Патент на изобретение №2288258

(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 и лецитин в качестве вещества синергиста антиоксиданта. При этом в качестве фенольного антиоксиданта используют бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид. Заявленный состав добавляют в количестве 0,15-1,77% от массы липидов. При этом все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет снизить скорость процесса окисления липидов в 2-4 раза, а также снизить уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 44,4%. 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.

Во всем мире ведется целенаправленный скрининг (отбор) полифункциональных стабилизаторов, лекарств антиоксидантного действия, синергических смесей. Синергические смеси включают антиоксидант и вещество – синергист, которое не проявляет самостоятельно ингибирующего действия, однако в его присутствии эффективность действия антиоксиданта значительно возрастает. Использование синергических смесей позволяет получать высокоэффективные композиции и при этом снижать количество антиоксиданта.

Известен состав для стабилизации липидов, включающий следующие компоненты, мас.%:

-токоферол (или -токоферола ацетат)	2,4-80,0
бензафлавин	2,3-76,9
лецитин	8,3-93,8

добавляемых в концентрации 0,4-5,2% от массы липидов /Патент 2077558 RU, МПК⁶ C 11 В 5/00, опубликованный 20.07.1996/.

Указанный состав тормозит процесс окисления липидов за счет антиоксидантного действия ингибиторов природного происхождения -токоферола (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметил-2-фитил-хромана, витамина Е), бензафлавина (аналога витамина В₂) и лецитина (яичного фосфатидилхолина). В составе указанной композиции бензафлавин и лецитин проявляют по отношению к -токоферолу или -токоферола ацетату синергическое действие. Однако практическое применение указанной синергической смеси затруднено в силу многокомпонентности ее состава, отсутствия промышленного производства бензафлавина, дороговизны препаратов, получаемых в экспериментальном производстве.

В связи с этим целесообразен поиск высокоэффективных синергических смесей, способных значительно тормозить окисление жиров, масел, липидов, применяемых в качестве основ фармпрепаратов, пищевых добавок, разнообразной косметической продукции, но более простых по составу и доступных для практического применения.

Задачей заявляемого 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 и лецитин, особенностью является то, что в качестве фенольного антиоксиданта используют бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:

добавляемых в количестве 0,15-1,77% от массы липидов.

Предлагаемое в качестве фенольного антиоксиданта соединение было синтезировано в Новосибирском Институте органической химии им. Н.Н.Ворожцова СО РАН с целью расширения ассортимента нетоксичных биологически активных ингибиторов окисления. Соединение не обладает местным и общетоксическим действием, не оказывает влияния на эмбриогенез и развитие потомства. Токсичность (ЛД₅₀

Предлагаемое соединение проявляет активность в реакции с пероксидными радикалами и обладает дополнительно способностью непосредственно взаимодействовать с гидропероксидами, разрушая их без образования свободных радикалов, что не наблюдается в присутствии -токоферола. Разрушение гидропероксидов под влиянием изучаемого соединения, в свою очередь, является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности изучаемого соединения по сравнению с прототипом.

Для предлагаемого синтетического антиоксиданта имеет место положительная корреляционная связь между концентрацией и величиной ингибирующего эффекта, что не наблюдается для -токоферола, указанная зависимость имеет экстремальный характер и при высоких концентрациях антиоксидантное действие -токоферола сменяется на проантиоксидантное.

Минимальная токсичность и высокие антиоксидантные свойства позволяют широко использовать изучаемое соединение в составе смеси с лецитином в косметической и химико-фармацевтической промышленности для получения стабильных липидосодержащих лечебно-косметических средств и лекарственных препаратов.

– 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:

добавляемых в концентрации 0,15-2,43% от массы липидов.

В присутствии определенной добавки ингибиторов окисления -токоферола, бис-(-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с лецитином, а также прототипа записывалась кинетика окисления с использованием вышеописанных методов. На основании полученных данных строились кинетические кривые поглощения кислорода (О₂, мм³) либо накопления пероксидов (г I₂/100 г липида).

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

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

– время (в часах) накопления пероксидов, количественно соответствующих значению ПЧ 0,1 % I₂.

Эффективность совместного ингибирующего действия смеси количественно характеризовали абсолютным значением разности () периодов индукции окисления метилолеата (МО) в присутствии композиции антиоксидантов (АО) () и простой суммы индивидуальных компонентов (_i) (аддитивное действие) (=–_i), либо выражали в относительных единицах – (/_i)×100%. Выполнение неравенства >_i свидетельствовало о проявлении синергизма в совместном действии компонентов, а <_i – об эффекте антагонизма.

Критерием антиоксидантного действия служили начальная (W о_{2 нач}×10^-7, М×с^-1) и максимальная (W o_{2 max}×10^-7. М×с^-1) скорости процесса окисления в присутствии и в отсутствии 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 антиоксидантов (МО+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 2,5 мМ (0,34% от массы липидов). Зависимости изменения величины периодов индукции от концентрации бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида в системе окисления носили линейный характер, указанное соединение в смеси с лецитином проявляет синергическое действие, превосходило по своему ингибирующему действию прототип.

Изучение ингибирующего действия смесей бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с постоянными концентрациями лецитина показало, что зависимость периодов индукции от концентрации бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида также носит экстремальный характер с максимумом в области 4×10^-4 моль/л (0,05% от массы липидов). Диапазон эффективных концентраций соответствовал (2,0-30,0)×10^-4 моль/л, что составляет (0,03-0,41)% от массы липидов.

В связи с этим с целью отбора наиболее эффективных синергических смесей более подробно изучались двухкомпонентные составы, включающие бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и лецитин, при этом концентрации каждого из компонентов смеси выбирались из указанной области наибольшей эффективности смесей.

Диапазоны изменения концентрации каждого из компонентов, составляющих в целом наиболее высокоэффективные смеси, представлены следующими значениями, мас.%:

добавляемых в количестве 0,15-1,77% от массы липидов.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

ПРИМЕР 1

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0710 г (0,71%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с лецитином. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0030 г бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0680 г лецитина, что составляет соответственно 0,03% и 0,68% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, мас.%:

ПРИМЕР 2

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0730 г (0,73%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с лецитином. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0050 г бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0680 г лецитина, что составляет соответственно 0,05% и 0,68% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, мас.%:

ПРИМЕР 3

Берут 10 г (точная навеска) рыбных липидов, например липидов сиговых рыб, и добавляют 0,1020 г (1,02%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с лецитином. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0340 г бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0680 г лецитина, что составляет соответственно 0,34% и 0,68% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, мас.%:

ПРИМЕР 4

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,1220 г (1,22%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с лецитином. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0140 г бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,1080 г лецитина, что составляет соответственно 0,14% и 1,08% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, мас.%:

ПРИМЕР 5

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,1090 г (1,09%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с лецитином. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0410 г бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0680 г лецитина, что составляет соответственно 0,41% и 0,68% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, мас.%:

Эффективность ингибирующего действия смесей указанных выше веществ 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 сочетания ингибиторов окисления превосходят по величине эффективности прототип. Наибольшую эффективность по сравнению с прототипом проявляет смесь (пример 5), включающая 37,5% бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 62,5% лецитина, добавляемая в концентрации 0,41% и 0,68% соответственно от массы липидов, максимально достигаемый ингибирующий эффект составляет 4000 мин, соотношение компонентов смеси 1:1,7, при этом эффективность предлагаемой смеси выше эффективности прототипа на 251%.

Высокоэффективной является концентрация, приведенная в примере 3, соизмеримая с концентрацией -токоферола в прототипе. При ингибировании окисления с добавками 33,3,% бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 66,7% лецитина в концентрации 0,34% и 0,68% соответственно от массы липидов индукционный период составил 3415 мин. Эффективность использования предлагаемой смеси в метилолеате на 200% выше по сравнению со смесью -токоферола с лецитином и бензафлавином (прототип) (табл.1).

Было установлено, что эффективность синергизма при совместном использовании бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и лецитина в разных субстратах составляет от (20-25)%, тогда как для прототипа эффективность смесей изменялась в пределах (16,7-20,0)% (табл.1).

Из сравнения ингибирующего действия исследуемых смесей видно, что абсолютная величина периодов индукции смеси, включающей 33,3% бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 66,7% лецитина, добавляемых в количестве 0,34% и 0,68% от массы липидов соответственно, выше при окислении метилолеата (3415 мин), чем при окислении рыбных липидов (1340 мин). Эти данные объясняются более высокой степенью ненасыщенности входящих в состав рыбных липидов высших жирных кислот, а следовательно, и более высокой их окисляемостью. Однако сравнение для указанной смеси величин /_i

Установлен наиболее эффективный диапазон концентраций антиоксидантов от 0,10 до 3,00 мМ, ниже концентрации 0,10 мМ антиоксидант малоэффективен (период индукции составляет 30-70 мин), свыше концентрации 3 мМ эффективность синергизма с лецитином снижается до 2%. Добавки лецитина в концентрации ниже 1 мМ малоэффективны, а свыше 10 мМ промотируют (ускоряют) процесс окисления.

При изучении кинетики накопления гидропероксидов было показано, что в опытах с концентрацией 3,8% бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 96,2% лецитина в концентрации 0,03% и 0,68% от массы липидов соответственно, процент разрушения гидропероксидов составляет 44,4%, что не наблюдается в присутствии прототипа (табл.3).

Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достижением технического результата следующая. Полученные впервые эффекты ингибирования синергической смесью бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с лецитином могут быть объяснены, исходя из представлений о механизме антиоксидантного действия. Установлено, что оба компонента смеси воздействуют на сложный многостадийный процесс окисления по различным механизмам.

Так, в соответствии с литературными данными, -токоферол проявляет чрезвычайно высокую активность в реакции только 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

Таким образом, соединение бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид проявляет активность в реакции с пероксидными радикалами с константой скорости реакции К₇=1,30×10⁴ М^-1×с^-1, снижает скорость процесса окисления липидов в 2-4 раза, а также дополнительно снижает уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 44,4% (табл.3). Разрушение гидропероксидов под влиянием заявляемого соединений, в свою очередь, является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности. Лецитин действует как синергист окисления благодаря способности аминогрупп, входящих в его состав, разрушать гидропероксиды нерадикальным путем, а также при взаимодействии с остатками полиненасыщенных жирных кислот – фрагмента его структуры, восстанавливать феноксильные радикалы антиоксиданта, тем самым увеличивая эффективность ингибитора окисления /Сторожок Н.М. Межмолекулярные взаимодействия компонентов природных липидов в процессе окисления. Дис. … д-ра хим. наук. М.: Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, 1996. – С.360/.

Предлагаемый состав, включающий бис-[-3-(3’5′-дитрет.бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид и лецитин достигает эффект ингибирования окисления липидов при низких концентрациях компонентов смеси по сравнению с прототипом. Сочетание в одной композиции ингибитора, действующего на разные элементарные реакции сложного окислительного процесса, а также синергиста антиоксиданта, позволяет увеличить ингибирующую способность антиоксиданта и эффективно тормозить окисление полиненасыщенных субстратов.

Формула изобретения

Состав для стабилизации липидов, включающий фенольный антиоксидант и лецитин в качестве вещества синергиста антиоксиданта, отличающийся тем, что в качестве фенольного антиоксиданта используют бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:

добавляемых в количестве 0,15-1,77% 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: 01.04.2008

Извещение опубликовано: 27.03.2010 БИ: 09/2010