso, cromo, magnesio, zinc, germanio y cobre. √ Actúa sobre las prostaglandinas consiguiendo un efecto antiinflamatorio que es bueno para enfermedades como la artritis

√ Ayuda a fortalecer el sistema inmunológico

√ Tiene un alto contenido en melatonina por lo que está indicada para el insomnio.

√ La espirulina puede ser una aliada para perder peso, ya que tiene un alto contenido en fenilalanina, un aminoácido al que se le atribuye la propiedad de disminuir la sensación de hambre

La forma más común de consumo de espirulina es por medio de comprimidos, capsulas y polvo. El problema que tienen todas estas presentaciones es que la espirulina tiene un sabor y olor desagradable, presenta un color característico verde intenso, además de que la espirulina es un producto de difícil disolución en medios acuosos.

La desventaja de la espirulina en polvo, es que cuando ésta es agregada a cualquier medio acuoso, cambian las características organolépticas del medio en la cual es colocada. El liquido cambia a un color verde intenso, su consistencia se vuelve más viscosa y cambia el olor y sabor original del líquido. · Las desventajas de los comprimidos y cápsulas es que muchas personas no son capaces de tomar comprimidos o cápsulas por el tamaño que representan. Y por último, algunas de las cápsulas y comprimidos tienen un olor y sabor desagradable.

Para ello se hace necesario resolver el problema de las formas de vía de administración de espirulina y/o cualquier nutracéutico para evitar todas las desventajas señaladas.

Las técnicas de encapsulado con matrices de biopolímeros presentan la característica de ser porosas, por lo que existe una difusión de compuestos del interior de la esfera hacia el exterior, cambiando las propiedades organolépticas del liquido o matriz alimenticia que las contiene. Por ejemplo, El alginato de sodio es un agente que es utilizado como encapsulante, y se caracteriza por formar una capa porosa, la cual, al estar en contacto con un medio acuoso como el agua permite que se fuguen sustancias de igual o menor tamaño del poro, del interior de la cápsula al exterior y viceversa. Otra forma en que se encapsulan sustancias, es haciendo una mezcla de alginato de sodio y quitosano y/o carragenina, que aun que disminuye la porosidad de la esfera, siguen fugándose algunas sustancias.

Efectuando una búsqueda para determinar el estado de la técnica más cercano, se encontró la solicitud de patente mexicana MX/a/2012/014896 de Roberto Parra Saldivar y Ulrico Javier López Chuken, titulada Proceso autoinductivo In Vivo para la producción de microesferas conformadas de un Consorcio de microalgas y las microesferas obtenidas, el cual reclama un método que mejora ia producción de las microalgas como podría ser la espirulina, con la producción de microesferas de microalgas, no cohesivos y con separación instantánea de su medio de cultivo. Esto se logra mediante la manipulación de las condiciones de cultivo tales como el contenido de nutrientes, iluminación, velocidades de agitación, así es posible inducir el crecimiento de las microalgas de forma libre a una forma colonial. Con esto pueden formar pellets con resistencia al ambiente húmedo y con poca humedad facilita la recuperación de la biomasa y su manipulación para fines comerciales.

Por otro lado, en nuestra invención, la matriz que se forma gracias a los biopolimeros, es recubierta mediante un método único con una cubierta hidrofóbica a base de ceras, la cual le confiere propiedades de impermeabilidad en cualquier medio acuoso. Por lo que evita la ósmosis o difusión de sustancias del interior de la esfera al exterior y viceversa.

En nuestra invención se hace énfasis en el proceso para el recubrimiento con cera que tiene la esfera, el cual elimina la porosidad de la matriz, manteniendo el contenido en el interior intacto y sin fugas al medio liquido/externo. Lo que se pretende y se busca evitar, es la fuga del contenido de la esfera hacia el medio externo.

Si bien los geles hechos a base de biopolimeros son utilizados como matriz porosa, debido a su capacidad de liberar de manera prolongada los compuestos que se encuentran en su interior, en nuestra invención pretende tener esferas de espirulina selladas completamente en un medio acuoso, las cuales no liberan componentes del interior al exterior y viceversa.

Se ubicó también la patente China C N 101322568 de Bo Cui et al, del 23 de junio de 2008, titulada micro-cápsula de espirulina y el método para la preparación de la misma, la cual protege una microencapsulación especial de espirulina y su método de preparación, protegiendo los ingredientes de la microesferificación, en sus proporciones dadas, que son alginato de sodio, cloruro de calcio, un agente auxiliar y agua como material de recubrimiento, utilizando como materia prima espirulina. Esta combinación permite que la espirulina no tenga un mal olor y se mantenga fresca, manteniendo sus capacidades de ser soluble intestinalmente, y permitiendo que sea comestible o utilizada en otros productos.

Por otro lado, nuestra invención no utiliza completamente este método de esferificación ni esterilización, se utilizan algunos de los ingredientes mencionados en su formulación. Sin embargo, son parte de la técnica conocida de microencapsulación tradicional en la que se utiliza alginato de sodio y cloruro de calcio, que es del dominio público. Además, nosotros no utilizamos quitosano como recubrimiento, ni en ninguna parte del proceso ya que el objeto de nuestra invención difiere con el de ésta, el cual es proteger la espirulina y/o cualquier nutracéutico para evitar su sabor y olor, asi como mantener la integridad de los nutrientes aislados de los medios acuosos.

En nuestra invención se hace énfasis en el proceso para el recubrimiento con cera que tiene la esfera, el cual elimina la porosidad de la matriz, manteniendo el contenido en el interior intacto y sin fugas al medio líquido/externo. Lo que se pretende y se busca evitar, es la fuga del contenido de la esfera hacia el medio externo.

Si bien los geles hechos a base de biopolímeros son utilizados como matriz porosa, debido a su capacidad de liberar de manera prolongada los compuestos que se encuentran en su interior, en nuestra invención pretende tener esferas de espirulina selladas completamente en un medio acuoso, las cuales no liberan componentes del interior al exterior y viceversa.

Se encontró el documento Chino CN103073685A de Wei Shoulian et al. del 18 de enero de 2013, la cual divulga un proceso de microencapsulación cuyo resultado es la espirulina dentro de una matriz porosa magnética. Esta última característica la otorgan los iones plomo +2 y cadmio +2. Por otro lado modifican la espirulina con etileno para ser tomada como una monómero funcional de macromolécula. Nuestra invención no tiene ni clama propiedades magnéticas de ningún tipo además que la espirulina no es modificada por ningún proceso.

En nuestra invención se hace énfasis en el proceso para el recubrimiento con cera que tiene la esfera, ei cual elimina la porosidad de la matriz, manteniendo el contenido en el interior intacto y sin fugas al medio liquido/externo. Lo que se pretende y se busca evitar, es la fuga del contenido de la esfera hacia el medio externo.

Si bien los geles hechos a base de biopolimeros son utilizados como matriz porosa, debido a su capacidad de liberar de manera prolongada los compuestos que se encuentran en su interior, en nuestra invención pretende tener esferas de espirulina selladas completamente en un medio acuoso, las cuales no liberan componentes del interior al exterior y viceversa.

Por lo anterior los documentos antes referidos no revelan, ni sugieren la misma invención, ni pudiera inferirse en ningún caso de los documentos señalados, "de modo obvio o evidente para un técnico en la materia", por lo cual no deberla de afectar la actividad inventiva, ni la novedad de esta invención consistente en esferas de espirulina y/o nutracéuticos impermeables en medios acuosos para incorporarse en matrices alimenticias: sus métodos y procesos de producción de dichas esferas.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN El objetivo principal de la presente invención es hacer disponibles esferas de espirulina y/o cualquier nutracéutico impermeables en medios acuosos para incorporarse en matrices alimenticias, sus métodos y procesos de producción de dichas esferas, que evite la difusión de componentes de alto valor nutritivo que posee la espirulina y/o cualquier nutracéutico desde el interior de la esfera hacia la matriz alimenticia y de esta manera preservar en su totalidad su valor nutrimental.

Otro objetivo de la invención, es hacer disponibles dichas esferas de espirulina impermeables en medios acuosos para incorporarse en matrices alimenticias, sus métodos y procesos de producción de dichas esferas, que además evite el cambio de propiedades organolépticas (olor, sabor, color y viscosidad) del líquido o matriz alimenticia en el que están contenidas las esferas, de esta manera se enmascara la percepción sensorial desagradable que presenta la espirulina y/o cualquier nutracéutico, tanto en las esferas como en la matriz alimenticia en la que se encuentran.

Otro objetivo de la invención, es hacer disponibles dichas esferas de espirulina impermeables en medios acuosos para incorporarse en matrices alimenticias, sus métodos y procesos de producción de dichas esferas, cuyas esferas no se disuelvan en la matriz alimenticia ofreciendo una presentación más agradable al consumidor. Otro objetivo de la invención es hacer disponibles dichas esferas de espirulina impermeables en medios acuosos para incorporarse en matrices alimenticias, sus métodos y procesos de producción de dichas esferas, en donde las esferas sean impermeables, gracias al recubrimiento hidrofóbico que evita que se fuguen sustancias del interior de la esfera al exterior y viceversa. Otro objetivo de la invención es hacer disponible los métodos y procesos de producción de esferas de espirulina y/o nutracéuticos que sean prácticos y eficientes.

Y todas aquellas cualidades y objetivos que se harán aparentes al realizar una descripción general y detallada de la presente invención apoyados en las modalidades ilustradas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención implica la constitución de esferas impermeabilizadas que resguardan internamente espirulina y/o nutracéuticos; un método de encapsulamiento y recubrimiento para espirulina y/o cualquier otro nutracéutico que genera esferas que pueden ser incorporados en cualquier alimento y bebida. La invención también involucra el proceso para encapsular que es a través de una esferificación y recubrimiento que permite proteger y aislar una variedad amplia de nutrientes, por ejemplo, proteínas, vitaminas, algas, polvos, extractos, sabores, etc., mejorando así la percepción organoléptica de los alimentos.

Las esferas generadas pueden tener distintas formas geométricas, siendo la forma natural del proceso, la de gota o esfera, aunque también pueden adoptar otras formas geométricas mediante un molde o proceso adicional para lograr la forma deseada. En cuanto al tamaño de las esferas el promedio ronda entre 0.4 -0.7 cm de diámetro, sin embargo, es posible hacerlas en tamaños fuera del rango mencionado, ya que el tamaño y forma de las esferas es fácilmente modificable por diversos métodos. La estructura de la esfera está constituida por una matriz o soporte que sirve de andamio para atrapar el ingrediente (espirulina y/o nutracéutico) de interés en su interior. Los materiales utilizados para formar la matriz de la esfera pueden ser uno o una combinación de biopolimeros h id rof 11 icos como el agar, la grenetina, alginatos y carrageninas, aunque no está limitado a los biopolimeros mencionados. Dentro de las características de la matriz formada es que ésta es porosa, por las redes que se forman. Para eliminar la porosidad es añadido un recubrimiento que consiste de un plastif icante y otro recubrimiento hidrofóbico a base de una o varias ceras como la cera de abeja, carnauba y candelilla, aunque no se limita a las ceras antes mencionadas, las cuales confieren propiedades herméticas a la esfera. De este modo la esfera recubierta es impermeable en medios acuosos y es posible agregar a cualquier matriz alimenticia sin que exista ósmosis o difusión de los componentes del interior de la esfera al medio exterior en que se encuentran y viceversa. Los recubrimientos para formar la capa externa incluyen uno o una mezcla de dos o más, pero no se limita a: cera de abeja, cera de candelilla, goma laca (Shellac), cera de carnauba, cera microcristalina, cera de germen de arroz, ésteres de ácido montánico, Lanolina, cera de polietileno oxidada y cera para quesos.

Los materiales o biopoliemeros para formar la matriz incluyen uno o una mezcla de dos o más, pero no se limita a: agar agar, carrageninas, alginatos, goma guar, goma de acacia, pectina, celulosa, metil celulosa, colágeno, grenetina, pectina, almidón, caseinato, zeina, caseína, agar-agar, goma guar y goma tragacanto. Dicho al menos un nutracéutico se selecciona del grupo conformado por vitaminas, minerales, antioxidantes, proteínas, aminoácidos, microorganismos benéficos, enzimas, prebióticos, probióticos, extractos herbales, suplementos nutrimentales, algas, ácidos grasos como omega 3 (EPA y DHA) y cualquier agente nutracéutico o mezclas de los mismos.

La invención provee el método para la producción de dichas esferas, en la que es usado uno o varios de los biopolimeros anteriormente mencionados para formar la matriz o esfera y posteriormente se agrega un recubrimiento mediante un proceso que coloca la cera en la esfera.

El método consiste en producir esferas impermeables en medios acuoso y/o matrices alimenticias preparando una primera solución definida por la mezcla de agua con biopollmeros h id roff lieos , espirulina y/o al menos un nutracéutico, calentando y agitando hasta homogenizar y posteriormente precipitando por goteo la primera solución en al menos una solución de lactato de calcio, cloruro de calcio, aceite comestible o cualquier liquido inmiscible con la primera solución o mezcla de las mismas, para gelificar y formar las esferas de superficie porosa y recubrir las esferas con al menos una cera y g I i cero I con agitación y calentamiento.

En una de las modalidades del método para producir esferas impermeables en medios acuoso y/o matrices alimenticias, en donde se emplea aceite comestible o cualquier liquido inmiscible con la primera solución, éste debe estar enfriado a una temperatura entre -10 a 20° C antes de su congelación para poder generar el goteo de la primera solución para gelificar y formar las esferas. Dichos biopollmeros hidrof i lieos de soporte de espirulina y/o algún nutracéutico, se seleccionan del grupo conformado por agar agar, carrageninas, alginatos, goma guar, goma de acacia, pectina, celulosa, metil celulosa, colágeno, grenetina, pectina, almidón, caseinato, zeina, caseína, agar-agar, goma guar, goma tragacanto o mezclas de los mismos.

Dicha al menos una cera de recubrimiento de dichas esferas se selecciona del grupo conformado por cera de abeja, cera de candelilla, goma laca (Shellac), cera de carnauba, cera microcristalina, parafina, cera de germen de arroz, ésteres de ácido montánico, Lanolina, cera de polietileno oxidada, cera para quesos o mezclas de las mismas.

Dicho al menos un nutracéutico se selecciona del grupo conformado por vitaminas, minerales, antioxidantes, proteínas, aminoácidos, microorganismos benéficos, enzimas, prebióticos, probióticos, extractos hierbales, suplementos nutrimentales, algas, ácidos grasos como omega 3 (EPA y DHA) y cualquier agente nutracéutico o mezclas de los mismos.

La invención también involucra un proceso para el encerado de las esferas de espirulina y/o cualquier nutracéutico para formar una capa protectora y selladora de dichas esferas y evitar la ósmosis o difusión de sustancias del interior de la esfera al exterior y viceversa, que se caracteriza por comprender las etapas de:

a) Preparar una solución de plastificante y al menos una cera derretida, en una proporción de 3%/peso a 5%/peso con respecto del peso total del producto (esferas sin recubrir) y glicerol en una proporción de 15%/peso a 20%/peso con respecto del peso total del producto (esferas sin recubrir).

b) Utilizar un bombo con los siguientes parámetros: temperatura de entre 55°C y 90°C, y a una velocidad de 10 a 35 RPM (no limitado a este rango de velocidad) c) Agregar las esferas al interior del bombo y la solución de cera(s) y plastificante.

d) Dejar las esferas (sin recubrir) durante un tiempo de entre 3 a 10 minutos hasta que la capa de cera recubra las esferas y sea visiblemente uniforme;

Dicha al menos una cera de recubrimiento de dichas esferas se selecciona del grupo conformado por cera de abeja, cera de candelilla, goma laca (Shellac), cera de carnauba, cera microcristalina, parafina, cera de germen de arroz, ésteres de ácido montánico, Lanolina, cera de polietileno oxidada, cera para quesos o mezclas de las mismas. Y en donde dicho plastificante consiste en glicerol. El proceso para la producción de esferas de espirulina y/o nutracéutico mediante la gelificación por iones, impermeable en medios acuosos, consta de las etapas siguientes:

a) preparar una solución definida por una mezcla de al menos un biopolímero seleccionado de carragenina iota y/o alginato de sodio o combinaciones de los mismos, con agua destilada y extracto espirulina y/o nutracéutico; preferentemente se emplea una combinación de 0.5%/vol. a 2%/vol. de carragenina iota y 0.5%/vol. a 1.5%/vol. de alainato de sodio, con respecto del volumen total del líquido, que se mezcla con agua destilada que serla igual a la cantidad de mezcla que se desea esferif icar y de 0.1%/vol. a 10%/vol. de extracto de espirulina y/o nutracéutic. Ejemplo, Si se desea hacer 300 mi de mezcla para esferif icar, se preparan: 300ml de agua, 3g de carragenina iota, 2.4 g de alginato de sodio y 24 g de espirulina y/o nutracéutico;

b) calentar la mezcla a una temperatura de entre 40°C a 90°C y agitar hasta homogenizar la mezcla por completo;

c) preparar una solución de cloruro de calcio en un rango de 0.5%/vol. al 10%/vol. del volumen total del liquido; d) generar un goteo de la mezcla homogénea del inciso "b" sobre la solución de cloruro de calcio para la gel if icación y formación de esferas que deberán permanecer dentro de dicha solución por un periodo de tiempo de entre 1 min a 60 min;

e) extraer las esferas y lavar con agua destilada para retirar el exceso de calcio;

f) agregar a las esferas del inciso "e" una mezcla de: una cera seleccionada de carnauba, candelilla, de abeja o combinaciones de las mismas, en una proporción de

3%/peso a 5%/peso con respecto del peso total del producto (esferas) y glicerol en una proporción de 15%/peso a 20%/peso con respecto del peso total del producto (esferas), con movimiento giratorio de las esferas y calentamiento a una temperatura de entre

55°C y 90°C, y a una velocidad de 10 a 35 RPM durante un tiempo de entre 3 a 10 minutos hasta que la capa de cera recubra las esferas y sea visiblemente uniforme; El proceso para la producción de esferas de espirulina mediante la gelificación por temperatura, impermeable en medios acuosos, consta de las etapas siguientes:

a) preparar una solución definida por una mezcla de al menos un biopolimero seleccionado de agar agar y/o carragenina y/o gelatina y/o pectina, o combinaciones de los mismos, con agua destilada y extracto de espirulina y/o nutracéutico; preferentemente se emplea una combinación de 0.5%/vol. a 2%/vol. de carragenina iota o kappa y/o de 10 al 20% de grenetina, con respecto del volumen total del liquido, que se mezcla con agua destilada que seria igual a la cantidad de mezcla que se desea esferificar y de 0.1%/vol. a 10%/vol. de espirulina y/o nutracéutico. Ejemplo, Si se desea hacer 300 mi de mezcla para esferificar, se preparan: 300ml de agua, 3g de carragenina iota, 2.4 g de agar agar y 24 g de espirulina y/o nutracéutico;

b) calentar la mezcla a una temperatura de entre 80°C a 90°C y agitar hasta homogenizar la mezcla por completo;

c) Preparar cualquier aceite comestible y enfriarlo a hasta una temperatura entre -10°C a 20°C o antes de que se congele el aceite.

d) Generar un goteo de la mezcla homogénea cuidando que la mezcla permanezca arriba de los 55°C del inciso "b" sobre la de aceite frió a temperatura de entre -10°C a 20°C para la gelif icación y formación de esferas que deberán permanecer dentro de dicha solución por un periodo de tiempo de entre 1 min a 60 min;

e) extraer las esferas y lavar con agua destilada para retirar el exceso de aceite;

f) agregar a las esferas del inciso "e" una mezcla de: una cera seleccionada de carnauba, candelilla, de abeja o combinaciones de las mismas, en una proporción de 3%/peso a 5%/peso con respecto del peso total del producto (esferas) y glicerol en una proporción de 15%/peso a 20%/peso con respecto del peso total del producto (esferas), con movimiento giratorio de las esferas y calentamiento a una temperatura de entre 55°C y 90°C, y a una velocidad de 10 a 35 RPM durante un tiempo de entre 3 a 10 minutos hasta que la capa de cera recubra las esferas y sea visiblemente uniforme; En la formación del recubrimiento o capa impermeabilizante para la matriz (esfera) se prepara una mezcla de cera de carnauba, candelilla o de abeja en una proporción de 3% a 5% sobre el peso del producto total final de las perlas obtenidas más glicerol en proporción de 15 a 20 % del peso total del producto (esferas), para añadirse en un dispositivo giratorio metálico(bombo), manteniendo temperaturas constantes de entre 55 - 90°C, gracias a un calentador a base de gas ubicado en la parte inferior del bombo y a un sensor infrarrojo que permite medir y controlar su temperatura. Se debe regular la velocidad de giro que tiene el motor del bombo mediante un regulador para rotar a 10-35 RPM (revoluciones por minuto) de manera que se distribuya el calor y el contenido del bombo uniformemente en el interior del dispositivo gracias al movimiento rotatorio. Cuando éste se encuentra a una temperatura de 60-90°C se agregan las esferas de espirulina, y se asegura que se mantenga constante el movimiento rotatorio, durante 3 a 10 minutos, hasta que la capa de cera que recubre a las esferas o perlas de espirulina, sea visualmente uniforme en la mayoría. Finalmente las esferas de espirulina recubiertas con la cera quedan listas para ser añadidas a la bebida o medio acuoso, quedando protegida la espirulina del medio acuoso en el que sean colocadas. La invención provee también una bebida, un medio acuoso alimenticio o una matriz alimenticia que se caracteriza por incluir esferas de espirulina y/o nutracéuticos como ha sido descrito. Para comprender mejor las características de la presente invención se acompaña a la presente descripción, como parte integrante de la misma, los dibujos con carácter ilustrativo más no limitativo, que se describen a continuación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 muestra una esfera de espirulina y/o nutracéutico terminada con un corte que muestra las diferentes capas que la conforman, de conformidad con la presente invención.

Para una mejor comprensión del invento, se pasará a hacer la descripción detallada del mismo, auxiliándose en los dibujos que con fines ilustrativos mas no limitativos se anexan a la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL INVENTO

Los detalles característicos de las esferas de espirulina y/o nutracéutico impermeable en medio acuoso, se muestran claramente en la siguiente descripción y en los dibujos ilustrativos que se anexan, sirviendo los mismos signos de referencia para señalar las mismas partes.

Con referencia a la figura 1, las esferas de espirulina y/o nutracéutico impermeabilizadas 1 constan de un núcleo 2 conformado por espirulina y/o cualquier nutracéutico con biopolimeros (alginato de sodio y carragenina iota pbr mencionar algunos pero no limitado a éstos) que forman una matriz porosa en al menos una solución de lactato de calcio, cloruro de calcio o aceite comestible, o mezclas de las mismas y una capa exterior de recubrimiento 3 de una cera (carnauba, abeja, candelilla o mezcla de las mismas, pero no limitada a las ceras mencionadas) y glicerina como plastificante que cubre la superficie porosa de la matriz y le confiere impermeabilidad , evitando la ósmosis o difusión de sustancias del interior de la esfera al exterior y viceversa.

Los siguientes ejemplos muestran composiciones de las esferas de espirulina impermeables en medios acuosos y/o matriz alimentaria.

Ejemplo 1

I.- Se preparó una solución de alginato de sodio y cloruro de calcio (grado alimenticio):

1. Se agregó alginato en polvo en proporción de 0.5% a 1.5% con respecto a un volumen (mi) de agua utilizada, agitando hasta que se disolvió por completo el alginato; se elevó la temperatura en un rango de 40°C a 90 °C, para acelerar el proceso.

2. Se Dejó enfriar la solución de alginato hasta que se alcanzó la temperatura ambiente y se adicionó de un 0.1% a 10% de gramos de espirulina y/o nutracéutico en base al volumen (mi) de mezcla.

3. Se preparó una solución de cloruro de calcio, agregando de 0.5% a 10% de cloruro de calcio en base al volumen de agua.

4. Se llenó un dispositivo de precipitación por goteo con la mezcla del punto 2, y lentamente se precipitó, gota por gota el contenido en la solución de cloruro de calcio.

5. Al contacto de la solución con el cloruro de calcio, se formaron las esferas del tamaño de las gotas con la espirulina y/o nutracéutico en el interior.

II. Se recubrieron las esferas de alginato con contenido de espirulin a y/o nutracéutico, con cera de carnauba mediante un proceso similar al de recubrimiento de gomas de mascar y caramelos suaves.

Debido a que la esfera de alginato con contenido de espirulina y/o nutracéutico presenta una fuga de nutrientes al medio acuoso en el que se encuentra, se implementó una manera de detener este proceso mediante un recubrimiento de cera que puede seleccionarse de cera carnauba, cera de candelilla, cera de abeja o sus mezclas.

Ejemplo 2

I.- Se preparó una solución de una mezcla de carragenina iota, alginato de sodio y lactato de calcio (grado alimenticio):

1. Se agregó carragenina iota en una proporción de 0.5% a 1.5% y alginato en polvo en proporción de 0.5% a 1.5% con respecto a un volumen (mi) de agua utilizada, agitando hasta que se disolvió por completo el alginato; se elevó la temperatura en un rango de 40°C a 90 °C, para acelerar el proceso.

2. Se dejó enfriar la solución hasta que se alcanzó la temperatura ambiente y se adicionó de un 0.1% a 10% de gramos de espirulina y/o nutracéutico en base al volumen (mi) de mezcla.

3. Se preparó una solución de lactato de calcio, agregando de 0.5% a 10% de lactato de calcio en base al volumen de agua.

4. Se llenó un dispositivo de precipitación por goteo con la mezcla del punto 2, y lentamente se precipitó, gota por gota el contenido en la solución de lactato de calcio.

5. Al contacto de la solución con el lactato de calcio, se formaron las esferas del tamaño de las gotas con la espirulina y/o nutracéutico en el interior.

II. Se recubrieron las esferas con contenido de espirulina, con cera de carnauba mediante un proceso similar al de recubrimiento de gomas de mascar y caramelos suaves.

Ejemplo 3

I.- Se preparó una solución de Carragenina iota o kapa y/o grenetina y/o pectina.

1. Se agregó Carragenina iota en polvo en proporción de

0.5% a 2% con respecto a un volumen (mi) de agua utilizada, agitando hasta que se disolvió por completo; se elevó la temperatura en un rango de 80°C a 90 °C, para acelerar el proceso de homogenizado.

2. Se mantiene la temperatura mencionada en el punto 1 y se adicionó de un 0.1% a 10% de gramos de espirulina y/o nutracéutico en base al volumen (mi) de mezcla.

3. Se enfria aceite de grado alimenticio a una temperatura entre -10°C a 20 "C o antes de que congele.

4. Se llenó un dispositivo de precipitación por goteo con la mezcla del punto 2, y lentamente se precipitó, gota por gota el contenido en la solución de aceite comestible. 5. Al contacto con el aceite frío, se formaron las esferas del tamaño de las gotas con la espirulina y/o nutracéutico en el interior.

II. Se recubrieron las esferas de alginato con contenido de espirulina y/o nutracéutico, con cera de carnauba mediante un proceso similar al de recubrimiento de gomas de mascar y caramelos suaves.

Debido a que la esfera de biopolímeros como carrageninas con contenido de espirulina y/o nutracéutico presenta una fuga de nutrientes al medio acuoso en el que se encuentra, se implemento una manera de detener este proceso mediante un recubrimiento de cera que puede seleccionarse de cera carnauba, cera de candelilla, cera de abeja o sus mezclas.

Los beneficios de la encapsulación de la espirulina y/o cualquier nutracéutico al estar en contacto con un medio acuoso son los siguientes:

a. Se elimina el olor y sabor desagradable que posee la espirulina y/o nutracéutico, manteniendo una percepción organoléptica agradable.

b. Se evita la degradación de los nutrientes de la espirulina y/o cualquier nutracéutico que surgiría si estuviera en contacto con el medio acuoso por cambios en pH.

c. Se protege de microorganismos patógenos no deseados, d. Se evita la difusión selectiva de compuestos de bajo peso molecular que contiene la espirulina como la clorofila, ficocianina entre otros; del interior de la perlas hacia el exterior y viceversa, evitando que cambien las propiedades del liquido portador en el que se encuentran las perlas como: sabor, olor, color.

El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.