Campo de la Invención

La presente invención se ubica en el campo de los procesos para el tratamiento de materiales vegetales y la obtención de derivados con actividad terapéutica, cosmética y alimenticia. Asimismo, la presente invención se ubica en el campo de la fabricación de composiciones farmacéuticas, cosméticas y alimenticias. Particularmente, la presente invención se refiere a la obtención de sustratos coprocesados orgánicos que contienen materiales de origen vegetal con actividades terapéuticas, a partir de hongos pertenecientes al género Pleurotus y sustratos naturales.

Antecedentes de la Invención

El uso de hongos basidiomicetos (Pleurotus) y su aplicación industrial ha sido ampliamente reportado en la literatura. Los hongos comestibles del género Pleurotus representan un recurso valioso por su papel como organismos depredadores de residuos lignocelulósicos, ya que crecen sobre una gran cantidad de materiales vegetales y producen cuerpos fructíferos que son alimento de alta calidad nutrícíonal. Asimismo, tienen propiedades medicinales debido a que producen metabolites secundarios abundantes con actividades biológicas importantes, anticancerígenas, inmunomoduladoras, antitumorales, antioxidantes y antibacterianas, entre otras (Valencia del Toro, 2020).

La industria alimentaria en particular es una gran generadora de subproductos con altas concentraciones de lignina, celulosa y hemicelulosa, que por medio de su conversión termoquímica dan origen a moléculas antioxidantes, las cuales pueden ser utilizadas en la industria alimenticia, farmacéutica y/o cosmética gracias a sus propiedades como agentes quelantes, captación de radicales y capacidad reductora.

A nivel industrial la obtención de productos fenólicos (moléculas antioxidantes) se hace por medio de sistemas de extracción y en algunos casos purificación. No obstante, la mayoría de los sistemas y procesos para el tratamiento de los hongos utilizan diferentes métodos que podrían denominarse “invasivos”, dado que se basan en el aislamiento de sustancias o componentes específicos contenidos en los sustratos, de manera que se hace uso de métodos como extracciones (a base de disolventes), deshidrataciones (con el riesgo de afectar sustancias termolábiles u oxidables), incluso procesos poco convencionales como fluidos supercríticos (implicando el uso de infraestructura de elevado costo), mismos que por su naturaleza y características excluyen componentes naturales presentes de manera balanceada dentro del sustrato. Asimismo, las composiciones que incluyen algún tipo de componente de origen vegetal generalmente presentan problemas de baja estabilidad durante la fabricación, lo que ocasiona un producto sin uniformidad de contenido y que puede degradarse en el corto plazo. O bien, que presenta problemas durante la adopción de la forma farmacéutica deseada, por ejemplo, durante el tableteado.

Se conocen hasta ahora algunos procesos para la obtención de productos derivados de Pleurotus. Por ejemplo, la solicitud MX/a/2018/015670 revela un proceso de obtención de una harina funcional a base de Phaseolus vulgaris y Avena sativa mediante fermentación con Pleurotus ostreatus, que comprende inicialmente pretratar de 40 a 60% de Phaseolus vulgaris y de 40 a 60% de Avena sativa a través de un lavado y esterilización en autoclave a 121 °C por 45 minutos en una proporción de agua de 1 :1 a 1 :1.35 p:v para obtener granos pretratados; y después inocular una cepa de Pleurotus ostreatus en medio YMG e incubar con agitación constante a 150 rpm durante dos semanas a temperatura ambiente, dicho medio comprende 0.44% de extracto de levadura, 0.1% de extracto de malta y 0.4% de glucosa.

De igual forma, la solicitud MX/a/2018/012324 revela un método para preparar un producto alimenticio de alta proteína micelizado en donde un medio acuoso que comprende un material alto en proteína es inoculado con un hongo, el cual puede ser P. ostreatus o P. eryngii, entre otros.

Finalmente, la solicitud US 20030161842A1 describe el uso de un extracto del género Pleurotus como Pleurotus eryngii para prevenir y tratar la hipertensión y mejorar la salud cardiovascular. Además, se proporcionan composiciones farmacéuticas que contienen el extracto como ingrediente activo, en un vehículo farmacéutica- o terapéuticamente aceptable. La invención también proporciona un método para prevenir y tratar la hipertensión mediante la administración del extracto. Al respecto, se brinda un proceso de preparación de extractos, en el cual el hongo o partes del mismo pueden proporcionarse en forma de polvo, extraerse con uno o más disolventes orgánicos y purificarse.

Como puede observarse, los procesos descritos en el estado de la técnica son particularmente complejos y comprenden condiciones extremas para el material vegetal lo que implicaría la eventual pérdida de propiedades deseadas para la elaboración de productos farmacéuticos, cosméticos y alimenticios. Asimismo, si bien se conocen las propiedades del género Pleurotus, se mantiene la necesidad de contar con procesos más sencillos de obtención de materiales coprocesados con alta cantidad de agentes activos, los cuales además pueden ser formulados con diversos fines.

Sumario de la Invención

Es por tanto un objetivo de la presente invención brindar un proceso para la obtención de coprocesados vegetales con alta concentración de moléculas antioxidantes, tal como compuestos fenólicos, por ejemplo, ácidos fenólicos tal como ácido ferúlico, p -cumárico, siríngico, vanílico y p-hidroxibenzóico; oligosacáridos feruloilados; polisacáridos; lovastatina; enzimas ligninolíticas, xilanasa, proteasas, flavonoides, triterpenos entre otros, que pueden ser utilizadas como agentes activos en formulaciones alimenticias, farmacéuticas y cosméticas. En un aspecto preferente, dichos coprocesados son obtenidos a partir de la fermentación en estado sólido de sustratos naturales y hongos del género Pleurotus spp.

En un aspecto más preferente, los sustratos naturales pueden ser salvado de trigo; subproductos vitivinícolas; cáscaras, cubiertas o desechos de frutas que esencialmente contengan lignina, por ejemplo cáscara de manzana o plátano, corteza de piña, entre otros; alperujo; agave y sus diferentes variedades, y cualquier sustrato orgánico e inorgánico que sea compatible y utilizable por los hongos del género Pleurotus spp.

Asimismo, en un aspecto más preferente, los hongos utilizados dentro del contexto de la presente invención son aquellos del género Pleurotus spp., que incluyen especies de interés biotecnológico, farmacéutico, cosmético y alimenticio, por ejemplo, P. ostreatus, P. cornucopiae, P. eryngii, P. pulmonarius, P. djamor, P. citrínopileatus, P. cystidiosus, P. smíthíí, P. dryinus, P. levis, P. opuntiae, P. agaves, entre otros.

En un aspecto aún más preferente, la presente invención incluye a los hongos P. ostreatus y P. eryngii.

En una modalidad, el proceso de la presente invención comprende una etapa inicial de fermentación en estado sólido de los sustratos naturales por medio de enzimas que se encuentran contenidas en el mismo hongo Pleurotus spp., para formar el coprocesado en un tiempo menor en comparación con procesos conocidos. El experto en la materia sabrá que dichas enzimas son lignina peroxidasas, manganeso peroxidasas, peroxidasas versátiles y lacasas.

Posterior a esto, el proceso de la presente invención comprende las siguientes etapas generales para formar una composición farmacéutica, alimenticia o cosmética:

1 ) Pesado de materia prima

2) Mezclado,

3) Macerado,

4) Granulación,

5) Tamizado,

6) Secado,

7) Tamizado,

8) Mezclado,

9) Formulación con el coprocesado

En otro aspecto, la presente invención brinda composiciones farmacéuticas, alimenticias y cosméticas que comprenden el coprocesado estable obtenido por el proceso antes descrito. En el contexto de la presente invención, dichas composiciones pueden encontrarse en cualquier forma adecuada para administración a un humano o un animal. En un aspecto preferente, las composiciones de la presente invención pueden ser formas farmacéuticas de administración oral, tales como cápsulas o tabletas de liberaciones inmediatas o modificadas de manera que permita mantener el efecto deseado, composiciones semisólidas de aplicación cutánea, composiciones que se adhieren o impregnan sobre películas (por ejemplo mascarillas faciales) con la finalidad de favorecer el efecto deseado, suplementos alimenticios o complementos dietéticos en humanos y/o animales

Breve descripción de las Fiauras de la Invención

La Figura 1 es un diagrama de flujo de una modalidad preferente del proceso de la presente invención.

La Figura 2 es una representación fotográfica que muestra el índice de pardeamiento en rebanadas de manzana durante la evaluación del efecto antioxidante.

La Figura 3 es una gráfica que muestra los resultados en el % de incremento en el índice de pardeamiento durante la evaluación del efecto antioxidante.

Descripción detallada de la Invención

Algunos aspectos de la presente invención se describirán ahora más detalladamente utilizando además referencia a los ejemplos adjuntos, en los que se muestran solamente algunas modalidades y ventajas de la presente invención.

Para un técnico en la materia será evidente que vahas modalidades de la invención pueden expresarse de formas diferentes y no deben interpretarse como limitadas a las modalidades aquí descritas; más bien, estas modalidades ejemplares se proporcionan para que esta invención sea clara y completa, y transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la materia. Por ejemplo, a menos que se indique lo contrario, algo que se describe como primero, segundo o similar no debe interpretarse como un orden particular. Tal como se utiliza en la descripción y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un, uno", "una", "el, la", incluyen referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario.

Así, la presente invención se dirige a proporcionar sustratos orgánicos coprocesados que contienen materiales de origen vegetal con actividades terapéuticas. Dichos coprocesados son obtenidos por el proceso de acuerdo con la presente invención, mismo que será descrito a detalle a continuación.

En otro aspecto, la presente invención también se refiere a composiciones farmacéuticas, alimenticias y cosméticas que comprenden los coprocesados de una forma adecuada para ser formulados en diferentes presentaciones y cantidades apropiadas para ser administradas a un ser humano o animal. En una modalidad, las composiciones de acuerdo con la presente invención contienen esencialmente desde 1% hasta un 20% o más de un coprocesado de Pleurotus spp, dicha cantidad se adaptará con base en la forma farmacéutica y vía de administración deseada.

El proceso para la obtención de coprocesados vegetales de acuerdo con la presente invención permite obtener una alta concentración de moléculas antioxidantes: ácidos fenólicos tal como ácido ferúlico, p -cumáhco, siríngico, vanílico y p-hidroxibenzóico; oligosacáhdos feruloilados; polisacáhdos; lovastatina; enzimas ligninolíticas, xilanasa, proteasas; flavonoides, triterpenos; entre otros, que pueden ser utilizadas como agentes activos en las formulaciones alimenticias, farmacéuticas y cosméticas.

En un aspecto preferente, dichos coprocesados son obtenidos a partir de la fermentación en estado sólido de sustratos naturales y hongos del género Pleurotus spp. Al respecto, por “sustrato natural” se entiende todo aquel material sólido o soporte físico natural que permite y facilita el desempeño de una especie vegetal.

Así, dentro del contexto de la presente invención, los sustratos naturales pueden ser salvado de trigo; subproductos vitivinícolas con un alto contenido de lignina, por ejemplo de entre 9-25% peso de lignina; por ejemplo cáscara de manzana o plátano, corteza de piña, y, en forma general, cáscaras, cubiertas o desechos de frutas que contengan esencialmente lignina.

Otros sustratos también pueden ser utilizados en el proceso de la presente invención, por ejemplo, alperujo; agave y sus diferentes variedades, y cualquier sustrato orgánico e inorgánico que sea compatible y utilizable por los hongos del género Pleurotus spp.

Por su parte, los hongos utilizados dentro del contexto de la presente invención son hongos tipo setas, particularmente aquellos del género Pleurotus spp., que incluyen especies de interés biotecnológico, farmacéutico, cosmético y alimenticio, por ejemplo, P. ostreatus, P. cornucopiae, P. eryngii, P. pulmonarius, P. djamor, P. citrínopileatus, P. cystidiosus, P. smíthíí, P. dryinus, P. levis, P. opuntiae, P. agaves, entre otros.

En un aspecto aún más preferente, durante el proceso de la presente invención se utilizan los hongos P. ostreatus y P. eryngii.

En una modalidad, el proceso de la presente invención comprende una etapa inicial de fermentación en estado sólido de los sustratos naturales por medio de enzimas que se encuentran contenidas en el mismo hongo Pleurotus spp., para formar la materia prima. El experto en la materia sabrá que dichas enzimas son lignina peroxidasas, manganeso peroxidasas, peroxidasas versátiles y lacasas. En el contexto de la presente invención el término “coprocesado" es el producto que resulta de la fermentación sólida (hongo Pleurotus spp + sustrato) y la mezcla de excipientes que permitan el manejo y la manipulación del producto.

En dicha modalidad los hongos son mezclados con los sustratos naturales hasta obtener un producto homogéneo en condiciones estériles. Posteriormente, se lleva a cabo la fermentación en estado sólido preferentemente a 25°C en ausencia de luz y agregando agua por cada parte de la mezcla homogénea (coprocesado). En una modalidad preferente, la proporción de agua: sustrato es de 1 :1 (p/p), desde luego otras proporciones adecuadas pueden utilizarse.

Asimismo, en una modalidad preferente, es posible agregar una porción de un ácido débil para acidificar el medio y evitar limitar el metabolismo del hongo Pleurotus. En una modalidad más preferente dicho ácido es ácido cítrico. Posterior a dicha etapa la mezcla se mantiene en agitación a 1000 rpm, durante aproximadamente 30 minutos, preferentemente en un recipiente de acero inoxidable con propela.

En una modalidad opcional, el proceso de la presente invención puede incluir a continuación una etapa de macerado a temperatura ambiente, en ausencia de luz durante 24 hora

La mezcla posteriormente pasa por un granulador de alto corte, en donde se agregan diluyentes y aglutinantes (aceptables para uso farmacéutico, cosmético y alimenticio) y pasa por un tamiz preferentemente en una malla del No. 10.

Una vez hecho lo anterior el coprocesado es secado, preferentemente en un horno de lecho estático a una temperatura de aproximadamente 40°C, manteniendo una humedad de entre el 2-3%. El resultado vuelve a ser tamizado, ahora en una malla, preferentemente, del No. 20.

A continuación, el producto coprocesado es preparado para ser formulado en una forma adecuada. Este se mezcla con sorbato de potasio y un lubricante (aceptable para uso farmacéutico, cosmético y alimenticio). En una modalidad preferente dicho lubricante puede ser estearato de calcio, estearato de magnesio, palmito estearato de glicerilo, lauril sulfato de sodio, estearil fumarato de sodio, etc.

Así, se procede a la fabricación de composiciones farmacéuticas, alimenticias y cosméticas que comprenden el coprocesado estable obtenido por el proceso antes descrito. En el contexto de la presente invención, dichas composiciones pueden encontrarse en cualquier forma adecuada para administración a un humano o un animal. En un aspecto preferente, las composiciones de la presente invención pueden ser formas farmacéuticas de administración oral tales como cápsulas o tabletas de liberaciones inmediatas o modificadas de manera que permita mantener el efecto deseado, composiciones semisólidas de aplicación cutánea, composiciones que se adhieren o impregnan sobre películas (por ejemplo mascarillas faciales) con la finalidad de favorecer el efecto deseado, suplementos alimenticios o complementos dietéticos en humanos y/o animales.

De esta forma, el proceso de la presente invención brinda coprocesados con una alta concentración de agentes antioxidantes obtenidos a partir de sustratos enteramente de origen natural, con ausencia de desechos (es decir que toda la materia prima es utilizada y reflejada en el producto final) y sobre todo con buenas propiedades de estabilidad. Más aún, como se ha comprobado, el proceso de la presente invención tiene la ventaja de brindar un coprocesado de alta calidad sin la necesidad de incluir etapas complejas y/o reactivos o condiciones extremas que pudieran disminuir las propiedades del material vegetal; mejora en la estabilidad de un sustrato coprocesado que puede ser utilizado en diversas composiciones terapéuticas, alimenticias, cosméticas o estéticas; permite el uso racional de recursos naturales (por ejemplo fuentes naturales de lignina) y brinda un producto con altas concentraciones de sustancias antioxidantes de origen natural.

EJEMPLOS

Los siguientes ejemplos se muestran de forma no limitativa respecto al alcance de la presente invención. En realidad, se incluyen para brindar un mejor entendimiento al experto en la materia sobre las diferentes posibilidades y ventajas que proporciona la presente invención. Ejemplo 1.

Proceso de obtención del coprocesado cuando se utiliza salvado de trigo como sustrato natural

En la Figura 1 se muestra un diagrama de flujo que describe una modalidad preferente del proceso de la presente invención.

En la etapa 1 , se lleva a cabo el proceso de pesado y surtido de materias primas. El hongo P. ostreatus es homogeneizado con un molino Quadro Comill (malla No. 14), desinfectado con Etanol 70%, se agrega salvado de trigo, ácido cítrico, agua purificada (12 ml/100 g de salvado de trigo).

En la etapa 2, se realiza el mezclado en un tanque de acero inoxidable con propela a 1000 rpm durante 30 minutos.

Posteriormente, en la etapa 3, ocurre la fermentación en estado sólido, en un lapso de 24 horas, a temperatura ambiente y en ausencia de luz.

En la etapa 4, la granulación se lleva a cabo en un granulador de alto corte. El mezclador utiliza una velocidad de 100 rpm, la velocidad del chopper es de 300 rpm, durante 10 minutos. Se agregan un diluyente: Lactosa monohidratada, 76.83%; y un aglutinante: polividona K30, 2.50%.

Después, en la etapa 5, se tamiza el producto en una malla del No. 10.

Una vez hecho lo anterior el coprocesado es secado, etapa 6, en un horno de lecho estático a una temperatura de 40°C, manteniendo una humedad de entre el 2-3%.

El resultado vuelve a ser tamizado, etapa 7, ahora en una malla del No. 20.

A continuación, como se muestra en las etapas 8 y 9 el producto coprocesado es preparado para ser formulado en una forma adecuada. Este se mezcla durante 10 minutos con un lubricante, 0.67% de estearil fumarato de sodio y sorbato de potasio, el coprocesado finalmente es formulado en una forma de tableta o cápsula.

Ejemplo 2

Evaluación del efecto antioxidante

Con la intención de evaluar la actividad antioxidante se implemento un sistema para determinar el índice a pardeamiento (Browning index) haciendo uso de rebanadas de manzana (considerada uno de los frutos con mayor propensión a la oxidación, las cuales fueron expuestas a diferentes tratamientos: Homogeneizado del hongo Pleurotus ostreatus

Agua

Sustrato (salvado de trigo humectado con 12mL de agua por cada 100g de sustrato) Sustrato (salvado de trigo) + Pleurotus ostreatus (después del macerado) Ácido ascórbico

Se tomaron 3 rodajas de manzana y fueron impregnadas con cada uno de los tratamientos, inmediatamente después las rodajas fueron colocadas en una superficie sólida y fueron fotografiadas (Figura 2) a 0, 1 , 2, 6 y 12 horas con cámara fija y bajo iluminación constante con auxiliar LED (700 lúmenes, 10 W) con la intención de monitorear el cambio de color al paso del tiempo. Las imágenes de 50x50 pixeles fueron obtenidas y analizadas usando los programas Microsoft Print 3D e Image Color Summarizer. Los índices de pardeamiento (Bl por sus siglas en inglés) fueron calculados de acuerdo con Subhashree, S.N. et al. (2017), y el gráfico (Figura 3) erado en GraphPad Prism.

Precisamente, en las Figuras 2 y 3, se muestra que existen un proceso de protección contra la oxidación en términos cuali y cuantitativos. La Figura 2 muestra la apariencia física de las rodajas de manzanas 0, 1 , 2, 6 y 12 horas después de la aplicación de la formulación. La Figura 3 muestra el porcentaje de incremento en el “índice de pardeamiento” [browning index] de las manzanas a través del tiempo.

Ejemplo 4

Formulación propuesta