|
|
(21), (22) Заявка: 2006108289/13, 16.03.2006
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
16.03.2006
(46) Опубликовано: 20.10.2007
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2077558 C1, 20.04.1997. RU 2157829 C1, 20.12.2000. RU 2181757 C2, 27.04.2002. ЭМАНУЭЛЬ Н.М., ЛЯСКОВСКАЯ Ю.Н., Торможение процессов окисления жиров. – М.: Пищепромиздат, 1961, стр.236-282.
Адрес для переписки:
625000, г.Тюмень, ул. Володарского, 38, ТюмГНГУ, патентно-информационный отдел
|
(72) Автор(ы):
Перевозкина Маргарита Геннадьевна (RU),
Сторожок Надежда Михайловна (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Тюменский государственный нефтегазовый университет” (RU)
|
(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  -токоферол и синергист антиоксиданта. При этом в качестве синергиста антиоксиданта используют сульфид 1-(N-4 -гидроксифенилпропил-3,3,5-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Заявленный состав добавляют в количестве 0,04-0,28% от массы липидов. При этом все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет снизить скорость процесса окисления липидов в 2-5 раз, а также снизить уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов на 74,5%. 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, масса в %:
| -токоферол (или -токоферола ацетат) |
– 2,4-80,0 |
| бензафлавин |
– 2,3-76,9 |
| лецитин |
– 8,3-93,8, |
добавляемых в количестве 0,4-5,2% от массы липидов / Патент 2077558 RU, МПК6 С11В 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 расширение ассортимента эффективных смесей природных и синтетических антиоксидантов, 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 -токоферол и синергист антиоксиданта, особенностью является то, что в качестве синергиста антиоксиданта использован сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты при следующих соотношениях компонентов в смеси, масса в %:
| -токоферол |
29,4-93,8, |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
6,2-70,6, |
добавляемых в количестве 0,04 – 0,28% от массы липидов.
Отличие заявляемого состава от известного состоит в том, что вместо бензафлавина и лецитина используют сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Предлагаемое соединение сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты было синтезировано в Новосибирском Институте органической химии им. Н.Н.Ворожцова СО РАН с целью расширения ассортимента нетоксичных биологически активных ингибиторов окисления. Соединения не обладают местным и общетоксическим действием, не оказывают влияния на эмбриогенез и развитие потомства.
Предлагаемое соединение сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты проявляет активность в реакции с пероксильными 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.
Дополнительно, производное салициловой кислоты является УФ-стабилизатором (адсорбером). В медицинской практике УФ-адсорберы используются для защиты кожи, особенно внутренних ее слоев. Для этой цели требуется адсорбер, поглощающий УФ-облучение в области 300-350 нм, поскольку считается, что облучение в этой области способно проникать глубоко в ткани организма / Орлова С.В. Энциклопедия биологически активных добавок к пище. М. – 1998. – Т.2. – С.147-148/. При этом известно, что облучение УФ-светом эффективно инициирует окислительные превращения. Таким образом, наличие антиоксиданта здесь также необходимо. Предлагаемое производное салициловой кислоты содержат в своей структуре одновременно фрагмент адсорбера и фрагмент антиоксиданта, в качестве последнего может выступать фрагмент пространственно затрудненного фенола. Минимальная токсичность и высокие антиоксидантные и светостабилизирующие свойства позволяют широко использовать изучаемое производное салициловой кислоты в косметической и химико-фармацевтической промышленности для получения стабильных липидосодержащих лечебно-косметических средств и лекарственных препаратов.
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.
– 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:
| -токоферол |
0,10-8,0 мМ |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
0,05-1,50 мМ, |
добавляемых в количестве 0,02-1,29% от массы липидов.
В присутствии определенной добавки ингибиторов окисления -токоферола, сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, смеси -токоферола и 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 (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 (Wo2нач×10-7, M×c-1) и максимальная (Wo2max×10-7, M×c-1) скорости процесса окисления в присутствии и в отсутствие антиоксиданта. Эффективность стабилизации окисления определяли также по величине Wo2max(МО)/Wo2max(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 сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты в системе окисления носили линейный характер, указанное соединение в смеси с -токоферолом проявляло синергическое действие, превосходящее по своему ингибирующему действию прототип.
Изучение ингибирующего действия смесей -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты с постоянными концентрациями -токоферола показало, что зависимость периодов индукции от концентрации сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты также носит экстремальный характер с максимумом в области 4×10-4 моль/л (0,05% от массы липидов). Диапазон эффективных концентраций соответствовал (1,0-6,0)×10-4 моль/л, что составляет (0,01-0,08)% от массы липидов. Диапазон эффективных концентраций смесей -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты с постоянными концентрациями сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты соответствовал (2,5-15,0)×10-4 моль/л, что составляет (0,03-0,20)% от массы липидов.
В связи с этим с целью отбора наиболее эффективных синергических смесей более подробно изучались двухкомпонентные составы, включающие -токоферол и сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, 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 %:
| -токоферол |
29,4-93,8 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
6,2-70,6, |
добавляемых в количестве 0,04-0,28% от массы липидов.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами, для технологии приготовления антиоксидантных композиций расчеты также приведены в граммах.
ПРИМЕР 1
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0044 г (0,04%) смеси -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0034 г (2,5×10-4 моль/л) -токоферола, 0,0010 г (1,0×10-4 моль/л) сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,03% и 0,01% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| -токоферол |
71,4 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
28,6 |
ПРИМЕР 2
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0064 г (0,06%) смеси -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0034 г (2,5×10-4 моль/л) -токоферола, 0,0030 г (2,0×10-4 моль/л) сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,03% и 0,03% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| -токоферол |
55,6 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
44,4 |
ПРИМЕР 3
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0078 г (0,08%) смеси -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0068 г (5,0×10-4 моль/л) -токоферола, 0,0010 г (1,0×10-4 моль/л) сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,07% и 0,01% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| -токоферол |
83,3 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
16,7 |
ПРИМЕР 4
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0110 г (0,11%) смеси -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0100 г (7,5×10-4 моль/л) -токоферола, 0,0010 г (1,0×10-4 моль/л) сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,10% и 0,01% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| -токоферол |
88,2 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
11,8 |
ПРИМЕР 5
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0150 г (0,15%) смеси -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0140 г (10,0×10-4 моль/л) -токоферола, 0,0010 г (1,0×10-4 моль/л) сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этилсалициловой кислоты, что составляет соответственно 0,14% и 0,01% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| -токоферол |
90,9 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
9,1 |
ПРИМЕР 6
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0170 г (0,17%) смеси -токоферола с сульфидом 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0140 г (10,0×10-4 моль/л) -токоферола, 0,0030 г (2,0×10-4 моль/л) сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, что составляет соответственно 0,14% и 0,03% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| -токоферол |
83,3 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
16,7 |
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 таблице 1. Из данных таблицы 1 видно, что все рекомендуемые сочетания ингибиторов окисления превосходят по величине эффективности прототип. Наибольшую эффективность по сравнению с прототипом проявляет смесь (пример 6), включающая 83,3% -токоферола и 16,7% сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, добавляемая в концентрации 0,14% и 0,03% соответственно от массы липидов, максимально достигаемый ингибирующий эффект составляет 1380 мин, соотношение компонентов смеси 5:1, при этом эффект синергизма составляет 66,3%.
Было установлено, что эффективность синергизма при совместном использовании -токоферола и сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты в разных субстратах составляет от (20-71)%, тогда как для прототипа эффективность смесей изменялась в пределах (16-20)% (таблица 1).
Из сравнения ингибирующего действия исследуемых смесей видно, что абсолютная величина периодов индукции смеси, включающей 83,3% -токоферола и 16,7% сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этилсалициловой кислоты, добавляемых в количестве 0,14% и 0,03% от массы липидов соответственно, выше при окислении метилолеата (1380 мин), чем при окислении рыбных липидов (290 мин). Однако сравнение для указанной смеси величин /i
Установлен наиболее эффективный диапазон концентраций антиоксидантов, масса в %:
| -токоферол |
29,4-93,8 |
| сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил- |
|
| -3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
6,2-70,6, |
добавляемых в количестве 0,04-0,28% от массы липидов.
При изучении кинетики накопления гидропероксидов было показано, что в опытах с концентрацией 83,3% -токоферола и 16,7% сульфида 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этилсалициловой кислоты в концентрации 0,14% и 0,03% от массы липидов соответственно процент разрушения гидропероксидов составляет 74,5%, что не наблюдается в присутствии прототипа (таблица 3).
Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достижением технического результата следующая. Полученные впервые эффекты ингибирования синергической смесью -токоферола и 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. 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 пероксильными радикалами (RO2  ), ведущими процесс окисления. Константа скорости реакции -токоферола с RO2 (реакции 7 согласно классической схемы) составляет 3,60×106 М-1×с-1
Таким образом, соединение сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты проявляет активность в реакции с пероксильными радикалами с константой скорости реакции К7=0,74×104 М-1×с-1, снижает скорость процесса окисления липидов в смеси с -токоферолом в 2-5 раз, а также дополнительно снижает уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 74,5% (таблица 3). Разрушение гидропероксидов под влиянием смеси заявляемого соединения, в свою очередь, является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности.
Предлагаемый состав, включающий -токоферол и сульфид 1-(N-4′-гидроксифенилпропил-3,3′,5′-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты, 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 -токоферол и синергист антиоксиданта, отличающийся тем, что в качестве синергиста антиоксиданта использован сульфид 1-(N-4-гидроксифенилпропил-3,3,5-три-трет-бутил)-5-этил салициловой кислоты при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:
| -токоферол |
29,4-93,8 |
| сульфид 1-(N-4-гидроксифенилпропил- |
|
| 3,3,5-три-трет-бутил)-5-этил |
|
| салициловой кислоты |
6,2-70,6 |
добавляемых в количестве 0,04-0,28% 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: 17.03.2008
Извещение опубликовано: 27.03.2010 БИ: 09/2010
|
|
