Información

¿Pueden los virus estabilizar y aumentar la vida útil del vino y otros alimentos?

¿Pueden los virus estabilizar y aumentar la vida útil del vino y otros alimentos?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Cuando haces vino, usas la levadura Saccharomyces cerevisiae para fermentar jugos azucarados. Una vez que haya terminado, debe evitar que hagan algo mediante el uso de algunos productos químicos, etc. También hay otros seres vivos (especialmente bacterias) que pueden arruinar su vino o comida durante el almacenamiento. Por ejemplo, hay bacterias que convertirían su vino en vinagre.

¿Se han identificado virus que infectan y matan las bacterias que echan a perder el vino u otros alimentos?


Hay al menos un bacteriófago ("fago") que ataca a las bacterias que echan a perder el vino:

los Gluconobacter fago GC1 es un miembro novedoso de la Tectiviridae familia aislada de una muestra de jugo recolectada durante la elaboración de vino blanco seco. El bacteriófago infecta Gluconobacter cerinus, una bacteria del ácido acético que representa un microorganismo de deterioro durante la elaboración del vino, principalmente porque es capaz de producir alcohol etílico y transformarlo en ácido acético.

Este artículo vinculado en particular no dice nada sobre el uso de bacteriófagos como conservante de alimentos o para la seguridad alimentaria, pero hay interés en usar bacteriófagos para esta aplicación general, como una alternativa al uso de antibióticos en la producción de alimentos.

Los fagos están en todas partes. Craig Venter salió en su yate y tomó un montón para uno de sus papeles. La terapia con fagos puede terminar aumentando o reemplazando a los antibióticos, lo que sería bueno para nosotros, los seres humanos, ya que muchas bacterias que causan enfermedades se han desarrollado o están desarrollando resistencia a ellos.


Potencial de los insectos como alimento y pienso para garantizar la seguridad alimentaria

Con una población mundial en crecimiento y consumidores cada vez más exigentes, la producción de suficiente proteína de ganado, aves y pescado representa un serio desafío para el futuro. Aproximadamente 1.900 especies de insectos se consumen en todo el mundo, principalmente en los países en desarrollo. Constituyen alimentos y piensos de calidad, tienen altos índices de conversión alimenticia y emiten bajos niveles de gases de efecto invernadero. Algunas especies de insectos se pueden cultivar en corrientes laterales orgánicas, lo que reduce la contaminación ambiental y transforma los desechos en alimentos con alto contenido de proteínas que pueden reemplazar los ingredientes de alimentos compuestos cada vez más costosos, como la harina de pescado. Esto requiere el desarrollo de instalaciones de cría en masa automatizadas y rentables que proporcionen un producto confiable, estable y seguro. En los trópicos, es necesario garantizar la recolección sostenible y promover las prácticas de cría y, en general, es necesario revalorizar el recurso alimentario. En el mundo occidental, la aceptabilidad del consumidor se relacionará con los precios, los beneficios ambientales percibidos y el desarrollo de sabrosos productos proteicos derivados de insectos.


Abstracto

Se ha intensificado la búsqueda de nuevas tecnologías que garanticen la seguridad y calidad de los alimentos, así como la preocupación por la salud de los consumidores, lo que ha llevado a la adopción de medidas para reducir los riesgos relacionados con los alimentos. El propósito del estudio fue evaluar la eficiencia de películas biodegradables activas incorporadas con bacteriófagos para su futura aplicación en materiales de envasado. Las películas de acetato de celulosa incorporadas con solución de bacteriófagos mostraron actividad antimicrobiana contra Salmonela Typhimurium ATCC 14028 mostró la formación de zonas de inhibición en agar Muller-Hinton y una curva de crecimiento, utilizando el método de difusión en medio líquido. Hubo un aumento en la fase de retardo y un crecimiento más lento de microorganismos en el ambiente que contiene bacteriófagos con las películas, en comparación con el control. Las propiedades mecánicas y físicas de las películas, como el espesor, el alargamiento y la resistencia a la perforación, no mostraron efectos significativos. Sin embargo, la resistencia a la tracción fue diferente entre el control y los tratamientos. La adición de bacteriófagos alteró la superficie de la película, como se observó por microscopía de fuerza atómica. Hubo una mayor porosidad de las películas que contienen la solución de bacteriófago en comparación con el control. Las películas de acetato se pueden incorporar con bacteriófagos, ya que las propiedades físicas y mecánicas de las películas no cambiaron drásticamente y hubo un efecto de la película antimicrobiana.


Composición de croquetas de algarrobo

La composición química de las croquetas de algarrobo se da en la Tabla 1, sin embargo, varía con factores genéticos, ambientales y climáticos, y el tiempo de cosecha (Albanell y otros 1991 Avallone y otros 1997 Sánchez y otros 2010 Khlifa y otros 2013). El tipo de planta (macho, hembra o hermafrodita) y el cultivar influyen significativamente en la composición química (especialmente el perfil fenólico) y las actividades biológicas de la croqueta de algarrobo (Custodio y otros 2011b). La croqueta de algarroba tiene un alto contenido de azúcar que varía del 30% al 60%, siendo los principales azúcares sacarosa (65% a 75% del total de azúcares), fructosa y glucosa (15% a 25% del total de azúcares) (Ayaz y otros 2007 Biner y otros 2007 El Batal y otros 2011). El alto contenido de azúcar los hace adecuados para la producción de ácido cítrico por Aspergillus niger (Roukas 1998), fermentación del ácido láctico por Lactobacillus casei (Turhan y otros 2010), y producción de bioetanol, preferiblemente por fermentación en estado sólido con Saccharomyces cerevisiae (Roukas 1994a, 1994a, 1996 Ercan y otros 2013) o Zymomonas mobilis (Mazaheri y otros 2012 Saharkhiz y otros 2013). Las croquetas de algarrobo también contienen cantidades apreciables de fibra (hasta 40%), proteínas (2% a 7%) y minerales como potasio (993 a 1089 mg / 100 g), calcio (266 a 319 mg / 100 g), fósforo (76 a 79 mg / 100 g) y magnesio (55 a 56 mg / 100 g) y niveles bajos de grasa (0,9% a 1,3%) (Albanell y otros 1991 Shawakfeh y Erefej 2005 Turhan y otros 2006 Turhan 2011 Khlifa y otros 2013). La croqueta de algarroba tiene un sabor a nuez, parecido al chocolate (Fadel y otros 2006 Medeiros y Lannes 2009, 2010). A diferencia del chocolate o el cacao, casi no contiene cafeína ni teobromina (estimulantes) ni ácido oxálico (una fuente potencial de formación de cálculos renales) (Craig y Nguyen 1984). La croqueta de algarrobo también contiene muy poca grasa (alrededor del 1%) y un contenido de sodio, lo que la convierte en un ingrediente alimentario saludable (Makris y Kefalas 2004).

Constitucion Proporción (%)
Azúcares totales 45 hasta 52
Sacarosa 35 hasta 45
Fructosa 6 a 7
Glucosa 2 hasta 4
Fibra cruda Hasta 40
Proteína 2 a 7
Ceniza 2 a 3
gordo 0,5 a 1
Polifenoles totales 1.4 hasta 2.0
  • Fuente: Albanell y otros (1991) Avallone y otros (1997) Turhan y otros (2006) Makris y otros (2007) USDA (2009) Khlifa y otros (2013).

Inositoles

Además de los azúcares principales (sacarosa, glucosa y fructosa), la croqueta de algarroba contiene una baja concentración de otros azúcares como maltosa, rafinosa, estaquiosa, verbascosa, xilosa, inositoles y otros (Ruiz-Aceituno y otros 2013). Los inositoles son politoles de ciclohexano con la fórmula empírica C6H12O6. Hay 9 estereoisómeros de inositol, pero solo 5 son de origen natural. Son mioinositol, quiroinositol (d-pinitol), esciloinositol, mucoinositol y neoinositol. De estos, el mioinositol es el precursor de los otros 4 isómeros (Campbell y otros 2011). Se han encontrado inositoles en varios tipos de plantas. Se han detectado inositoles libres (mio- y quiro-) y metil-inositoles (pinitol derivado del quiro-inositol ononitol y sequoyitol del mioinositol) en leguminosas comestibles (Schweizer y otros 1978 Clements y Darnell 1980). Se considera que la soja y el maní son buenas fuentes de inositoles. Sin embargo, las algarrobas contienen cantidades mucho más altas de inositoles que cualquier otra leguminosa.

d -Pinitol, 3-O-metil- d-quiro-inositol (Figura 1), es un componente bioactivo de las plantas (Phillips y otros 1982). Este complejo lleva el nombre del pino del que se aisló por primera vez. El pinitol ahora se ha aislado de una variedad de otras especies de plantas. Se ha encontrado como un componente dominante de la fracción de carbohidratos de bajo peso molecular en la familia Leguminosas (Streeter 2001 Garland y otros 2009) y, entre ellas, las fuentes más ricas en pinitol incluyen la soja y el algarrobo (Poongothai y Sripathi 2013). d - (+) - Pinitol (3-O-metilo- d -chiro-inositol), myo-inositol, yd - (+) -chiro-inositol se aislaron del polvo de algarroba. La concentración de d-pinitol osciló entre el 5% y el 7,5% (peso seco del polvo) mientras que myo-inositol y chiro-inositol fueron componentes menores con concentraciones de 0,5% a 1% y 0,1%, respectivamente (Baumgartner y otros 1986). En un estudio reciente realizado en España, se ha informado de contenidos más altos de d -pinitol (metilinositoles) (113 mg / g) en la algarroba, mucho más altos que los de otras leguminosas como la soja (3,5 mg / g), el garbanzo (2,0 mg). / g) y lentejas (2,0 mg / g) (Ruiz-Aceituno y otros 2013). En comparación con otras plantas ricas en d-pinitol, las vainas de algarrobo son la fuente menos costosa con el contenido más alto (Turhan 2011, 2014).

Polifenoles

Se considera que los compuestos fenólicos imparten la mayoría de las propiedades organolépticas, en particular el sabor y el color, a diferentes partes de la planta y también contribuyen a muchos beneficios para la salud (Scalbert y otros 2002). Los flavonoides se consideran polifenoles solubles que se absorben en el tracto digestivo y se encuentran en la sangre como tales o en conjugación con sulfatos o ácido glucurónico, mientras que los polifenoles insolubles, como taninos y ligninas condensados, se recuperan principalmente en las heces (Cherniack 2011). La croqueta de algarroba es un producto único rico en contenido de fibra dietética con una alta concentración (1,7%) de polifenoles (Tabla 1) (Turhan y otros 2006 Makris y otros 2007 Khlifa y otros 2013). El contenido de polifenoles de las croquetas de algarrobo es similar al de las leguminosas de grano ricas en polifenoles como el altramuz (Khan y otros 2015). Los datos cualitativos y cuantitativos sobre los polifenoles en el algarrobo se han dilucidado junto con su actividad antioxidante (Kumazawa y otros 2002). Los principales polifenoles presentes en la algarroba incluyen el ácido gálico y los polímeros de las subunidades flavan-3-ol y flavan-3,4-diol (Owen y otros 2003). La croqueta de algarrobo también contiene taninos que son compuestos polifenólicos complejos y se pueden clasificar en 2 grupos: taninos hidrolizables y condensados ​​o proantocianidinas.

Taninos hidrolizables

Numerosos estudios epidemiológicos científicos han correlacionado el consumo de frutas y verduras con un menor riesgo de cáncer, enfermedades degenerativas y cardiovasculares (ECV). Los componentes alimentarios que juegan un papel importante en este contexto son los polifenoles vegetales como los taninos hidrolizables. Los taninos hidrolizables aislados de plantas comestibles y / o no comestibles han mostrado una fuerte actividad biológica en forma de propiedades antitumorales, antimutagénicas, antidiabéticas, antiproliferativas, antibacterianas y antimicóticas (Okuda e Ito 2011). Los taninos hidrolizables son metabolitos secundarios muy extendidos en el reino vegetal que se caracterizan por su solubilidad en agua y masas moleculares entre 500 y 5000 Dalton. Participan en las reacciones fenólicas habituales y forman precipitados con proteínas y alcaloides. Forman polímeros de ácido gálico o ácido elágico (galo y elagitaninos) por esterificación con una molécula central, comúnmente glucosa o un polifenol como la catequina (Koleckar y otros 2008). Los taninos hidrolizables están recibiendo cada vez más atención en diversas áreas científicas y comerciales, especialmente en el sector alimentario debido a su conocida astringencia que afecta la calidad de los alimentos. También pueden aumentar la vida útil de los alimentos debido a sus propiedades antioxidantes y / o actividad antimicrobiana (Buzzini y otros 2008). Owen y otros (2003) revelaron que la algarroba no solo tiene un alto contenido de antioxidantes fenólicos, comparable a otros alimentos mediterráneos como las aceitunas, sino que también contiene una rica variedad de componentes individuales de varias clases. En total, se han identificado y cuantificado 24 compuestos fenólicos importantes. Joslyn y otros (1968) aislaron 9 taninos hidrolizables de vainas de algarrobo y, entre ellos, se identificaron 2 galoilglucosas. Han informado que muchos tipos de taninos hidrolizables, como los compuestos de galoilglucosa, estaban presentes en las vainas de algarrobo en grandes cantidades.

Taninos condensados

Los taninos condensados ​​son polímeros flavonoides (Figura 2). La croqueta de algarroba es rica en taninos condensados, están formados por grupos de flavon-3-ol y sus ésteres gálicos, ácido gálico, catequinas, galato de epicatequina, galato de epigalocatequina y glucósidos de quercitina (Saura-Calixto y otros 2010). Los taninos condensados ​​liberan agliconas de antocianina (potentes antioxidantes) cuando se calientan en condiciones ácidas y difieren en la naturaleza de sus unidades constitutivas, secuencias, longitudes de cadena y presencia de sustituyentes. Los taninos condensados ​​son prácticamente no fermentables y principalmente insolubles (Schofield y otros 2001). Los principales constituyentes de los polifenoles de la algarroba son taninos condensados, que contienen el núcleo flavánico e insolubles en los disolventes orgánicos habituales. Se encontró que las catequinas y leucoantocianidinas presentes en las vainas de algarrobo verde pueden considerarse precursoras de estos taninos (Tamir y Alumot 1969). Joslyn y otros (1968) afirmaron que las principales leucoantocianinas en las vainas de algarrobo eran leucodelfinidinas altamente polimerizadas.

Fibra dietética

La fibra dietética es uno de los ingredientes alimentarios más importantes que se utilizan en los alimentos nutricionales y funcionales. Varios estudios epidemiológicos han mostrado una relación entre un aumento en el consumo de fibra dietética y una disminución en ciertas enfermedades como las enfermedades gastrointestinales (Mendeloff 1987 Munakata y otros 1995), hipercolesterolemia (Tinker y otros 1991 Bagger y otros 1996), cáncer colorrectal ( Cassidy y otros 1994 Reddy 1995 Peters y otros 2003) y otras enfermedades (Hallfrisch y otros 1995 Bagger y otros 1996 Gondal y otros 1996). La fibra dietética también tiene un efecto positivo sobre la biodisponibilidad del calcio y la función inmunológica (Tungland y Meyer 2002). Además, la incorporación de fibra en los alimentos resulta en una reducción de su valor calórico, lo que puede ayudar en el control de peso (Lattimer y Haub 2010). Para mejorar el contenido de fibra dietética de los productos alimenticios, los investigadores han utilizado diferentes ingredientes con alto contenido de fibra dietética, como la harina de altramuz (Jayasena y otros 2010a Jayasena y otros 2010b Jayasena y Nasar-Abbas 2012 Nasar-Abbas y Jayasena 2012), cáscara de papa (Arora y Camire 1994), orujo de manzana (Wang y Thomas 1989), salvado de avena, salvado de arroz o fracciones de fibra de cebada (Hudson y otros 1992) y polvo de piel de manzana (Rupasinghe y otros 2008). La fibra dietética de algarrobo es única en su composición debido a la presencia de altas cantidades de polifenoles, principalmente taninos. Aproximadamente el 50% del peso de la fibra dietética de la algarroba corresponde a polifenoles (Saura-Calixto 1988), y esto la convierte en una fibra diferente a las otras fuentes de fibra dietética. Estos polifenoles son taninos condensados ​​(proantocianidinas), formados por grupos de flavan-3-ol y sus ésteres gálicos, ácido gálico (Avallone y otros 1997), catequinas, galato de epicatequina, galato de epigalocatequina y glucósidos de quercetina (Owen y otros 2003). Se trata de una fibra dietética predominantemente insoluble y prácticamente no fermentable.

La fibra de algarroba es el principal subproducto del procesamiento del jarabe de algarroba. Las croquetas de algarrobo se sumergen en agua durante la noche, lo que disuelve la mayoría de los carbohidratos. Luego se recolecta el extracto soluble en agua y el material restante consiste principalmente en fibra dietética. El extracto de fibra contiene típicamente (en peso seco) fibra dietética 75%, carbohidratos 6%, proteína 5%, grasa 2% y una variedad de minerales y polifenoles (Haber 2002). La fibra de algarrobo es principalmente insoluble, sin embargo, están presentes cantidades sustanciales de polifenoles solubles, como ácido gálico, taninos hidrolizables (galotaninos) y glicósidos de flavonol (Owen y otros 2003). Este producto con alto contenido de fibra dietética y polifenoles tiene un gran potencial para ser utilizado como ingrediente alimentario funcional en una variedad de productos alimenticios.


Los beneficios de usar pigmentos microbianos como colorantes de grado alimenticio

Los microorganismos se encuentran en casi todos los nichos ambientales y tienen varios roles en la naturaleza. También están afiliados a los alimentos y son responsables de la fermentación de los productos alimenticios. Los pigmentos microbianos son una mejor alternativa a los colorantes sintéticos para alimentos en comparación con las plantas debido a su disponibilidad, no estacionalidad, escalabilidad, mayor rendimiento por hectárea y procesamiento directo directo. Pigmentos microbianos como el de Monascus, Arpink Red (rojo natural - nombre industrial) de Penicillium oxalicum, & # x003b2-caroteno de Blakeslea trispora y la astaxantina de varios microbios ya se utilizan en la industria alimentaria para colorear alimentos (34, 113, 114). Se han realizado muchas investigaciones para reducir los costos de producción y procesamiento de los colores naturales, para aumentar la estabilidad y la vida útil, de modo que pueda competir con el uso de colores sintéticos. Muchos de estos pigmentos no solo funcionan como agentes colorantes, sino que también imparten beneficios para la salud (bioactividad de varios pigmentos microbianos mencionados en la Tabla 1). Los microorganismos producen una gran cantidad de compuestos farmacológica y biológicamente activos que pueden tener una amplia gama de actividades, que incluyen compuestos antioxidantes, antimicrobianos, anticancerígenos, inmunorreguladores y antiinflamatorios.

Actividad antioxidante

Se ha demostrado que los pigmentos microbianos como la violaceína, los carotenoides, las antocianinas y la naftoquinona son potentes agentes antioxidantes. Violacein, que es un pigmento púrpura producido en gran parte por Pseudoalteromonas y Chromobacter violaceum (60, 62) es un poderoso antioxidante que estimula los mecanismos de defensa de las mucosas para proteger contra el daño oxidativo en las úlceras gástricas (115, 116). Staphylococcus aureus produce un pigmento amarillo llamado estafiloxantina, que previene el estrés oxidativo inducido por tetracloruro de carbono en ratones albinos suizos (117). Existen muchos otros pigmentos que pueden actuar como antioxidantes como la astaxantina, granadano, cantaxantina, licopeno, riboflavina, & # x003b2- caroteno, torularodina, etc.

Propiedad Anticancerígena

Se han informado actividades anticancerígenas en pigmentos microbianos en varios estudios. Estos pigmentos pueden inducir la apoptosis, lo que conduce a la destrucción de células cancerosas. La escitonemina, que es un pigmento verde-amarillo, producido por las cianobacterias acuáticas, inhibe la acción de la proteína quinasa reguladora del ciclo celular, mostrando así un efecto antiproliferativo (64). La prodigiosina es un pigmento rojo que es un potente compuesto contra el cáncer, producido por Serratia marcescens y Pseudomoalteromonas rubra. Muestra un efecto apoptótico contra el carcinoma de cuello uterino humano (118). La actividad anticancerígena se muestra mediante derivados de indol sintéticos y análogos de prodigiosina. in vitro (119).La violelaceína mostró efectos citotóxicos sobre las células de leucemia HL60 a través de una cascada de señalización de TNF y la activación de Caspasa-8 y p38 MAPK (120). Hay varios pigmentos que pueden actuar como agentes anticancerígenos como la astaxantina, cantaxantina, licopeno, monascorubramina, riboflavina, rubropunctatina, & # x003b2-caroteno, torularodina y otros.

Actividad antimicrobiana

Muchos microorganismos producen compuestos antimicrobianos, algunos de los cuales se utilizan actualmente como antibióticos. Se demostró que un pigmento obtenido de un hongo endofítico es más potente que el antibiótico estreptomicina disponible comercialmente. Fue eficaz contra bacterias como Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, Salmonella typhi y Vibrio cholera (121). Se sabe que la violaceína inhibe el crecimiento y, además, también mata las bacterias. También exhibe actividades antifúngicas, antiprotozoarias y antivirales (76, 77, 122). La reciente aparición de cepas microbianas resistentes a antibióticos y múltiples fármacos ha llevado a la búsqueda de compuestos nuevos y novedosos que puedan usarse como antibióticos. Es muy ventajoso encontrar pigmentos microbianos novedosos que tengan propiedades tanto antimicrobianas como productoras de pigmentos (123).


Explorar y controlar el 'ruido molecular' puede significar mejores conservantes

Los hallazgos recientes del NIST sobre el comportamiento de la mezcla podrían extender drásticamente la vida útil de las vacunas y muchos otros materiales biológicos. Los conservantes, que generalmente se componen de mezclas, podrían desarrollarse y aplicarse de manera más eficaz como resultado de los esfuerzos del equipo. Crédito: NIST

(PhysOrg.com) - Durante siglos, la gente ha conservado la fruta mezclándola con azúcar, haciendo mermeladas espesas que duran meses sin estropearse. Ahora, los científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología han descubierto * una propiedad fundamental del comportamiento de la mezcla que podría ayudar a prolongar la vida de muchas cosas, incluidas las vacunas, los alimentos y los libros de la biblioteca, y ahorrar dinero al hacerlo.

Además de las mermeladas, los azúcares se utilizan a menudo para conservar productos farmacéuticos y materiales biológicos similares. Hay varios mecanismos involucrados, pero recientemente se identificó el endurecimiento local del conservante como un factor que puede aumentar la vida útil. Básicamente, endurecer el conservante disminuye el "traqueteo" de las moléculas del fluido y estabiliza el producto, presumiblemente porque estos movimientos de traqueteo están íntimamente involucrados en el deterioro, por ejemplo, en los procesos de degradación de proteínas que conducen a la pérdida de la función biológica. Hace varios años, el equipo del NIST descubrió la importancia práctica del ruido molecular de alta frecuencia para la conservación de proteínas. **

Pero si bien los azúcares y otros conservantes, como las sales, se han utilizado durante siglos, la predicción de qué tan bien funciona un conservante para un material específico sigue siendo más un arte que una ciencia. Ahora, sin embargo, el equipo del NIST ha desarrollado un método de medición relativamente accesible para cuantificar con precisión la desaceleración (o mejora) de los movimientos de traqueteo local en las formulaciones de conservantes y ha introducido un marco matemático general para describir estos cambios. "Esto debería eliminar gran parte de las conjeturas para determinar la mejor manera de proteger un producto en particular", dice Jack Douglas de la División de Polímeros del NIST.

En el nuevo artículo, el equipo revela un patrón general de comportamiento en el cambio en los movimientos de traqueteo en mezclas que parece aplicarse a una variedad de materiales, estos hallazgos prometen ser muy útiles en el desarrollo futuro de conservantes. El documento también se centra en comprender el origen fundamental de los efectos de las vibraciones de alta frecuencia y aborda las mejoras en la medición y el análisis que deberían permitir a los investigadores optimizar el proceso de conservación.

"Hay una regularidad real con la que ocurren estos cambios, y encontramos un modelo matemático simple que encapsula estos cambios", dice Douglas. "El valor aquí es que este marco matemático le permite considerar este problema para muchos materiales diferentes".

Douglas especula que el descubrimiento podría ayudar a extender significativamente la vida útil de las vacunas y también podría aplicarse a la conservación de otros materiales biológicos como semillas y alimentos preparados. La información obtenida podría incluso ayudar a preservar los libros de la biblioteca. “Estas mediciones pueden ayudar a determinar la velocidad a la que ocurren los cambios, y eso le ayudaría a predecir cómo el uso de más o menos conservante podría afectar las cosas, o cómo una sustancia se compara con otra”, dice Douglas. "Podría acelerar el descubrimiento del aditivo óptimo para lograr un fin determinado".


Cómo nos ayudan los transgénicos a reducir el desperdicio de alimentos y su impacto ambiental

Producir suficientes alimentos para satisfacer las necesidades de una población mundial en crecimiento, al tiempo que se limita nuestro impacto en el medio ambiente, es sin duda uno de los mayores desafíos de nuestro tiempo. Reducir la pérdida y el desperdicio de alimentos es y seguirá siendo una parte fundamental de la solución.

Hoy en día, producimos alimentos más que suficientes para alimentar a todos en el planeta, pero casi 800 millones de personas en todo el mundo todavía padecen hambre. ¿Por qué? Una de las razones, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), es que un tercio de los alimentos producidos para el consumo humano a nivel mundial, aproximadamente 2,9 billones de libras por año, se pierde o desperdicia.

El desperdicio de alimentos también tiene serias implicaciones ambientales más allá del enorme desperdicio de agua, energía, tierra y otros recursos que se utilizan para producirlo. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) estima que en los Estados Unidos, los alimentos son la categoría más grande de desechos en los vertederos, donde se pudren y producen metano, un gas de efecto invernadero con 21 veces el potencial de calentamiento global del dióxido de carbono. Para ponerlo en perspectiva, aproximadamente el 31%, o 133 mil millones de libras, del suministro de alimentos de EE. UU. Se desperdicia anualmente, lo que contribuye al 18% de las emisiones totales de metano que provienen de los vertederos.

El alcance del problema es enorme, pero lo que muchas personas tal vez no se den cuenta es que los cultivos transgénicos pueden ayudar a inclinar la balanza al reducir el desperdicio innecesario de alimentos y ayudar a los agricultores a minimizar la pérdida de cultivos mientras conservan los recursos al permitirles cultivar más alimentos utilizando menos tierra. Para comprender el papel que los OGM pueden desempeñar en la mejora de la seguridad alimentaria y la sostenibilidad en nuestro sistema alimentario global, vale la pena analizar más de cerca algunos de los principales culpables del desperdicio y la pérdida de alimentos.

El dilema estético

Desafortunadamente, los estándares poco realistas de belleza y perfección cosmética que se han vuelto omnipresentes en muchos aspectos de nuestra cultura también se extienden a nuestra relación con la comida. Hemos llegado a esperar y aceptar solo frutas y verduras de aspecto perfecto y, como resultado, se desperdician enormes cantidades de productos frescos cada año. Según la FAO, casi la mitad de todas las frutas y hortalizas producidas se desperdician. Los transgénicos han permitido a los agricultores cultivar cultivos resistentes a algunos de los problemas cosméticos menores que hacen que los consumidores y los minoristas desechen miles de millones de libras de alimentos saludables cada año.

Utilizando la biotecnología, ahora tenemos manzanas transgénicas que han sido aprobadas para el consumo que no se doran ni se magullan, lo que elimina los problemas cosméticos que a menudo hacen que las personas las tiren a la basura. También hay papas transgénicas que también son menos propensas a oscurecerse, magulladuras y manchas negras, lo que significa que menos terminarán en los vertederos.

En los EE. UU., Se estima que entre el 20 y el 25% de todos los cultivos se pierden debido a malezas, plagas, enfermedades de los cultivos y otras causas de pérdidas poscosecha. En el mundo en desarrollo, es aún peor con la pérdida del 40 al 50% de todas las cosechas. Los OGM ayudan a los agricultores a aumentar los rendimientos al proteger los cultivos que de otro modo se perderían debido a estos problemas, así como a las condiciones climáticas extremas, como las sequías.

En los países en desarrollo, donde los recursos para controlar eficazmente las malas hierbas y los insectos a menudo son limitados, los rasgos modificados genéticamente, como la resistencia a los insectos y la tolerancia a los herbicidas, han aumentado sustancialmente el rendimiento. Un estudio reciente publicado por PG Economics mostró que de 1996 a 2014, la biotecnología de cultivos fue responsable de aumentar la producción mundial de soja en casi 175 millones de toneladas, maíz en casi 355 millones de toneladas, algodón en 27 millones de toneladas y canola en 10 millones de toneladas.

Los rasgos transgénicos también pueden ayudar a los agricultores a producir cultivos que sean más resistentes a las condiciones climáticas extremas. En los últimos años, varios desastres climáticos extremos en todo el mundo han dañado significativamente la producción agrícola regional. Un estudio reciente, publicado en la revista Naturaleza, encontraron que la sequía y el calor extremo redujeron los rendimientos de los cultivos hasta en un 10% entre 1964 y 2007. También observaron aproximadamente un 7% más de daño a la producción debido a sequías más recientes y hasta un 11% más de daño en los países desarrollados que en los países en desarrollo. Hoy en día, a través de los avances en la biotecnología de cultivos, los transgénicos como el maíz tolerante a la sequía pueden ayudar a los agricultores a minimizar las pérdidas asociadas con los eventos climáticos extremos.

El desperdicio y la pérdida de alimentos es un desafío serio, que requerirá la colaboración, la coordinación y el compromiso de muchas partes interesadas globales para mejorar nuestra seguridad alimentaria y reducir los daños ambientales asociados con el desperdicio de alimentos. Los OGM pueden ayudar mucho, pero a medida que continuamos trabajando para encontrar soluciones, es importante recordar que todos tenemos un papel que desempeñar en la reducción de desechos y la conservación de nuestros recursos naturales.


Cultivos transgénicos actuales

Los cultivos transgénicos más frecuentes que se cultivan en la actualidad son la remolacha azucarera, la soja, la canola, el algodón y el maíz. En los Estados Unidos, el 93 por ciento de la soja y el 88 por ciento del maíz están genéticamente modificados, pero solo unos pocos alimentos transgénicos integrales están disponibles en la sección de productos, por ahora. En este momento, busque el maíz dulce, la calabaza, la alfalfa y la última incorporación, las manzanas árticas. Las papas transgénicas llegarán pronto. El salmón AquAdvantage se ha vendido en Canadá y llegará a los EE. UU. En cualquier momento. Hay muchos más en camino.

He codificado por colores los cultivos. El rojo significa que son frecuentes y uno debe estar atento para evitarlos. Naranja significa que no son muy comunes y se pueden evitar fácilmente. Negro significa que no están disponibles para el consumo en este momento. Haga clic en cada uno para obtener más información.

  • Levadura & # 8211 Esto está aprobado en los Estados Unidos para hacer vino y se usa para hacer vitaminas y otras cosas.
  • Tomate & # 8211 El Flavr Savr ya no está disponible.
  • Calabaza & # 8211 El calabacín y la calabaza de verano transgénicos no son muy comunes, pero están disponibles y son imposibles de detectar.
  • Linaza & # 8211 No se produce comercialmente, pero se ha encontrado lino transgénico en Canadá & # 8217s cultivos de lino.
  • Haba de soja & # 8211 La segunda cosecha más grande de EE. UU. Después del maíz, más del 90% son OGM.
  • Algodón & # 8211 El 94% del algodón cultivado en los EE. UU. Es un OMG.
  • Maíz & # 8211 Es el cultivo transgénico más importante del mundo, incluye maíz de campo y maíz dulce recién introducido.
  • Papaya & # 8211 La papaya transgénica representa aproximadamente el 75% de todas las papayas producidas en los EE. UU.
  • Canola & # 8211 Se estima que el 90% de la canola de EE. UU. Cultivada está genéticamente modificada. El aceite de canola se utiliza en la cocina y los biocombustibles.
  • Ciruelas & # 8211 La ciruela GM, llamada c5, aún no ha sido aprobada. Está alterado genéticamente para resistir la mutación del virus Plum Pox.
  • Alfalfa & # 8211 Se supone que sólo se debe cultivar para alimentar al ganado, pero hay informes de que el OMG contamina otros cultivos.
  • Remolacha azucarera & # 8211 La raíz es blanca, contiene altas concentraciones de sacarosa y se cultiva comercialmente para obtener azúcar.
  • Piña & # 8211 It & # 8217s aún no está disponible. Si se aprueba, estará en lata de piña.
  • Trigo & # 8211 Todavía no está disponible comercialmente, pero ha habido algunos informes de que el trigo transgénico se infiltra en cultivos no transgénicos.
  • Patatas & # 8211 La única papa transgénica a la venta es la White Russet, pero pronto llegarán otras variedades de papa transgénica.
  • Manzanas & # 8211 Las manzanas fuji y granny smith que no se doran están disponibles en algunas tiendas, en paquetes etiquetados como & # 8220Artic Apples & # 8221.
  • Salmón & # 8211 Ahora mismo se venden en Canadá y ninguno ha escapado del confinamiento que sepamos.
  • Arroz & # 8211 Se han aprobado dos variedades, pero no se producen comercialmente y no están a la venta en los EE. UU.
  • Plátanos & # 8211 Todavía no están en el mercado, pero se esperan pronto.
  • Microbios & # 8211 Las enzimas, hormonas y bacterias también se han modificado genéticamente. El aspartamo se produce a partir de las excretas de E. Coli GM.
Recomendado: Desintoxicación barata y fácil sin ayuno & # 8211 Recetas incluidas

Microbios genéticamente modificados y levadura, enzimas y bacterias # 8211

Cuando se piensa en organismos modificados genéticamente, normalmente se vienen a la mente las plantas y los animales. La modificación genética de plantas y animales se utiliza para mejorar el sabor, la vida útil, la nutrición y las pérdidas de cultivos por plagas y enfermedades.

El primer OGM creado se hizo en la década de 1970, y fueron bacterias, específicamente, E. coli. Los investigadores crearon bacterias transgénicas que producen proteínas humanas como la insulina y los factores de coagulación de la sangre. Se crea una amplia variedad de medicamentos, hormonas y otros productos médicos con el uso de microbios modificados genéticamente.

Las enzimas genéticamente modificadas se utilizan para hacer queso, pan, alcoholes, azúcares y más. Los aditivos alimentarios también son elaborados por microbios transgénicos, que incluyen, entre otros, vitamina E, B2, B12, C, aminoácidos (aspartamo), xantano y nisina (un conservante de alimentos). Por lo general, estos artículos no contienen ningún material transgénico en el producto final.

Desde la década de 1980, las bacterias transgénicas incluso se han liberado intencionalmente al medio ambiente, después de la aprobación de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). En 1985, los investigadores tomaron bacterias que normalmente fomentan la formación de hielo en las plantas y eliminaron un gen que necesitaban para hacer esto. En consecuencia, las plantas con las bacterias modificadas no forman heladas hasta alrededor de los 23 ° F, salvando a las plantas de los daños provocados por una helada temprana o un clima inusualmente frío. Poco después, los investigadores crearon y liberaron bacterias que eran aún mejores en la fijación de nitrógeno para ayudar a las plantas leguminosas (como frijoles, lentejas, maní, soja y más). Incluso se han creado bacterias para limpiar el medio ambiente; algunas se han modificado para descomponer un compuesto relacionado con el TNT. Se está trabajando en curso para ver cuánto tiempo persisten las bacterias en el suelo (a menudo son indetectables después de unas pocas semanas o un año, pero a veces persisten durante más de dos años según algunos estudios) para abordar las complicaciones derivadas de su liberación. , como interacciones con las bacterias "normales" y otros organismos. & # 8221 & # 8211 Biology Bytes

En noticias recientes, las enzimas se han modificado para descomponer los plásticos, pero también escuchamos esto sobre las bacterias hace un par de años, y nuestro problema con el plástico solo está empeorando y rápidamente.

La levadura genéticamente modificada se utiliza en la elaboración de vino, y los investigadores han desarrollado recientemente una levadura genéticamente modificada que imita los sabores del lúpulo para la producción de cerveza.

Tomates Genéticamente Modificados

El tomate FLAVR SAVR fue el primer cultivo transgénico comercializado. Se vendió por primera vez en 1994. Solo estuvo disponible durante unos años antes de que finalizara la producción en 1997. No hay tomates transgénicos en producción en este momento. Había un tomate transgénico resistente a enfermedades diseñado para eliminar la necesidad de pesticidas de cobre, pero los investigadores no pudieron encontrar un socio para comercializar la tecnología gracias a los temores del público.

Calabaza Genéticamente Modificada

El calabacín y la calabaza amarilla de verano se comercializaron a finales de la década de los 821790 y se cultivan en un estimado de 24.000 acres en la actualidad. El calabacín genéticamente modificado tiene una proteína tóxica agregada que lo hace más resistente a los insectos. La proteína se ha encontrado recientemente en nuestra sangre, incluidas las mujeres embarazadas y sus fetos. Para evitar la calabaza transgénica, siempre compre orgánica cuando compre calabaza amarilla de verano o calabacín. Otras variedades no son OMG.

Lino Genéticamente Modificado

La cosecha de lino de Canadá # 8217 se ha contaminado con trazas de un lino transgénico, conocido como Triffid, que lleva el nombre de la película de terror de la década de 1960 que protagonizó una raza villana de plantas carnívoras. Esto está demostrando ser un gran problema para el mercado de lino de Canadá, ya que Europa ha prohibido más importaciones de linaza de Canadá. Es probable que la contaminación se propague lentamente. Si su lino no proviene de Canadá, debería estar a salvo de la versión OGM, pero comprar productos orgánicos de una fuente confiable es la opción más segura.

Soja genéticamente modificada

Conocida como la soja Roundup Ready, la semilla fue introducida por primera vez en 1996 por Monsanto para hacer que los cultivos de soja fueran resistentes al Roundup, de modo que los agricultores pudieran rociar grandes cantidades del herbicida sobre la soja para matar las malas hierbas y otras plantas no deseadas sin matar el cultivo.

Es el segundo cultivo más grande de EE. UU. Después del maíz y es la soja transgénica. Se cultiva para la alimentación animal y la producción de aceite de soja, que se usa ampliamente para alimentos procesados ​​y también es común en las cadenas de restaurantes. Los informes dicen que el aceite de soja constituye el 61% del consumo de aceite vegetal en los estadounidenses. El aceite de soja se usa para fabricar un emulsionante llamado lecitina de soja, frecuente en muchos alimentos procesados ​​y suplementos para la salud. Cada vez que vea la soja en la lista como ingrediente, asegúrese de que sea & # 8217s certificado como no OGM o sea & # 8217s orgánico. También es importante comprar en una empresa de renombre que realice pruebas de contaminación por transgénicos, ya que se ha descubierto la soja transgénica en alimentos orgánicos, especialmente en alimentos procesados ​​procedentes de Asia y América Latina.

Algodón Genéticamente Modificado

El algodón no orgánico es uno de los cultivos más cargados de químicos del mundo. Más del 90 por ciento del algodón cultivado en los EE. UU. Es transgénico, diseñado para hacer que la planta produzca una proteína que mata las larvas de insectos como el gusano de la cápsula, y también está diseñado para sobrevivir a altas dosis del herbicida Roundup de Monsanto. Esta modificación genética implica la adición de una bacteria llamada Bacillus thuringiensis, de ahí el nombre de algodón Bt.

El algodón transgénico se convierte en aceite de semilla de algodón, que se usa comúnmente para freír en restaurantes y en alimentos envasados ​​como papas fritas, productos para untar aceitosos como la margarina, incluso cosas como latas de ostras ahumadas. Gran parte de la planta también se utiliza en la alimentación animal, y lo que queda se puede utilizar para crear rellenos de alimentos como la celulosa.

Muchos consumidores tienen cuidado de comprar ropa de algodón orgánico, citando preocupaciones sobre el bienestar del recolector de algodón, los problemas ambientales y la prevalencia de residuos tóxicos en la ropa, pero este cultivo es extremadamente intensivo en recursos y los cultivos de algodón orgánico rinden aproximadamente la mitad de la producción. algodón en la misma cantidad de espacio que el algodón transgénico. Por el bien de nuestro ecosistema, evite el algodón tanto como sea posible, renuncie a las últimas tendencias en moda, conserve su ropa el mayor tiempo posible y compre ropa usada en tiendas de consignación.

Recomendado: Médicos contra los transgénicos

Maíz Genéticamente Modificado

El maíz, también llamado maíz, es originario de México. Al momento de la publicación, existen 142 variedades de maíz modificado genéticamente.

Aproximadamente el 90% de todo el maíz cultivado en los Estados Unidos se destina a la alimentación del ganado y a la producción de biocombustibles. Aproximadamente el 9% se procesa en jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, almidón de maíz, aceite de maíz o se utiliza como material de origen para algunos alcoholes y ácido cítrico.Se han desarrollado adiciones recientes de maíz transgénico para tolerar la sequía, mejorar la producción de etanol y aumentar la lisina.

Hace unos años, el maíz en la mazorca era seguro para los oponentes a los transgénicos, pero ahora tenemos el maíz dulce Performance Series producido por Seminis y el maíz dulce listo para Roundup de Monsanto, disponible en los estantes de las tiendas, y se está volviendo cada vez más frecuente rápidamente.

La contaminación del maíz transgénico es cada vez más frecuente en los cultivos de maíz orgánico. Si come carne o una dieta típicamente moderna de alimentos procesados, probablemente sea imposible evitar el maíz transgénico sin cambiar sus hábitos alimenticios. Si el maíz es un ingrediente del paquete, debe saber que la empresa es muy cuidadosa para eliminar la contaminación potencial. Si está comiendo carne, le sugerimos que compre únicamente en granjas pequeñas, locales y de corral que tengan mucho cuidado para asegurarse de que cualquier alimento que utilicen nunca esté contaminado. El maíz transgénico parece estar dominando la industria, y en este momento parece inevitable. El maíz también es un cultivo de producción extremadamente intensivo en recursos, por lo que recomendamos evitarlo siempre que sea posible.

Por cierto, el maíz es una de las razones por las que e. Coli puede infectarnos y dañarnos a los humanos. El maíz es inflamatorio y ácido, especialmente el maíz transgénico. Las vacas convencionales y otros animales se alimentan con gran cantidad de maíz transgénico y se les administran muchos antibióticos, y este ambiente inhóspito muta el e natural. Coli en la peligrosa enfermedad transmitida por los alimentos que todos conocemos y tememos, y contamina las vías fluviales cercanas a través de la defecación y la orina de los animales.

Papaya Genéticamente Modificada

La papaya transgénica se crió para resistir el virus de la mancha anular, que destruye las plantas de papaya y plantea un gran problema para los cultivos de papaya de Hawaii. Algunos dicen que los transgénicos salvaron los cultivos de papaya de Hawaii, que estaban al borde de la extinción, pero ahora hay un nuevo problema. Los consumidores ya no quieren transgénicos, pero el gen se ha extendido hasta el punto de que prácticamente ya no queda papaya libre de transgénicos en la isla. Las papayas transgénicas representan alrededor del 75 por ciento de los 30 millones de libras producidas en los Estados Unidos, casi todas provenientes de Hawai. Y la papaya rara vez se produce para ser certificada como orgánica. Pero hay buenas noticias.

Strawberry Papaya, también conocida como Sunrise papaya, se cultiva en Hawai y es la más dulce y jugosa de todas las papayas. Desafortunadamente, también está diseñado genéticamente. Tiene forma de pera y pesa alrededor de una libra, lo que la hace mucho más pequeña que las variedades mexicanas.

Otras papayas transgénicas incluyen las variedades SunUp y Rainbow. Se parecen mucho a la Strawberry Papaya. Consulte este enlace para obtener una mejor descripción de estos tres y el Kapoho Solo sin OMG. El solo de Kapoho es la papaya hawaiana original, no es un OMG ni un híbrido.

Las papayas Kapoho solo, Mexican Red, Caribbean Red, Maradol, Royal Star, Singapore Pink y Higgins no son transgénicas.

Canola genéticamente modificada

La canola se desarrolló en la década de 1970 mediante la hibridación de la planta de colza. Las versiones genéticamente modificadas de canola aparecieron a fines de la década de 1990. La planta es principalmente polinizada por insectos, pero el polen también puede viajar con el viento a grandes distancias. La canola transgénica se cultiva para aceite de cocina, margarina y para la producción de emulsionantes. Se estima que el 90% de la canola cultivada en los EE. UU. Y Canadá son transgénicos Los cultivos orgánicos son altamente susceptibles a la contaminación arrastrada por el viento si están cerca de los cultivos transgénicos. Recomendamos evitar el aceite de canola por completo, transgénico o no. Los estudios demuestran que no es una grasa saludable, orgánica o no.

Ciruelas genéticamente modificadas

El USDA podría aprobar pronto una ciruela modificada genéticamente para uso comercial, lo que la convertiría en la segunda fruta transgénica, después de la papaya. La ciruela transgénica, llamada c5, está diseñada para resistir la mutación del virus Plum Pox, común entre los árboles frutales de hueso. Se dice que este virus tiene el potencial de devastar la producción de frutas de hueso. La compañía dice que la aprobación abrirá la puerta a otras frutas de hueso como duraznos, albaricoques, cerezas y almendras, que son susceptibles al virus.

En este momento, el Centro para la Seguridad Alimentaria se opone a la aprobación de OGM, diciendo que el virus no se encuentra en los EE. UU.

Alfalfa genéticamente modificada

La alfalfa se cultiva en 22 millones de acres en los EE. UU., Lo que la convierte en el cuarto cultivo más grande. Con mucha controversia, la FDA aprobó el uso comercial de alfalfa transgénica en 2007. La adición de un gen la hace resistente a herbicidas como Roundup. La alfalfa transgénica se cultiva principalmente como heno para la alimentación del ganado. Este RoundupReady Alfalfa hizo exactamente lo que los defensores de los anti-transgénicos sabían que haría: ha contaminado otros cultivos de alfalfa. Un estudio reciente del USDA muestra que esta alfalfa salvaje transgénica está contaminando campos en todo el Medio Oeste, lo que les cuesta a los productores y exportadores de alfalfa estadounidenses millones de dólares en ingresos perdidos. A diferencia del maíz, la soja o el algodón, la alfalfa transgénica es polinizada por abejas y otros insectos que viajan grandes distancias y crece de forma silvestre cerca de carreteras, acequias y patios.

En este punto, es muy difícil para los consumidores de carne evitar la alfalfa transgénica, y cada vez es más difícil. Las cabras, cerdos, vacas, caballos, gallinas y ovejas basan su dieta en alfalfa, ya sea fresca, en heno o en gránulos. Los productores de alimentos para el ganado y las granjas que utilizan alfalfa no realizan pruebas periódicas de contaminación por transgénicos. La alfalfa tiene increíbles beneficios para la salud, pero si la compra para sus ensaladas, para evitar los OGM, debe asegurarse de que sea producida por una empresa que realice pruebas periódicas de contaminación o que pueda garantizarle esa contaminación. no es posible, como ocurre con las fincas pequeñas que lo cultivan en interiores a partir de semillas orgánicas.

Remolacha azucarera genéticamente modificada

La industria de la remolacha azucarera de EE. UU. Coordinó una conversión de toda la industria a la remolacha azucarera genéticamente modificada, eliminando así una alternativa no transgénica para los fabricantes de alimentos y los consumidores. Mientras tanto, es probable que la producción de semilla de remolacha azucarera transgénica contamine la producción de semillas de hortalizas orgánicas y convencionales en el valle de Willamette en Oregón. & # 8211 Proyecto sin OMG

Aquí es donde se supone que debo decirle cómo asegurarse de que su azúcar no sea OGM (que es comprar orgánico), pero en cambio, solo voy a decir, ¡DEJE DE COMER AZÚCAR REFINADO! No importa si es orgánico, crudo, jugo de caña de azúcar, cristales de caña de azúcar, azúcar en bruto, azúcar morena, etc. Los azúcares refinados nos están haciendo mucho más daño que cualquier OGM en el mercado.

Recomendado: El azúcar conduce a la depresión & # 8211 World & # 8217s El primer ensayo prueba que el intestino y el cerebro están vinculados (protocolo incluido)

Piña Genéticamente Modificada

La nueva piña rosada de Del Monte ha sido modificada genéticamente para producir niveles más bajos de las enzimas que convierten el licopeno en betacaroteno. Si eres fanático de la piña, sabes que las enzimas son las que hacen que la piña sea un alimento tan saludable. El licopeno es un pigmento que hace que los tomates sean rojos y las sandías rosas, y el betacaroteno hace que la piña sea amarilla. La enfermedad de la piña rosada es un problema desconcertante para la industria de la fruta enlatada de la piña porque los síntomas de la enfermedad casi siempre se manifiestan después de que la fruta está enlatada, dejando que el consumidor la descubra. La idea es que si la piña es rosa para empezar, ¡problema resuelto! La piña está programada para ser cultivada en Costa Rica y etiquetada como & # 8220 piña de pulpa rosada extra dulce & # 8221.

Este producto aún no está disponible comercialmente. Cuando esté en el mercado, es probable que se venda enlatado o procesado de otro modo, en lugar de fresco, al menos al principio.

Trigo Genéticamente Modificado

El trigo genéticamente modificado desarrollado por Monsanto nunca fue aprobado para el consumo, pero el OGM se ha escapado, se ha encontrado creciendo de forma silvestre en el estado de Washington. Solo va a empeorar. Si bien la contaminación sigue siendo bastante rara, la única forma de evitarla por completo es evitar el trigo cultivado en el noroeste del Pacífico.

La contaminación del trigo transgénico es un tema delicado para Monsanto. En 2014, el gigante agrícola pagó $ 2.4 millones para resolver una demanda presentada por los productores de trigo de EE. UU. Por el susto del trigo transgénico en Oregón. El año pasado, la compañía pagó otros $ 350,000 a agricultores en siete estados por el mismo problema.

El último descubrimiento de trigo transgénico también podría afectar el comercio mundial, ya que muchos países tienen regulaciones estrictas sobre los transgénicos y las importaciones de transgénicos. & # 8211 EcoWatch

Patatas Genéticamente Modificadas

La papa es la verdura más consumida en los Estados Unidos. La única papa transgénica que se vende actualmente es la papa & # 8220White Russet & # 8221, diseñada por J.R. Simplot Company. Han diseñado la papa para reducir el oscurecimiento y los moretones y para reducir la cantidad de asparagina, un químico natural que se convierte en acrilamida bajo el calor, que se cree que es un carcinógeno que causa cáncer.

Simplot también ha recibido la aprobación para otras papas transgénicas que son resistentes al tizón tardío, la enfermedad que causó la hambruna de la papa en Irlanda. También duran más en almacenamiento gracias a una conversión más lenta del almidón en azúcares.

La compañía dice que han cultivado solo alrededor de 6,000 acres de papa para vender en 2017. En 2015 se cultivaron más de 955,000 acres de papa en los EE. UU. McDonald's optó por no usar la papa, al menos por ahora, pero otros restaurantes los están comprando. Son raros en este momento, pero todavía son nuevos.

Manzanas genéticamente modificadas

Otro cultivo recientemente aprobado es una manzana de una empresa canadiense de biotecnología que no se pone marrón incluso después de haberla cortado en rodajas. Recientemente recibió la aprobación de la FDA para tres variedades, Golden, Granny y Fuji. Gala llegará pronto, y más por venir. En este momento, están vendiendo estas manzanas en bolsas de plástico etiquetadas como & # 8220Arctic Apples & # 8221, por lo que, por ahora, son fáciles de detectar.

Salmón Genéticamente Modificado

AquAdvantage, el salmón del Atlántico modificado genéticamente, se vende ahora en Canadá. El salmón salvaje es un gran negocio para Alaska, por lo que la senadora Lisa Murkowski y otros funcionarios de Alaska consiguieron que el Congreso detuviera la venta del pescado transgénico en los Estados Unidos. La FDA tiene el mandato de emitir ese reglamento a fines de julio, pero no ha indicado cuándo esperar las reglas.

Los científicos insertaron en el ADN del pez un gen de la hormona del crecimiento del salmón Chinook, junto con elementos reguladores genéticos del puchero oceánico. Esperamos ver salmón transgénico en Estados Unidos después de que entren en vigencia las nuevas leyes de etiquetado de transgénicos.

Arroz Genéticamente Modificado

Hay dos tipos, pero ninguno está disponible comercialmente.

Arroz dorado

Millones de personas en Asia y África no obtienen suficiente vitamina A. El arroz dorado ha sido modificado genéticamente para que contenga betacaroteno, la fuente de vitamina A. Pero el arroz no ha tenido éxito en las parcelas de prueba.

Hace unos meses, la Corte Suprema de Filipinas emitió una suspensión temporal de los ensayos de cultivos transgénicos. Dependiendo de cuánto dure, la suspensión definitivamente podría afectar el desarrollo de cultivos transgénicos. Pero es difícil culpar a esta acción reciente de la falta de éxito con Golden Rice ". & # 8211 Glenn Stone, profesor de antropología y estudios ambientales en artes y ciencias

Arroz Huahui

El arroz, conocido como Huahui 1, fue desarrollado por investigadores chinos y diseñado para ser resistente a las plagas. Ha sido aprobado para su exportación a los EE. UU., Pero China no ha aprobado su venta o incluso su cultivo. China no permite el cultivo comercial de OMG.

Plátanos genéticamente modificados

Los científicos de Australia han desarrollado un plátano con una manipulación genética para aumentar el contenido de vitamina A. La pulpa se describe como naranja dorado. Este proyecto recibió una subvención de $ 5 millones de la Iniciativa Grand Challenges in Global Health, financiada por Bill Gates.

Aún no está disponible para el consumo. Se están desarrollando otros bananos transgénicos para la resistencia a enfermedades.

El banano es un importante cultivo alimenticio básico que alimenta a más de 100 millones de africanos, pero está sujeto a graves limitaciones de productividad debido a una variedad de plagas y enfermedades. [La enfermedad del marchitamiento por Xanthomonas] es capaz de destruir por completo una plantación, mientras que los nematodos pueden causar pérdidas de hasta un 50% y aumentar la susceptibilidad a otras plagas y enfermedades.


Ejemplo 4: combinación de proteínas recombinantes purificadas en una composición de proteína de clara de huevo

La construcción de vectores recombinantes y la purificación de sus productos proteicos en una línea celular transformada pueden llevarse a cabo por separado para cada constituyente de proteína de clara de huevo que se incluirá en la formulación final para la composición de proteína de clara de huevo. Las combinaciones y cantidades deseadas de estas proteínas purificadas en la composición se pueden agregar en un volumen para lograr concentraciones finales específicas de cada proteína. Por ejemplo, una formulación podría incluir proteínas recombinantes constituyentes añadidas juntas en concentraciones finales que coincidan con su concentración correspondiente en claras de huevo derivadas de animales.

Una composición de proteína de clara de huevo se puede almacenar y refrigerar como una composición de proteína de clara de huevo húmeda. Alternativamente, una composición de proteína de clara de huevo puede calentarse primero para inducir la gelificación (por ejemplo, a una temperatura suficiente para inducir la desnaturalización de la proteína constituyente más inestable) y luego almacenarse como un producto refrigerado o liofilizarse para obtener una composición de proteína de clara de huevo en polvo. Alternativamente, las proteínas de clara de huevo pueden combinarse en forma liofilizada para formar una composición de proteína de clara de huevo y luego disolverse en solución. La concentración y los componentes de las sales y los aditivos alimentarios en la solución pueden variar según la formulación.

Se pueden mezclar cantidades variables de componentes proteicos en proporciones que coincidan con las que se encuentran en las claras de huevo de origen animal y secar por aspersión para envasar como proteína de clara de huevo deshidratada, que se puede reconstituir con la adición de agua. Alternativamente, la mezcla de proteínas de huevo se puede someter a calentamiento y la consiguiente gelificación de la sustancia se puede envasar como una clara de huevo refrigerada preparada. Se pueden variar factores como la composición de la mezcla de proteínas, el pH, el porcentaje de agua y la velocidad de calentamiento para producir variaciones en la consistencia y la palatabilidad.


Preocupaciones ecológicas

Además de los posibles riesgos para la seguridad alimentaria, los críticos de los cultivos transgénicos han expresado su preocupación por sus posibles efectos ecológicos adversos.

Primero, si los cultivos transgénicos se cruzan con parientes silvestres, los transgenes foráneos podrían "contaminar" el ecosistema natural. Por ejemplo, se sabe que el polen del maíz Bt fertiliza cultivos que no son Bt. Dicha contaminación genética puede plantear problemas a los productores certificados de productos orgánicos, así como a ciertos socios comerciales de EE. UU.

En segundo lugar, algunos ecologistas han advertido sobre los efectos dañinos del maíz Bt en insectos no objetivo, como las mariposas Monarca que se alimentan de algodoncillo silvestre que crece cerca de los campos de maíz. 3 Hasta la fecha, estos temores no se han materializado. Sin embargo, se necesita investigación durante un período de tiempo más largo.


¿Pueden los virus estabilizar y aumentar la vida útil del vino y otros alimentos? - biología

Esta solicitud es una continuación de la solicitud anterior de EE. UU. Ser. Nº 08 / 293.157, ahora patente de EE.UU. 5.955.448 presentada el 19 de agosto de 1999.

1. Una composición seca estabilizada que comprende un agente terapéutico susceptible a la reacción de Maillard, que contiene cadenas laterales libres de amino, imino o guanidino, en donde dicha composición comprende además un carbohidrato reductor como estabilizador del agente terapéutico y un inhibidor de la reacción de Maillard donde el el carbohidrato está presente en una cantidad suficiente para estabilizar el agente terapéutico y el inhibidor está presente en una cantidad suficiente para prevenir sustancialmente la condensación de las cadenas laterales de amino, imino o guanidino.

2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente terapéutico se selecciona del grupo que consiste en lípidos, proteínas, péptidos, hormonas, péptidos sintéticos, polímeros de aminoácidos D y L, ácidos nucleicos e híbridos de ácidos nucleicos de proteínas.

3. La composición según la reivindicación 2, en la que las proteínas se seleccionan del grupo que consiste en enzimas, biofarmacéuticos, hormonas de crecimiento, factores de crecimiento, anticuerpos monoclonales y citocinas.

4. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el carbohidrato se selecciona del grupo que consiste en glucosa, maltosa, lactosa, maltulosa, iso-maltulosa y lactulosa.

5. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el carbohidrato es fisiológicamente aceptable.

6. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el inhibidor es competitivo.

7. Composición según la reivindicación 6, en la que el inhibidor es una molécula con al menos un grupo amina primaria, secundaria o terciaria.

8. La composición de acuerdo con la reivindicación 7, en la que el inhibidor se selecciona del grupo que consiste en al menos un residuo de aminoácido, una mezcla de residuos de aminoácido o péptidos cortos compuestos por residuos de aminoácido.

9. La composición según la reivindicación 1, en la que el inhibidor no es competitivo.

10. La composición según la reivindicación 9, en la que el inhibidor se selecciona del grupo que consiste en derivados de aminoguanidina, anfotericina B, derivados de 4-hidroxi-5,8-dioxoquinolina, derivados de 4,5,8-trihidroxiquinolina, derivados de 3-oxofenoxazina, 3 -N-óxido de oxofenoxazina, diésteres de fosfato de tocoferilo del ácido ascórbico y sales de los mismos.

11. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente terapéutico es estable al almacenamiento a 0ºC-80ºC.

12. La composición según la reivindicación 1, en la que el agente terapéutico es estable al almacenamiento a 0ºC-65ºC.

13. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente terapéutico es estable al almacenamiento a 10 ° C-60 ° C.

14. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente terapéutico es estable al almacenamiento a 20 ° C-50 ° C.

15. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente terapéutico es estable al almacenamiento por encima de la temperatura ambiente.

16. Una composición seca estabilizada que comprende una enzima o un anticuerpo monoclonal susceptible a la reacción de Maillard, que contiene cadenas laterales libres de amino, imino o guanidino, donde dicha composición comprende además un carbohidrato reductor como estabilizador de la enzima o anticuerpo monoclonal y un inhibidor de mediante la reacción de Maillard en la que el carbohidrato está presente en una cantidad suficiente para estabilizar la enzima o el anticuerpo monoclonal y el inhibidor está presente en una cantidad suficiente para evitar sustancialmente la condensación de las cadenas laterales de amino, imino o guanidino.

DECLARACIÓN DE DERECHOS A LAS INVENCIONES REALIZADAS BAJO INVESTIGACIÓN PATROCINADA FEDERALMENTE

La presente invención se refiere en general a métodos para incrementar la estabilización de sustancias biológicas durante el secado y almacenamiento de formulaciones secas. También se proporcionan composiciones de sustancias biológicas estabilizadas. La estabilidad durante el almacenamiento es el objetivo final de las formulaciones secas de sustancias biológicas. Se prefieren las formulaciones secas a las acuosas ya que el agua, un nucleófilo en las reacciones de hidrólisis y un plastificante, aumenta la movilidad molecular de las especies químicas reactivas, haciendo que las formulaciones acuosas de sustancias biológicas sean inherentemente menos estables que sus contrapartes secas. Esta mayor estabilidad de las formulaciones secas ha centrado la atención en las técnicas de secado y ha conducido al desarrollo de la liofilización como un método popular de eliminación de agua.Pikal (1990a) Biopharm. 3: 18 - 27 Pikal (1990b) Biopharm. 3: 26-30 y Franks (1990) Cryoletters11: 93-100. Sin embargo, a pesar de su uso generalizado, muchos productos liofilizados siguen siendo inestables a temperatura ambiente. Carpenter y Crowe (1988) Cryobil. 25: 244-255 y Crowe et al. (1990) Cryobil. 27: 219-231. Los análisis teóricos detallados de los eventos fisicoquímicos durante la liofilización han conducido a una literatura sustancial sobre el uso de lioprotectores como excipientes estabilizadores. Pikal (1990b) Carpenter y Crowe (1988) Crowe et al. (1990) y Levine y Slade (1988) Pure Appl. Chem. 60: 1841-1864. Se han recomendado varios carbohidratos como excipientes estabilizadores en la liofilización, y se propone que actúen mediante la generación de un estado sólido vítreo amorfo en la etapa de congelación. Pikal (1990b) Franks (1990) Levine y Slade (1988) y Franks et al. (1992) Patente de EE.UU. Nº 5.098.893. No obstante, la etapa de congelación sigue siendo una variable importante, como lo demuestran los valores equívocos de la temperatura de transición vítrea medida experimentalmente de la matriz no congelada (T'g) máximamente concentrada por congelación para varios excipientes de carbohidratos. Franks (1990) Levine y Slade (1988) Ablett et al. (1992) J. Chem. Soc. Faraday Trans. 88: 789-794 y Roos (1993) Carbo. Res. 238: 39-48.

La exposición a temperaturas por encima de la transición vítrea o el colapso durante el secado por congelación puede resultar en pérdidas de actividad significativas. Además, se cree que la congelación es la principal causa de daño a las proteínas durante la liofilización. Debido a la pérdida de actividad en la liofilización, la atención reciente se ha centrado en las técnicas de secado a temperatura ambiente. Estos no solo eliminan el paso de congelación, sino que son más rápidos y energéticamente eficientes en la eliminación de agua durante el secado. Crowe y col. (1990) Roser (1991) Biopharm. 4: 47-53 Roser y Colaco (1993) New Scientist 138: 24-28 Blakely et al. (1990) The Lancet 336: 854-55 Colaco et al. (1990) Biotech. Intl. págs. 345-350, Century Press, London Colaco et al. (1992) Biotech. 10: 1007-1011 Franks (1991) Biopharm. 14: 38-55 Franks y Hatley (1993) en "Stability and stabilization of enzimas", eds. van den Tweel y col., Elsevier, Amsterdam (1993) págs. 45-54 y Franks (1994) Bio / Tech. 12: 253-256 Roser, Patente de EE.UU. Nº 4.891.319 y Roser et al. (1991) WO91 / 18091.

Todas las referencias citadas en este documento, tanto supra como infra, se incorporan aquí como referencia.

La estabilización de sustancias biológicas secas, particularmente a temperatura ambiente o superior, sigue siendo un desafío. Se ha descubierto que un carbohidrato, la trehalosa (α-D-glucopiranosil-α-D-glucopiranósido), es excepcionalmente potente para prolongar la vida útil de las proteínas secas y otros materiales biológicos durante períodos prolongados a temperatura ambiente o superior. La estabilidad se ha evaluado mediante la recuperación de la actividad biológica tras la rehidratación. Roser (1991) Roser y Colaco (1993) Blakely et al. (1990) Colaco et al. (1990) Colaco et al. (1992) y Carpenter y Crowe (1988) Cryobil. 25: 459-470. Los estudios de otros azúcares, alcoholes polihídricos y oligosacáridos en condiciones idénticas a aquellas en las que la trehalosa proporciona estabilidad proteica, mostraron que este grado de estabilización es exclusivo de la trehalosa. Sin embargo, algunos de estos excipientes son parcialmente protectores, ya que protegen las biomoléculas del daño durante el proceso de secado en sí y confieren una tolerancia más limitada a las altas temperaturas. Crowe y col. (1990) Roser (1991) Colaco et al. (1990) Crowe y col. (1987) Carpenter y col. (1987) y Carpenter y Crowe (1988).

Hay dos hipótesis principales que se han postulado con respecto al mecanismo molecular por el cual la trehalosa estabiliza las moléculas biológicas. Clegg (1985) en Membranas, metabolismo y organismos secos, ed. Leopold, Cornell Univ. Press, Ithaca, N.Y., págs. 169-187 Burke (1985) en Membranas, metabolismo y organismos secos ed. Leopold, Universidad de Cornell. Press, Ithaca, N.Y., págs. 358-363 Green y Angell (1989) J. Phys. Chem. 93: 2280-2882 Levine y Slade (1992) Biopharm. 5: 36-40 y Crowe et al. (1990) Biopharm. 6: 28-37. La teoría del reemplazo del agua establece que, al ser un poliol, la trehalosa puede formar múltiples enlaces de hidrógeno externos que podrían reemplazar las moléculas de agua estructurales esenciales que están unidas por hidrógeno a las biomoléculas y así mantener su estructura molecular. Clegg (1985) y Crowe et al. (1993). La teoría del estado vítreo postula que, a medida que las soluciones de trehalosa en secado experimentan una transformación de vidrio, esto da como resultado una fase continua amorfa en la que el movimiento molecular y, por tanto, las reacciones moleculares degradantes, son cinéticamente insignificantes. Burke (1985) Green y Angell (1989) y Levine y Slade (1992). Los resultados obtenidos previamente y los descritos en el presente documento no son consistentes con ninguna de las dos hipótesis como explicación única suficiente para el mecanismo de acción de la trehalosa.

La teoría de la sustitución del agua sugiere que, como polioles, los azúcares distintos de la trehalosa también deberían ser eficaces como excipientes estabilizadores y, si las combinaciones espaciales específicas de grupos hidroxilo son la característica crucial, la glucosa debería ser tan eficaz como la trehalosa. Sin embargo, los resultados obtenidos previamente y presentados aquí muestran que la glucosa, un poliol, se encuentra entre los menos efectivos de una variedad de azúcares probados (ver Tabla 1), y ninguno de los otros polioles probados resultó ser tan efectivo como la trehalosa (FIG. 1 y Tabla 1). Además, si el mimetismo molecular del agua fuera importante, como podría esperarse para el reemplazo del agua, entonces el esciloinositol (con todos sus grupos hidroxilo axiales) debería, en teoría, ser el carbohidrato más efectivo, pero se encuentra entre los menos efectivos en la práctica. Por lo tanto, la teoría del reemplazo de agua no puede ser una explicación completa del mecanismo de acción de la trehalosa. De manera similar, la teoría del estado vítreo por sí sola no puede explicar la estabilidad conferida por la trehalosa. En datos de estabilidad de almacenamiento a alta temperatura presentados en la FIG. 1 anterior, las temperaturas de transición vítrea de las muestras secadas en trehalosa hasta un contenido de agua de 2,6-3,6% estaban todas por debajo de 37ºC, medidas por calorimetría diferencial de barrido. Por lo tanto, su estabilidad persiste muy por encima de sus temperaturas de transición vítrea, y aunque el estado vítreo puede ser importante en otros sistemas, contrariamente a la creencia aceptada (Franks et al. (1992) y Franks (1994)), parece no ser un problema. factor en la estabilidad a altas temperaturas a largo plazo de biomoléculas secadas en trehalosa.

Aunque la creencia actual es que la estabilidad de la proteína depende casi exclusivamente de la temperatura de transición vítrea, se han propuesto varias reacciones contribuyentes posibles que disminuyen la estabilidad de la proteína en presencia de azúcares. Franks (1994). Estas posibles reacciones no se han analizado y se cree que contribuyen poco o nada a la inestabilidad de las proteínas. Franks y col. (1994) y Akers y Nail (1994) Pharm. Tech. 18: 26-36.

DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención abarca métodos para aumentar la estabilidad de sustancias biológicas durante el secado y las composiciones secas derivadas de las mismas. Un método incluye secar las sustancias biológicas en presencia de un excipiente de carbohidrato en una cantidad eficaz para estabilizar la sustancia biológica seca y un inhibidor de la reacción de Maillard en una cantidad eficaz para prevenir sustancialmente la condensación de grupos amino y grupos carbonilo reactivos.

Otro método incluye aumentar la estabilidad de almacenamiento de sustancias biológicas secas almacenando las sustancias en presencia de un excipiente de carbohidrato en una cantidad suficiente para estabilizar la sustancia biológica y un inhibidor de la reacción de Maillard en una cantidad suficiente para prevenir sustancialmente la condensación de grupos amino y reactivos. grupos carbonilo. También se incluyen composiciones de sustancias biológicas, carbohidratos e inhibidores de la reacción de Maillard.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

HIGO. 1. Estudio de envejecimiento acelerado de la enzima de restricción Pst I.

HIGO. 2. Pardeamiento no enzimático de las muestras estudiadas para envejecimiento acelerado.

HIGO. 3. Esquema de la reacción de Maillard.

HIGO. 4. Dorado de fosfatasa alcalina secada en presencia de fructosa y glucosa.

HIGO. 5. Análisis por HPLC de glucagón secado en presencia de glucosa o trehalosa.

HIGO. 6. Efecto del contenido de agua residual sobre las reacciones químicas en excipientes modelo.

HIGO. 7. Actividad de la fosfatasa alcalina tras el secado y almacenamiento en glucosa y cantidades crecientes de lisina.

MEJOR MODO DE REALIZAR LA INVENCIÓN

El trabajo previo de estabilización de formulaciones de proteínas secas en presencia de excipientes de carbohidratos ha enfatizado la capacidad de estabilizar excipientes para reemplazar el agua estructural y / o proporcionar una matriz sólida amorfa o vítrea en estado seco. Estos estudios no han logrado comprender el efecto y la naturaleza de las reacciones químicas durante el secado y almacenamiento posteriores al secado. Como se muestra en los ejemplos presentados en este documento, estas reacciones, que pueden comenzar durante el secado, mejoran mucho durante el almacenamiento. Estos ejemplos muestran que la reacción de Maillard es la principal reacción química que se produce durante el secado y tras el almacenamiento de sustancias biológicas secas en presencia de excipientes de carbohidratos. Los métodos y formulaciones descritos en este documento previenen la reacción de Maillard durante el almacenamiento y, por lo tanto, aumentan la vida útil de las sustancias biológicas secas almacenadas.

La reacción de Maillard es en realidad una cascada de reacciones químicas iniciadas por la condensación espontánea reversible de grupos carbonilo y amino reactivos para formar una base de Schiff. La energía de activación de la condensación inicial para formar la base de Schiff es sólo del orden de 10-15 kcal, es reversible en presencia de agua y el equilibrio es mayoritariamente a favor de los reactivos en ambientes acuosos. Reynolds (1965) Adv. Food Res. 14: 167-283 Finot et al. (1990) La reacción de Maillard en el procesamiento de alimentos, la nutrición y la fisiología humanas Birkhauser, Basel y Lendl y Schleicher (1990) Ang. Chem. 29: 565-594. Un esquema de los componentes de la reacción de Maillard se presenta en la FIG. 3. La formación de la base de Schiff es una cascada de reacciones posteriores que dan como resultado la reticulación de las proteínas involucradas y la generación de pigmentos melanoides marrones. El posterior reordenamiento espontáneo de Amadori o Heyns de la base de Schiff es irreversible y desencadena una serie compleja de reacciones que finalmente dan como resultado la producción de pigmentos de melanoidina marrón y tanto la fragmentación como el entrecruzamiento de las proteínas involucradas. En la industria alimentaria, la reacción de Maillard se ha estudiado ampliamente, ya que es una de las varias causas de deterioro, especialmente de los productos alimenticios secos, durante el almacenamiento. Incluso se ha observado durante el almacenamiento refrigerado de alimentos con alto contenido de proteínas y azúcares. La reacción de Maillard es un problema particular con los alimentos secos, ya que el equilibrio de la reacción se ve forzado hacia la formación de la base de Schiff por la pérdida de agua, y muchas de las reacciones posteriores se aceleran a bajas actividades de agua. Lendl y Schleicher (1990) y Nursten (1986) en Reacciones de pardeamiento de Maillard en alimentos secos en concentración y secado de alimentos, ed. McCarthy Elsevier Applied Science, Londres.

La presente invención abarca métodos para incrementar la estabilidad de sustancias biológicas durante el secado y almacenamiento y composiciones secadas de las mismas con estabilidad de almacenamiento incrementada. En los métodos y composiciones, aunque se pueden usar formas singulares, pueden estar presentes más de un carbohidrato, más de una sustancia biológica y más de un inhibidor de la reacción de Maillard. La determinación de las cantidades eficaces de estos compuestos está dentro del conocimiento de los expertos en la técnica.

Las sustancias biológicas pueden derivarse de fuentes naturales o sintetizarse químicamente. Por lo general, son biológicamente activos o pueden ejercer un efecto biológico. Sin embargo, también se incluyen productos intermedios o combinaciones de compuestos activos e intermedios. Asimismo, las formulaciones de carbohidratos e inhibidores de la reacción de Maillard a las que se van a incorporar sustancias biológicas están englobadas por la presente invención. Las sustancias biológicas pueden ser conocidas en la técnica e incluyen, pero no se limitan a, composiciones subcelulares, células, virus y moléculas que incluyen, pero no se limitan a, aquellas que contienen cadenas laterales libres de amino, imino y guanidino, aunque pueden ser formas singulares. usó. Dichas moléculas incluyen, pero no se limitan a, agentes farmacéuticos, lípidos, compuestos orgánicos, péptidos, proteínas, hormonas (péptidos, esteroides y corticosteroides), oligosacáridos, péptidos sintéticos, polímeros de aminoácidos D y L, ácidos nucleicos, híbridos de proteínas y ácidos nucleicos y moléculas pequeñas. Las proteínas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, enzimas, productos biofarmacéuticos, hormonas de crecimiento, factores de crecimiento, anticuerpos monoclonales y citocinas. Los orgánicos incluyen, pero no se limitan a, productos químicos farmacéuticamente activos con grupos amino, imino o guanidino.

El método de secado puede ser cualquiera conocido en la técnica e incluye, pero no se limita a, liofilización, secado por aspersión, secado en lecho fluidizado, secado en tambor, secado a temperatura ambiente y presión atmosférica, secado a temperatura ambiente y presión reducida, secar a temperaturas elevadas y presión atmosférica y secar a temperaturas elevadas y presión reducida. En el caso de la liofilización, las muestras se congelan típicamente de -70 a -30ºC y se secan a una temperatura del condensador de -50 a -80ºC, aunque se puede usar cualquier temperatura adecuada. La congelación se puede realizar mediante cualquier método conocido en la técnica, que incluye, entre otros, inmersión en nitrógeno líquido, colocación en un congelador que puede estar a una temperatura de -4 ° C a -80 ° C y un baño de congelación de hielo seco y alcohol. . En el caso de secado a temperatura ambiente o elevada, se puede utilizar cualquier temperatura por encima del punto de congelación, siempre que no sea tan alta que la sustancia biológica se desnaturalice preferiblemente las temperaturas sean inferiores a 80 ° C, más preferiblemente inferiores a 65 ° C y lo más preferiblemente 20-50 ° C. Preferiblemente, la temperatura está por encima de la temperatura ambiente hasta 50 ° C.En el caso del secado por atomización, el rango de temperatura es menos de 250 ° C, más preferiblemente en el rango de 150-220 ° C, y lo más preferiblemente, 180-200 ° C.

Como se usa en el presente documento, con respecto al almacenamiento o secado, la temperatura ambiente o "ambiente" es generalmente de aproximadamente 20ºC y las temperaturas elevadas son todas aquellas por encima del punto de congelación. Las temperaturas "superiores a la ambiental" son aquellas superiores a 20 ° C.

Como se usa en este documento, el término "carbohidratos" incluye, pero no se limita a, disacáridos, trisacáridos, oligosacáridos y sus correspondientes alcoholes de azúcar, compuestos polihidroxi, tales como derivados de carbohidratos y carbohidratos modificados químicamente, almidón de hidroxietilo y copolímeros de azúcar (Ficoll). Se pueden usar las formas D y L de los carbohidratos. Cuando la sustancia biológica se usa en una preparación farmacéutica, el carbohidrato seleccionado es fisiológicamente aceptable. El carbohidrato puede ser reductor o no reductor. Como se describe en los ejemplos presentados en este documento, ahora se ha encontrado que, sorprendentemente, los carbohidratos no reductores pueden hidrolizarse para formar carbohidratos reductores tras el almacenamiento en composiciones secas e iniciar la formación de bases de Schiff con las sustancias almacenadas en ellas. Esta condensación da como resultado la formación de agua que plastifica el sistema, lo que resulta en una mayor movilidad de las entidades químicas, mejorando así la velocidad de las reacciones degradativas, incluida la reacción de Maillard. Por tanto, la presente invención es particularmente útil con carbohidratos no reductores.

Los carbohidratos reductores adecuados para su uso en la presente invención son los conocidos en la técnica e incluyen, pero no se limitan a, glucosa, maltosa, lactosa, maltulosa, iso-maltulosa y lactulosa.

Los carbohidratos no reductores incluyen, pero no se limitan a, glucósidos no reductores de compuestos polihidroxi seleccionados entre alcoholes de azúcar y otros polialcoholes de cadena lineal. Otros carbohidratos útiles incluyen rafinosa, estaquiosa, melezitosa, dextrano y alcoholes de azúcar. Los glicósidos de alcohol de azúcar son preferiblemente monoglucósidos, en particular los compuestos obtenidos por reducción de disacáridos tales como lactosa, maltosa, lactulosa y maltulosa. El grupo glucosídico es preferiblemente un glucósido o un galactósido y el alcohol de azúcar es preferiblemente sorbitol (glucitol). Los carbohidratos particularmente preferidos son maltitol (4-O-β-D-glucopiranosil-D-glucitol), lactitol (4-O-β-D-galactopiranosil-D-glucitol), iso-maltulosa, palatinit y sus isómeros constituyentes (GPS, α-D-glucopiranosil-1➝6-sorbitol y GPM, α-D-glucopiranosil-1➝6-manitol), el alcohol de azúcar derivado de la isomaltulosa (palatinosa) (6-α-D-glucopiranosil-manitol y 6-α -D-glucopiranosil-sorbitol), sacarosa y sus alcoholes de azúcar.

El inhibidor de la reacción de Maillard puede ser cualquiera conocido en la técnica. Cuando la sustancia biológica se usa en una preparación farmacéutica, el inhibidor seleccionado es fisiológicamente aceptable. El inhibidor está presente en una cantidad suficiente para prevenir, o prevenir sustancialmente, la condensación de grupos amino y grupos carbonilo reactivos. Normalmente, los grupos amino están presentes en la sustancia biológica y los grupos carbonilo están presentes en el carbohidrato. Sin embargo, los grupos amino y carbonilo pueden ser intramoleculares dentro de la sustancia biológica o del carbohidrato. Se sabe que varias clases de compuestos exhiben un efecto inhibidor sobre la reacción de Maillard y, por lo tanto, son útiles en las composiciones descritas en el presente documento. Estos compuestos son generalmente inhibidores competitivos o no competitivos. Los inhibidores competitivos incluyen, pero no se limitan a, residuos de aminoácidos (tanto D como L), combinaciones de residuos de aminoácidos y péptidos. Particularmente preferidos son lisina, arginina, histidina y triptófano. La lisina y la arginina son las más eficaces. Hay muchos inhibidores no competitivos conocidos. Estos incluyen, pero no se limitan a, derivados de aminoguanidina, anfotericina B y los siguientes. El documento EP-A-O 433 679 describe derivados de 4-hidroxi-5,8-dioxoquinolina de las siguientes fórmulas.

(a) un derivado de 4-hidroxi-5,8-dioxoquinolina de fórmula (I) o una sal del mismo:

donde R1 y R2 son cada uno hidrógeno, metilo, trifluorometilo, carboxi, metoxicarbonilo o etoxicarbonilo, y R3 es hidrógeno o hidroxi

(b) un derivado de 4,5,8-trihidroxiquinolina de fórmula (II) o una sal del mismo: ## STR2 ##

donde R1, R2 y R3 son como se definen aquí

(c) un derivado de 3-oxofenoxazina de fórmula (III) o una sal del mismo: ## STR3 ##

donde R4 y R5 son cada uno hidrógeno o forma por incorporación de C1 y C2 átomos de carbono un anillo de [2,1-b] piridina condensado opcionalmente sustituido con un grupo hidroxilo y / o un grupo carboxilo, y R6 es hidrógeno o hidroxi o

(d) un N-óxido de 3-oxofenoxazina de fórmula (IV) o una sal del mismo: ## STR4 ##

donde R4, R5 y R6 son como se definen aquí

El documento EP-A-O 430 045 describe de manera similar diésteres de fosfato de tocoferilo del ácido ascórbico que tienen acción inhibidora de la reacción de Maillard, a saber, compuestos de fórmula: ## STR5 ##

donde R1, R2 y R3 independientemente uno más, denotan hidrógeno o metilo, o una sal del mismo.

También el documento EP-A-O 325 936 describe derivados de aminoguanidina de fórmula general: ## STR6 ##

(en donde R1b representa un anillo carbocíclico o heterocíclico sustituido o no sustituido con 1 a 3 grupo (s) seleccionados entre átomo de halógeno, grupo alquilo o alcoxi de 1 a 4 átomo (s) de carbono, grupo nitro, grupo fenoxi, grupo amino, grupo hidroxi y acilamino un grupo de 2 a 4 átomos de carbono, XB representa un enlace sencillo, un grupo alquileno de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo alquenileno de 2 a 4 átomos de carbono, o R 1b junto con XB representa un grupo alquilo de 1 a 4 átomos de carbono, R 2b representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo de 1 a 4 átomos de carbono o un grupo fenilo sustituido o no sustituido por 1 a 3 grupos seleccionados de halógeno átomo, grupo alquilo o alcoxi de 1 a 14 átomo (s) de carbono, grupo hidroxi y nitro, o una sal de adición de ácido del mismo.

En una realización preferida, el método de secado es la liofilización y el inhibidor de Maillard es un inhibidor competitivo. En otra realización preferida, el método de secado es la liofilización y el inhibidor de Maillard es un inhibidor no competitivo. En otra realización preferida, el método de secado es a temperatura ambiente o temperatura elevada y el inhibidor de Maillard es un inhibidor competitivo. En otra realización preferida, el método de secado es a temperatura ambiente o elevada y el inhibidor de Maillard es un inhibidor no competitivo.

La invención también abarca métodos para aumentar la "vida útil" o la estabilidad en almacenamiento de sustancias biológicas secas almacenadas a temperaturas elevadas. El aumento de la estabilidad en almacenamiento se determina mediante la recuperación de la actividad biológica en ensayos de envejecimiento acelerado. Los métodos incluyen secar, o incorporar de otro modo, al menos una sustancia biológica en presencia de al menos un excipiente de carbohidrato en una cantidad suficiente para estabilizar la sustancia biológica y al menos un inhibidor de la reacción de Maillard. Se pueden añadir a la composición otros tampones, sales, cofactores, etc. adecuados. La composición se puede almacenar a cualquier temperatura adecuada. Preferiblemente, las composiciones se almacenan de 0ºC a 80ºC. Más preferiblemente, las composiciones se almacenan a 20ºC-60ºC. Lo más preferiblemente, las composiciones se almacenan a temperaturas superiores a la ambiente.

La invención también abarca composiciones con mayor estabilidad de almacenamiento que comprenden una sustancia biológica, un carbohidrato en una cantidad suficiente para estabilizar la sustancia biológica seca y un inhibidor de la reacción de Maillard en donde el carbohidrato está presente en una cantidad suficiente para estabilizar las sustancias biológicas al secarse y el inhibidor está presente en una cantidad suficiente para prevenir sustancialmente la condensación de grupos amino en las sustancias biológicas y grupos carbonilo reactivos en las mismas, o en el excipiente estabilizador de carbohidratos, o generado a partir de ellas. Preferiblemente, las composiciones tienen una estabilidad de almacenamiento aumentada a 0ºC-250ºC. Más preferiblemente, las composiciones tienen una estabilidad de almacenamiento aumentada a 20ºC-50ºC. Lo más preferiblemente, las composiciones tienen una estabilidad aumentada a temperaturas superiores a la ambiente.

Preferiblemente, la composición está casi completamente seca para aumentar la estabilidad de la molécula al disminuir la reacción de Maillard durante el almacenamiento. Puede quedar algo de agua u otro disolvente acuoso en la composición, pero preferiblemente no más del 20%. Como se usa en el presente documento, "seco", "secado" y "sustancialmente secado" abarcan aquellas composiciones con aproximadamente 0-20% de agua. Preferiblemente, está presente menos de aproximadamente el 20% de agua, más preferiblemente está presente menos de aproximadamente el 10% de agua, y lo más preferiblemente está presente menos de aproximadamente el 5% de agua.

Las composiciones pueden obtenerse mediante cualquiera de los métodos descritos anteriormente y pueden contener cualquiera de los componentes descritos anteriormente. Aunque no se dan los pesos y porcentajes reales de los diversos componentes de las composiciones, están dentro del conocimiento de un experto en la técnica determinarlos sin experimentación indebida dada la descripción en este documento.

Estabilización de biomoléculas con trehalosa

Se ha demostrado previamente que los anticuerpos, secados al aire en presencia de trehalosa, no se dañan y la actividad biológica completa se recupera con la rehidratación, incluso después de varios años de almacenamiento a temperatura ambiente o 37ºC. Roser (1991) Blakely et al. (1990) y Colaco et al. (1990). Se obtuvieron resultados similares con una variedad de enzimas, hormonas y factores de coagulación sanguínea, lo que sugiere que este proceso puede ser generalmente aplicable a sustancias biológicas. Roser (1991) Roser y Colaco (1993) Blakely et al. (1990) Colaco et al. (1990) y Colaco et al. (1992). Como prueba rigurosa de esta tecnología para preservar sustancias biológicas lábiles, se estudiaron en detalle las enzimas utilizadas en biología molecular, que son notoriamente frágiles y, por lo tanto, generalmente se transportan y almacenan a -20 ° C o menos. Se ha demostrado previamente que tanto las endonucleasas de restricción como las enzimas modificadoras del ADN se pueden secar a partir de soluciones de trehalosa a temperatura ambiente sin pérdida de actividad. Además, estas enzimas secas muestran estabilidad durante el almacenamiento durante períodos prolongados incluso a temperaturas elevadas. Colaco et al (1992).

Para determinar la capacidad de los carbohidratos distintos de la trehalosa para conservar la actividad en las proteínas, se realizó un estudio de envejecimiento acelerado con la enzima de restricción PstI secada al vacío con calentamiento suplementario hasta un contenido de humedad residual de 2.6-3.6% en varios excipientes de carbohidratos. y almacenado durante un mes a 37 ° C, 55 ° C o 70 ° C.

Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 1 y la FIG. 1. Se compararon cinco unidades de control enzimático fresco (pista 1), para determinar la capacidad de cortar el ADN del bacteriófago λ, con 2,5 unidades (FIG.1 pistas pares) o 5 unidades (FIG.1, pistas impares) de enzima. se secó usando varios excipientes de carbohidratos y se almacenó durante 35 días a 37ºC (figura 1, panel superior), 55ºC (figura 1, panel central) y 70ºC (figura 1, panel inferior). Los excipientes de carbohidratos se utilizaron glucopiranosil-manitol (figura 1, pistas 3 y 4) o sorbitol (figura 1, pistas 5 y 6), isomaltosa reducida (figura 1, pistas 7 y 8), sacarosa (figura 1, pistas 9 y 10), maltosa (FIG. 1, pistas 11 y 12) y trehalosa (FIG. 1, pistas 13 y 14). Como puede verse en la FIG. 1, solo la trehalosa muestra algún efecto estabilizador a las dos temperaturas más altas estudiadas.

Aunque algunos de los excipientes de carbohidratos estabilizaron la enzima durante el secado y el almacenamiento a 37 ° C (Figura 1, panel superior, Tabla 1), solo las muestras estabilizadas con trehalosa retuvieron la actividad cuando se almacenaron a 55 ° C o 70 ° C. C. (Figura 1, paneles medio e inferior, Tabla 1). Estos resultados ahora se han correlacionado con datos en tiempo real y enfatizan el hallazgo de que, con respecto a la estabilidad a largo plazo, la trehalosa es un mejor excipiente estabilizador que los otros carbohidratos probados bajo idénticas condiciones de secado y almacenamiento (Tabla 1). Todos los monosacáridos fueron ineficaces, reductores o no reductores, al igual que los polímeros como la inulina, ficoll y dextrano (Tabla 1). Los azúcares reductores, como lactosa y maltosa, fallaron en un mes a la temperatura más baja estudiada, 37ºC, al igual que el disacárido no reductor sacarosa (Tabla 1). Los azúcares no reductores químicamente más estables, los alcoholes de azúcar, mostraron mejores estabilidades que sus homólogos reductores, pero aún fallaron en un mes a 55ºC (Tabla 1). TABLA 1 ESTABILIDAD DE PST I SECADO EN VARIOS CARBOHIDRATOS CARBOHIDRATOS NOMBRE QUÍMICO AZÚCAR MONOSACÁRIDOS Y ALCOHOLES Glucosa α-D-glucopiranosa + Sorbitol alcohol de azúcar de glucosa - Galactosa α-D-galactopiranosa + Galactitol alcohol de azúcar de galactosa + Manosa α-D Manitol alcohol de azúcar de manosa - DESACÁRIDOS Trehalosa α-D-glucopiranosil-α- - D-glucopiranosido Maltosa 4-O-α-D-glucopiranosil- + D-glucosa Maltotriosa O-α-D-glucopiranosil (1 ➝ 4) - + O-α-D- glucopiranosil- (1 ➝ 4) -D-glucosa Lactosa 4-O-β-D-galactopiranosil- + D-glucopiranosa Lactulosa 4-O-β-D-galactopiranosil- + D-fructosa Sacarosa β- D-fructofuranosil-α- - D-glucopiranósido POLÍMEROS Inulina Polímero de 1-O-β-D-fructofuranosil- - D-fructosa Dextrano Polímero de α- (1 ➝ 6) -D- + glucopiranosa (1 ➝ 3, 1 ➝ 4 rama) Ficoll Polímero de β-D-fructofuranosil- - α-D-glucopiranosa Cuantificación de la actividad Propiedades reductoras - sin actividad detectable + azúcar reductor + algo de actividad (10-20% del título) - azúcar no reductor ++ pa actividad inicial (25-40% del título) +++ actividad completa

Dorado no enzimático de formulaciones secas durante el almacenamiento

Parece que la estabilidad química relativa y la naturaleza no reductora de la trehalosa pueden ser características significativas en su mecanismo de acción, especialmente con respecto a la estabilidad a largo plazo observada a altas temperaturas. Esto fue sugerido por primera vez por una característica sorprendente observada en el ensayo de envejecimiento acelerado descrito en la FIG. 1 arriba. Como se muestra en la FIG. 2, se observó un pardeamiento no enzimático en las muestras utilizadas en el estudio de envejecimiento acelerado descrito en la FIG. 1 después de dos semanas de almacenamiento a 37ºC (panel superior), 55ºC (panel central) y 70ºC (panel inferior). Los excipientes de carbohidratos usados ​​fueron trehalosa (fila 1), sacarosa (fila 2), maltosa (fila 3), iso-maltulosa reducida (fila 4), glucopiranosil-sorbitol (fila 5) y glucopiranosil-manitol (fila 6).

Los resultados obtenidos indican que el desarrollo de una coloración marrón se desarrolló en varios de los pocillos de muestra a las tres temperaturas después de solo dos semanas de almacenamiento de la muestra. Además, la extensión de la coloración pareció correlacionarse con la reducción de la actividad enzimática en estas muestras. Se observó un aumento de la coloración en las muestras almacenadas a temperaturas más altas (Figura 2), que también mostraron la mayor pérdida de actividad (Figura 1). Esta coloración recuerda mucho al pardeamiento no enzimático observado durante el procesamiento y almacenamiento de productos alimenticios. Este pardeamiento no enzimático es el resultado de la reacción espontánea entre los azúcares reductores y las proteínas que son componentes naturales de estos alimentos, y ha sido ampliamente estudiado en química alimentaria bajo el paraguas de la llamada reacción de Maillard.

Evidencia de reacciones de Maillard en formulaciones secas

Se llevaron a cabo estudios para correlacionar los cambios en la actividad biológica con el desarrollo de pigmentos marrones, como se observa en los estudios de envejecimiento acelerado de las enzimas de restricción (Figura 2). Estos estudios se llevaron a cabo en muestras de la enzima fosfatos alcalinos que se secaron, en las condiciones descritas en el Ejemplo 1 anterior, a partir de soluciones que contenían glucosa, fructosa, maltosa o trehalosa y se almacenaron durante varios períodos a 55 ° C, antes de que se completara la actividad enzimática. reevaluado. Se determinó la actividad residual en muestras de fosfatasa alcalina secadas en presencia de varios excipientes de carbohidratos y se ensayó calorimétricamente después del almacenamiento a 55 ° C.

El desarrollo de coloración marrón ensayado por absorbancia entre 277-290 nm se comparó con la pérdida de actividad enzimática en muestras de fosfatasa alcalina secadas en fructosa y glucosa después del almacenamiento a 55ºC. La FIG. 5 muestra los resultados obtenidos cuando se midió el desarrollo de color en O.D. 277-290 () glucosa, (+) fructosa. Actividad enzimática (D.O.405) y se muestra como sigue: (*) glucosa, (.recto-hueco.) Fructosa. La producción de pigmentos melanoides se produjo más tarde que la pérdida de actividad enzimática ensayada calorimétricamente (Figura 4). Esto es consistente con el hecho de que la generación de pigmentos melanoides marrones ocurre en las etapas terminales de la reacción de Maillard y por lo tanto no puede usarse para predecir la inactivación enzimática debido a las reacciones tempranas de la cascada (Figura 3). De manera similar, el análisis de las muestras por SDS-PAGE mostró un patrón complejo de degradación y entrecruzamiento de proteínas en todas las muestras, excepto las secas en trehalosa, y la complejidad de estos patrones impide el uso de esta técnica para determinar el grado de modificación de las proteínas. por la reacción de Maillard.

Se obtuvo un resultado sorprendente en el análisis del contenido de azúcar residual de las muestras en los estudios descritos anteriormente. Cuando se secó en glucosa o fructosa, solo los azúcares individuales fueron detectables en las muestras inmediatamente después del secado. Sin embargo, al perder la actividad enzimática después del almacenamiento a alta temperatura, se encontró que estas muestras contenían mezclas de los dos azúcares. Estos resultados se presentan en la Tabla 2.

Se observó una isomerización similar en las muestras que contenían una mezcla de glucosa y maltosa inmediatamente después del secado, debido a la hidrólisis parcial de la maltosa. Tras la pérdida de actividad después del almacenamiento a alta temperatura, se encontró que estas muestras contenían una mezcla de glucosa y fructosa, así como maltosa (Tabla 2). La ausencia de producción de manosa detectada en esta isomerización no enzimática es indicativa de una vía de reacción química que involucra un intermedio de base de Schiff común, similar a la formación de osazonas en la reacción de Fisher. TABLA 2 ANÁLISIS HPLC DE CARBOHIDRATOS EN FORMULACIONES SECAS EN VARIOS EXCIPIENTES CARBOHIDRATOS EXCIPIENTE POST UTILIZADO EN DOS POSTES DE SECADO FORMULACIONES DE SECADO ACTIVIDAD ANÁLISIS DE AZÚCAR AF 1. Muestra de glucosa A + Glucosa 2. Muestra de glucosa B + Glucosa 3. Muestra de sorbitol 4. Sorbitol Muestra B ++ Sorbitol 5. Fructosa Muestra A + Fructosa 6. Fructosa Muestra B + Fructosa 7. Maltosa Muestra A +++ Maltosa + Glucosa 8. Maltosa Muestra B +++ Maltosa 9. Sacarosa Muestra A +++++ Sacarosa 10. Sacarosa Muestra B +++++ Sacarosa 11. Trehalosa Muestra A +++++ Trehalosa 12. Trehalosa Muestra B +++++ Trehalosa

Modificaciones del glucagón relacionadas con Maillard

Para ejemplificar la generalidad de estas modificaciones químicas de proteínas por excipientes de carbohidratos, se estudió un sistema modelo farmacéutico relevante. Se estudiaron las modificaciones proteicas de un péptido terapéutico, glucagón, secado de la solución durante 18 horas bajo un vacío de 30 miliTorr, con una temperatura de almacenamiento que aumentaba de 25 a 42ºC. Las formulaciones que contienen varios excipientes de carbohidratos se analizaron mediante análisis de HPLC de fase inversa. Los resultados obtenidos de una comparación de glucosa y sacarosa almacenadas durante tiempos variables se presentan en la FIG. 5.

Los resultados representados en la FIG. 5 muestran que más del 98% del glucagón sin tratar corre como un solo monómero con un tiempo de retención de aproximadamente 20 minutos (Fig. 5A). Inmediatamente después del secado en glucosa, había un solo pico de glucagón glicado (sombreado) que corría inmediatamente por delante del pico de monómero (Figura 5B). En 4 días a 60ºC en glucosa, la mayor parte del glucagón se destruyó por glicación y reticulación (sombreado, figura 5C). Después de 2 semanas de almacenamiento en sacarosa, un pico de glucagón glicado corre inmediatamente por delante del pico del monómero principal (sombreado, figura 5D), aunque dicho pico no fue evidente en la muestra después del secado.

Estos resultados indican que en el caso de la glucosa (un azúcar reductor), la base de Schiff se forma durante el secado, mientras que en el caso de la sacarosa (un azúcar no reductor), se forma una base de Schiff durante el almacenamiento. Como azúcar no reductor, no se esperaría que la sacarosa forme una base de Schiff ni en el secado ni en el almacenamiento. Esto indica que la reacción de Maillard se produce tanto con azúcares reductores como no reductores y, por tanto, la presente invención es adecuada para su uso con azúcares reductores y no reductores. Estos resultados indican además que, en el caso de la sacarosa como excipiente, se genera un azúcar reductor por hidrólisis que puede ser catalizada por la sustancia que se almacena. Además, la formación de la base de Schiff por el azúcar reductor generado libera agua que no solo plastifica el sistema, sino que acelera directamente tanto las reacciones de hidrólisis posteriores como la cascada de Maillard (véase el Ejemplo 5, a continuación). Por tanto, a la luz de los resultados presentados en este documento, el uso de un inhibidor de la reacción de Maillard es particularmente útil junto con un azúcar no reductor en el almacenamiento en seco de sustancias biológicas.

El efecto del agua en la estabilidad del almacenamiento

Para investigar directamente el efecto de la humedad residual sobre la reactividad química, se utilizó un sistema modelo que contenía lisina con dos excipientes no reductores trehalosa y sorbitol, secados y almacenados en 3 contenidos de agua residual definidos diferentes. La reactividad química se aseguró añadiendo una traza de glucosa al 5% a las mezclas de secado, y se midió su reacción con la lisina mediante la cuantificación de la glucosa restante después del almacenamiento a 50 ° C.

HIGO. 6 muestra los resultados obtenidos cuando se liofilizaron soluciones de 10% p / v de lisina y 5% de glucosa en 85% de trehalosa (a) o 85% de sorbitol (b) en agua con secado primario a -50 ° C durante 48 h. y secado secundario durante 24 horas más a 20 ° C.El contenido de agua deseado se logró mediante almacenamiento a 20 ° C sobre P anhidro.2 O5 seguido de exposición a una atmósfera saturada de vapor de agua durante 0 h, 8 h o 25 h. El contenido de agua final real de las muestras se determinó mediante termogravimetría utilizando una microbalanza Kahn. HIGO. 6 muestra los resultados de la siguiente manera: a) (.recto-hueco.) 4.59% de agua, (.diamante.) 15.09% de agua, (x) 22.89% de agua yb) (.recto-hueco.) 5.42% de agua, ( .diamond.) 13,12% de agua, (x) 23,62% de agua.

Los resultados obtenidos indican que en las muestras de trehalosa, la reactividad química se redujo a medida que disminuyó el contenido de agua residual, y esencialmente no se observó reactividad con un contenido de agua de alrededor del 5% (Figura 6a). Por el contrario, en las muestras de sorbitol, la reactividad química se acentuó en las condiciones más secas (Figura 6b). Los resultados muestran que las reacciones de tipo Maillard son extremadamente importantes durante el almacenamiento de productos secos, ya que estas reacciones se completan en sistemas si la actividad del agua es limitante.

El efecto de un inhibidor no competitivo de la reacción de Maillard

La albúmina de suero bovino se secó a partir de soluciones que contenían azúcares reductores y se incubó a 55ºC durante 3 semanas, en presencia o ausencia de diversas concentraciones del inhibidor de la reacción de Maillard aminoguanidina. La extensión de la reacción de Maillard se cuantificó espectrofotométricamente a 277-290 nm mediante la formación de color marrón.

Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 3. TABLA 3 Relación Azúcar: Absorbancia Azúcar Potencial Inhibidor grado de (25 mM) Inhibidor (base molar) pardeamiento Glucosa Ninguno 0,709 Glucosa aminoguanidina 3: 1 0,603 Glucosa aminoguanidina 2: 1 0,205 Glucosa aminoguanidina 1: 1 0,212 Glucosa aminoguanidina 1: 2 0,211 Glucosa aminoguanidina 1: 3 0,154 Ninguna aminoguanidina 1: 3 0,186 Fructosa Ninguna 2,5 Fructosa aminoguanidina 1: 3 0,173

Los resultados obtenidos indican que la adición de un inhibidor de la reacción de Maillard a una formulación de proteína que se está secando evita la degradación del producto de proteína seco durante el almacenamiento a temperaturas elevadas.

El efecto de los inhibidores competitivos de la reacción de Maillard

Para determinar el efecto de los inhibidores competitivos sobre la reducción de los efectos de la reacción de Maillard tras el almacenamiento de composiciones secas, se realizó el siguiente experimento. Los resultados se presentan en la fig. 7.

La fosfatasa alcalina (0,25 mg / ml) se secó al vacío (80 micrones) a temperatura ambiente durante 16 horas a partir de una formulación que contenía glucosa al 15% como excipiente de carbohidrato con 0, 7,5, 15 y 25% de lisina añadida como una reacción competitiva de Maillard. inhibidor. Las muestras se almacenaron durante cuatro días a 55 ° C y se analizaron en un gel de poliacrilamida al 10% y se tiñeron para determinar la actividad enzimática utilizando fosfato ácido de α-naftilo y Fast Blue BB (1 mg / ml y 1,33 mg / ml, respectivamente, en Tris-HCl 0,38 M (pH 10,3) que contiene MgCl 0,5 mM2) (Figura 7, pistas 1-4, respectivamente). Los controles corridos fueron enzima en tampón acuoso y enzima secada en trehalosa (Figura 7, carriles 8-9, respectivamente). Aunque sólo se recuperó actividad parcial en las muestras de glucosa más lisina, estas mostraron una mayor actividad recuperada con una concentración creciente de lisina añadida. En la muestra con glucosa pero sin lisina añadida, no se recuperó actividad enzimática.

Por tanto, un inhibidor competitivo de la reacción de Maillard, cuando se seca con una mezcla de proteína y carbohidrato, aumenta la estabilidad de la proteína durante el secado y almacenamiento del producto seco.

En conclusión, nuestros resultados sugieren que la reacción de Maillard es un factor extremadamente importante para determinar la estabilidad de almacenamiento a largo plazo de las formulaciones de proteínas secas que contienen carbohidratos como excipientes estabilizadores. Si bien no está sujeto a ninguna teoría, esto puede deberse tanto al cambio en el equilibrio de la reacción inicial de condensación de aminocarbonilo hacia la formación de la base de Schiff mediante la eliminación de agua durante el secado como a la aceleración de las reacciones posteriores en Actividades de aguas bajas. Lendl y Schleicher (1990) y Nursten (1986).

Aunque la invención anterior se ha descrito con cierto detalle a modo de ilustración y ejemplo con fines de comprensión, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden poner en práctica ciertos cambios y modificaciones. Por lo tanto, la descripción y los ejemplos no deben interpretarse como limitantes del alcance de la invención, que está delineada por las reivindicaciones adjuntas.


Ver el vídeo: SUPLEMENTOS PARA el #CEREBRO: CUÁLES son RECOMENDABLES? (Febrero 2023).