Патент на изобретение №2288257

(54) СОСТАВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛИПИДОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способам защиты липидов, масел и жиров от окисления. Состав включает в себя фенольный антиоксидант. При этом в качестве фенольного антиоксиданта используют амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, в концентрациях от 0,10 до 5,00 мМ. Заявленный состав добавляют в количестве 0,01-0,68% от массы липидов. Изобретение позволяет снизить скорость процесса окисления липидов в 2-10 раз, а также снизить уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 70-73%. 3 табл.

Изобретение относится к области пищевой технологии, а именно к способам защиты липидов, масел, жиров от окисления и окислительной деструкции, и может быть использовано в пищевой, косметической и химико-фармацевтической промышленности для получения стабильных липидосодержащих пищевых добавок (нутрицевтиков), лечебно-косметических средств и лекарственных препаратов.

Известен состав для стабилизации липидов, включающий природный фенольный антиоксидант (-токоферол или -токоферол ацетат) и L-карнитин, действующий как синергист по отношению к ингибитору окисления, при следующих соотношениях компонентов: -токоферол или -токоферол ацетат 75,0- 94,5 %; L-карнитин 5,5 – 25,0 %, добавляемых в концентрации 0,28 – 0,50% от массы липидов [Патент 2157829 RU, МПК⁷ С 11 В 5/00, опубликованный 20. 10. 2000 г.].

-Токоферол (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметил-2-фитил-хроман) является наиболее изученным природным антиоксидантом. Свойства -токоферола как антиоксиданта проявляются в целом ряде сложных эффектов на всех уровнях организации от мембранных образований до организма в целом. [Ленинжер А. Основы биохимии. – М. – Мир. – 1985. – T.1. – 385 С.].

Задачей предлагаемого изобретения является экономия использования дорогостоящих соединений, достижение ингибирующего эффекта меньшим количеством антиоксиданта.

Техническим результатом изобретения является упрощение состава и повышение его ингибирующего эффекта при наименьших концентрациях антиоксидантов.

Указанный технический результат достигается тем, что в составе для стабилизации липидов, включающем фенольный антиоксидант, особенностью является то, что в качестве фенольного антиоксиданта используют амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты в следующих концентрациях: от 0,10 до 5,00 мМ, добавляемых в количестве 0,01-0,68% от массы липидов.

Предлагаемые соединения обладают сравнимой антиоксидантной активностью, имеют близкое химическое строение и могут быть взаимозаменяемыми.

Предлагаемые в качестве фенольного антиоксиданта соединения были синтезированы в Новосибирском Институте органической химии им. Н.Н.Ворожцова СО РАН с целью расширения ассортимента нетоксичных биологически активных ингибиторов окисления. Производные салициловой кислоты представляют собой стерически затрудненные фенолы: амид 1-N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Установлено, что соединения не обладают местным и общетоксическим действием [Перевозкина М.Г. Кинетика и механизм ингибирующего действия производных фенозана, салициловой кислоты и их синергических смесей с

– изучалась кинетика поглощения кислорода при инициированном окислении липидных субстратов различного происхождения в присутствии предлагаемого состава и прототипа;

– тестировалась кинетика накопления первичных продуктов окисления – гидропероксидов методом йодометрического титрования (ПЧ) при аутоокислении липидов при повышенных температурах (60±0,2°С)

Изучение кинетики поглощения кислорода проводилось манометрическим методом в установках типа Варбурга при инициированном окислении липидов в присутствии инициатора азобисизобутиронитрила (АИБН) в концентрации 3 мМ при температуре 60±0,5° С. Контролем служили образцы липидов без добавок антиоксидантов.

Эффективность индивидуальных компонентов и их комбинаций исследовалась в широком диапазоне концентраций и соотношений компонентов:

амид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты

от 0,10 до 5,00 мМ, или амид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты от 0,10 до 5,00 мМ, или сульфид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты от 0,10 до 5,00 мМ, добавляемых в концентрации 0,01-0,68 % от массы липидов.

В присутствии определенной добавки индивидуальных ингибиторов окисления -токоферола, амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, а также прототипа записывалась кинетика окисления с использованием вышеописанных методов. На основании полученных данных строились кинетические кривые поглощения кислорода (мм³ О₂) либо накопления пероксидов (г I₂ /100 г липида).

Из кинетических кривых определялись периоды индукции ( ), за которые принимали:

время (мин), за которое процесс инициированного окисления липидов достигал максимальной скорости (_инд );

время (час) накопления пероксидов, количественно соответствующих значению ПЧ 0,1 % I₂.

Ингибирующее действие индивидуальных компонентов и их смесей оценивали по абсолютному значению разницы между периодами индукции окисления субстратов с индивидуальным антиоксидантом (_АО), смесью стабилизирующих добавок (_инг.) и без них (_о) по формуле:

= =_инг.– _АО,

либо выражали ее в относительных единицах / _АО, %.

Критерием антиоксидантного действия служили начальная (W o_{2 нач} ×10^-7, M×c^-1) и максимальная (W o_{2 max} ×10^-7, M×c^-1) скорости процесса окисления в присутствии и в отсутствие антиоксиданта. Эффективность стабилизации окисления определяли также по величине W о_{2max (МО)} / W о_{2max (МО+АО)}, количественно характеризующей степень уменьшения скорости поглощения кислорода в присутствии метилолеата (МО) и метилолеата с добавками индивидуальных антиоксидантов (АО).

Было установлено, что зависимость изменения периодов индукции для индивидуального -токоферола носит экстремальный характер. Диапазон эффективных концентраций расположен в области (0,25 – 8,0) мМ, что соответствует (0,03 – 1,08) % от массы липидов, максимум указанной зависимости определялся при концентрации 2,5мМ (0,34% от массы липидов). Зависимости изменения величины периодов индукции от концентрации амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты в системе окисления носили линейный характер, указанные соединения превосходили по своему ингибирующему действию смесь -токоферола с L-карнитином.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами:

ПРИМЕР 1

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0078 г (0,6 мМ) амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,08% от массы липидов.

ПРИМЕР 2

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата. Добавляют 0,0049 г (0,4 мМ) амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,05% от массы липидов.

ПРИМЕР 3

Берут 10 г (точная навеска) рыбных липидов, например липидов сиговых рыб. Добавляют 0,0108 г (0,8 мМ) амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет 0,11% от массы липидов.

ПРИМЕР 4

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0027 г (0,2 мМ) амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,03% от массы липидов.

ПРИМЕР 5

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0338 г (2,5 мМ) амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,34% от массы липидов.

ПРИМЕР 6

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0676 г (5 мМ) амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,68% от массы липидов.

Эффективность ингибирующего действия указанных выше соединений оценивали на основании данных кинетики поглощения кислорода, получаемых с использованием манометрического метода, подробно изложенного в описании изобретения. Полученные результаты приведены в табл.1. Из данных табл.1 видно, что все рекомендуемые концентрации ингибиторов окисления превосходят по величине эффективности прототип. Наибольшую эффективность по сравнению с прототипом проявляет амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, в концентрации 5 мМ, что составляет 0,68% от массы липидов. Так, при окислении метилолеата в присутствии амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, максимально достигаемый ингибирующий эффект составляет 6200, 6250 и 6300 мин соответственно, тогда как смесь -токоферола с L-карнитином (включающая 86,0% -токоферола и 14,0% L-карнитина) обеспечивает максимальный индукционный период в 1130 мин, при этом эффективность предлагаемой смеси выше эффективности прототипа на 449-458%.

Высокоэффективной является концентрация, приведенная в примере 5, соизмеримая с концентрацией -токоферола в прототипе. При ингибировании окисления с добавками 2,5 мМ амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты рыбных липидов индукционные периоды составили 1150, 1200 и 1250 мин соответственно. Следовательно, эффективной для метилолеата, а также рыбных липидов оказалась концентрация антиоксидантов 2,5 мМ, что составляет 0,34% от массы липидов

Эффективность указанной выше концентрации в идентичных условиях окисления была сопоставлена с периодами индукции опыта-контроля (неингибированных липидов) и антиоксидантным действием прототипа (табл. 1, 2).

Было установлено, что эффективность использования новых антиоксидантов в разных субстратах составляет от (174-185)% по сравнению со смесью -токоферола с L-карнитином (прототип) (табл. 1).

При изучении кинетики накопления гидропероксидов было показано, что в опытах с концентрацией амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты 0,2 мМ, добавляемой в количестве 0,03% от массы липидов, процент разрушения гидропероксидов составляет 70-73%, что не наблюдается в присутствии прототипа (табл. 3).

Из сравнения ингибирующего действия исследуемых концентраций видно, что абсолютная величина периодов индукции наиболее эффективной концентрации амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4

Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достижением технического результата следующая. Эффекты ингибирования амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфида 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты могут быть объяснены исходя из представлений о механизме антиоксидантного действия используемых соединений. Установлено, что антиоксиданты воздействуют на сложный многостадийный процесс окисления по различным механизмам.

Так, в соответствии с литературными данными -токоферол проявляет чрезвычайно высокую активность в реакции с пероксидными радикалами (RO₂ ), ведущими окисление. Константа скорости реакции -токоферола с RO₂ (реакции 7 согласно классической схемы) составляет 3,60×10⁶ М^-1×с^-1, что превышает значение К₇

Таким образом, амид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты проявляют активность в реакции с пероксидными радикалами с константой скорости реакции К₇ =0,52×10⁴ М^-1×с^-1, К₇ =0,85×10⁴ М^-1×с^-1 и К₇ =0,74×10⁴ М^-1×с^-1 соответственно, снижают скорость процесса окисления липидов в 2-10 раз, а также дополнительно снижают уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 70-73 % (табл.3). Разрушение гидропероксидов под влиянием изучаемых соединений, в свою очередь, является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности.

Предлагаемый состав, включающий амид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3′,5′-дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты значительно достигает эффекта ингибирования по сравнению с прототипом. Сочетание в одной композиции антиоксиданта, действующего на разные элементарные реакции сложного окислительного процесса, позволяет увеличить ингибирующую способность антиоксиданта и эффективно тормозить окисление полиненасыщенных субстратов.

Формула изобретения

Состав для стабилизации липидов, включающий фенольный антиоксидант, отличающийся тем, что в качестве фенольного антиоксиданта используют амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3′,5′ -дитри-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или амид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, или сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты в концентрациях от 0,10 до 5,00 мМ, добавляемый в количестве 0,01-0,68% от массы липидов.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.03.2008

Извещение опубликовано: 27.03.2010 БИ: 09/2010