Патент на изобретение №2290430

(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 синергист антиоксиданта. При этом в качестве антиоксиданта используют бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид, а в качестве синергиста антиоксиданта – 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинат. Заявленный состав добавляют в концентрации 0,01-0,75% от массы липидов. При этом все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет снизить скорость процесса окисления липидов в 5-10 раз, а также снизить уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов на 73,1%. 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. 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 С 11 В 5/00, опубликованный 20.07.1996 г.).

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, особенностью является то, что вместо -токоферола используют бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид, вместо бензафлавина и лецитина используют 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинат (мексидол) при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:

добавляемых в концентрации 0,01-0,75% от массы липидов.

Предлагаемое соединение бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид 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 бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид 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 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.

3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинат (мексидол) разработан на базе Института биохимической физики (ИБХФ) им. Н.М.Эмануэля РАН, НИИ фармакологии РАМН и Всероссийского научного центра биологически активных веществ. Мексидол – антиоксидант широкого спектра биологического действия. Он повышает резистентность организма к воздействию экстремальных факторов и кислородозависимым патологическим состояниям. В последнее время мексидол применяется для лечения соматической патологии, для профилактики и устранения последствий стрессорного воздействия (Патент 2241456 RU, МПК⁷ А 61 К 31/44, опубликованный 10.12.2004, Патент 2003107504 RU, МПК⁷ А 61 К 31/44, опубликованный 10.09.2004, Патент 2144822 RU, МПК⁷ А 61 К 31/44, опубликованный 27.01.2000, Патент 2134109 RU, МПК⁶ А 61 К 31/44, опубликованный 10.08.1999).

Минимальная токсичность и высокие антиоксидантные свойства позволяют широко использовать бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид в составе смеси с мексидолом 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 0,002-1,500% от массы липидов.

В присутствии определенной добавки ингибиторов окисления -токоферола, бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, а также прототипа записывалась кинетика окисления с использованием вышеописанных методов. На основании полученных данных строились кинетические кривые поглощения кислорода (О_2, 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 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 o_{2 max (МО)}/W o_{2 max (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 (0,25-8,00) 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 мексидолом проявляло синергическое действие, превосходящее по своему ингибирующему действию прототип.

Изучение ингибирующего действия смесей бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида с 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинатом с постоянными концентрациями 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината 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 2×10^-4 моль/л (0,03% от массы липидов). Диапазон эффективных концентраций соответствовал (0,5-5,0)×10^-4 моль/л, что составляет (0,01-0,07)% от массы липидов. Диапазон эффективных концентраций смесей бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфидом с 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинатом с постоянными концентрациями бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида соответствовал (0,5-50,0)×10^-4 моль/л, что составляет (0,01-0,68)% 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]-дисульфид и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинат, 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, масса в %:

добавляемых в концентрации 0,01-0,75% 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 0,0040 г (0,04%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0030 г бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0010 г 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, что составляет соответственно 0,03% и 0,01% 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 0,0110 г (0,11%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0010 г бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0100 г 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, что составляет соответственно 0,01% и 0,10% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, мас.%:

ПРИМЕР 3

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0080 г (0,08%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0010 г бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0070 г 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, что составляет соответственно 0,01% и 0,07% 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 0,0350 г (0,35%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0010 г бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0340 г 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, что составляет соответственно 0,01% и 0,34% 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 0,0690 г (0,69%) смеси бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0010 г бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида, 0,0680 г 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, что составляет соответственно 0,01% 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 2,0% бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 98,0% 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, добавляемая в концентрации 0,01% и 0,68% соответственно от массы липидов, максимально достигаемый ингибирующий эффект составляет 2250 мин, соотношение компонентов смеси 1:50, при этом эффективность предлагаемой смеси выше эффективности прототипа на 97,4%.

Было установлено, что эффективность синергизма при совместном использовании бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината в разных субстратах составляет от (42,1-65,9)%, тогда как для прототипа эффективность смесей изменялась в пределах (16,7-20,0)% (табл.1).

Высокоэффективной является концентрация, приведенная в примере 4, соизмеримая с концентрацией -токоферола в прототипе. При ингибировании окисления с добавками смеси, включающей 3,8% бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 96,2% 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, добавляемая в концентрации 0,01% и 0,34% соответственно от массы липидов, достигаемый ингибирующий эффект составляет 1680 мин, что выше эффективности прототипа на 47,4%.

Из сравнения ингибирующего действия исследуемых смесей видно, что абсолютная величина периодов индукции смеси, включающей 3,8% бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 96,2% 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината, добавляемых в количестве 0,01% и 0,34% от массы липидов соответственно, выше при окислении метилолеата (1680 мин), чем при окислении рыбных липидов (330 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, масса в %:

добавляемых в концентрации 0,01-0,75% от массы липидов.

При изучении кинетики накопления гидропероксидов было показано, что в опытах с концентрацией 50,0% бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфида и 50,0% 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината в концентрации 0,03% и 0,03% от массы липидов соответственно, процент разрушения гидропероксидов составляет 73,1%, 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 и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината 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 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 раза, а также дополнительно снижает уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 44,4% (табл.3).

Для 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцината константа скорости реакции К₇=2,80×10⁴ М^-1×с^-1 снижает скорость окисления липидов в 8 раз, снижает уровень гидропероксидов на 19,7%.

Смесь компонентов снижает скорость процесса окисления липидов в 5-10 раз, а также дополнительно снижает уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов на 73,1%. Разрушение гидропероксидов под влиянием смеси заявляемых соединений, в свою очередь, является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности по сравнению с прототипом.

Предлагаемый состав, включающий бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид и 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинат достигает эффекта ингибирования окисления липидов при низких концентрациях компонентов смеси по сравнению с прототипом. Сочетание в одной композиции ингибиторов, действующих на разные элементарные реакции сложного окислительного процесса, а также присутствие эффекта синергизма антиоксидантов, позволяет увеличить ингибирующую способность смеси и эффективно тормозить окисление полиненасыщенных субстратов.

Формула изобретения

Состав для стабилизации липидов, включающий фенольный антиоксидант и синергист антиоксиданта, отличающийся тем, что в качестве антиоксиданта используют бис-[-3-(3’5′-дитрет-бутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид, в качестве синергиста антиоксиданта используют 3-гидрокси-6-метил-2-этилпиридина сукцинат при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:

добавляемых в концентрации 0,01-0,75% 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: 15.06.2008

Извещение опубликовано: 20.06.2010 БИ: 17/2010