Способ получения масла, обогащенного жирными гидроксиоктадекадиеновыми кислотами (hode) или их эфирами, из масляной смеси, содержащей линолевую кислоту или ее эфиры

Способ получения масла, обогащенного жирными гидроксиоктадекадиеновыми кислотами (hode) или их эфирами, из масляной смеси, содержащей линолевую кислоту или ее эфиры

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу получения гидроксиоктадекадиеновых кислот, в особенности 9-гидрокси-10,12-октадекадиеновой кислоты и 13-гидрокси-9,11-октадекадиеновой кислоты и их смеси, а также их изомеров, таких как 9 (R/S)-гидрокси-10Е, 12Z-октадекадиеновая кислота, в случае необходимости, в виде их эфиров, в особенности в виде их этилового эфира.

В нижеследующем описании гидроксиоктадекадиеновую кислоту называют HODE.

Изобретение относится к способу получения HODE путем контролируемого окисления линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты, затем восстановления.

Изобретение относится также к способу получения HODE из обогащенных линолевой кислотой и/или линоленовой кислотой триглицеридов или из линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты в форме свободной жирной кислоты или в виде эфира или соли, например в виде этилового эфира.

Изобретение относится также к лекарственному средству, в частности для лечения ожирения, содержащему в качестве действующего начала HODE и фармакологически приемлемые носители.

Изобретение относится также к содержащей HODE пищевой добавке, в частности для лечения ожирения.

Изобретение относится также к косметическому средству, содержащему HODE и косметологически приемлемые носители, в частности для локализованного лечения избытка веса и его последствий в отношении внешнего вида кожи, таких как целлюлит, расширенные поры, жировые отложения на бедрах.

Как правило, допускают, что увеличение частоты случаев избытка веса и ожирения в развитых странах вызвано несоответствующим питанием, как за счет слишком значительного общего притока калорий, так и за счет слишком высокой доли липидов в этом притоке калорий. Эта очень значительная доля липидов в питании (оцениваемая в среднем примерно 50% энергетического вклада) может быть снижена в рамках низкокалорийных диет, при которых сильно уменьшено содержание жиров.

Однако содержание липидов не может быть снижено до величины менее 30% энергетического вклада в связи с тем, что они не только играют важную роль в текстуре и вкусовом восприятии пищи, но также и тем, что минимальное количество является необходимым в питании, в частности для биосинтеза основных жирных кислот и гормонов и обновления мембранных фосфолипидов.

Основным направлением исследований в отношении лечения ожирения, проводимых в течение нескольких десятилетий, следовательно, является селекция “нужных липидов”, т.е. липидов, которые не накапливаются в организме, но используются в качестве источника энергии. Согласно настоящему контексту, установлено, что природа жирных кислот, составляющих липиды, играет фундаментальную роль в их метаболизме. В качестве примера, жирные кислоты с короткой цепью являются более термогенными, чем жирные кислоты с длинной цепью.

Удалось установить, что длина цепи жирных кислот оказывает прямое влияние на расход энергии и, следовательно, на их накопление в организме.

Одной из целей изобретения является выявление молекулы, позволяющей осуществлять регуляцию липолитической активности адипоцита, т.е. способную гидролизовать аккумулированные в адипоцитах триглицериды до свободных жирных кислот и глицеринов.

Известно, что адреналин и кофеин представляют собой две молекулы, известные своим липолитическим действием. Это, в частности, молекулы, которые повышают содержание циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), согласно первой стадии активации липолиза.

Одной из целей изобретения, следовательно, является также выявление молекулы, которая активирует липолиз сильнее, чем кофеин или адреналин, благодаря стимуляции адипоцитарной продукции цАМФ.

Другой целью изобретения является выявление липолитической молекулы, просто и эффективно синтезируемой из обычно встречающихся в природе продуктов.

Изобретатели неожиданно нашли, что производные жирной гидроксиоктадекадиеновой кислоты (HODE) обладают представляющими интерес термогенными свойствами, не вызывая токсичности, и, в частности, 9-гидроксиоктадекадиеновая кислота в форме свободной кислоты или в виде эфиров или солей.

Изобретение относится, следовательно, к способу получения масла, обогащенного жирной гидроксиоктадекадиеновой кислотой (HODE) и, в частности, 9-гидроксиоктадекадиеновой кислотой (9-HODE), или ее эфирами или ее солями, из масляной смеси, содержащей линолевую кислоту и/или линоленовую кислоту или их эфиры или их соли, отличающемуся тем, что осуществляют контролируемое окисление линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты, или их эфиров, в присутствии катализатора окисления, причем окисление прекращают, когда общее содержание HODE или ее эфиров составляет выше по меньшей мере 5% и/или содержание изомерной 9-гидрокси-10,12-октадекадиеновой кислоты (9-HODE) или ее эфиров составляет выше по меньшей мере 1,5%, и восстанавливают с помощью восстановителя образовавшиеся во время реакции окисления гидропероксиды.

Исходная масляная смесь представляет собой растительное масло, включающее более 40 мас.% линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты в форме триглицеридов, такое как кукурузное масло, масло огуречника, сафлоровое масло, соевое масло, онагровое масло, подсолнечное масло, масло из семян черной смородины, масло зародышей пшеницы, конопляное масло, масло из тыквенных семечек, льняное масло.

Исходная масляная смесь представляет собой масляную смесь, содержащую более 40 мас.% линолевой кислоты и/или линоленовой килоты, предпочтительно, содержащую 75% этил-линолеата.

Конечное содержание в обогащенном масле всех HODE или 9-HODE составляет по меньшей мере 5 мас.%, соответственно, 1,5 мас.%.

Предпочтительно, конечное содержание в обогащенном масле всех HODE или 9-HODE составляет, соответственно, 10-12 мас.% и 2,2-2,5 мас.%.

Катализатором окисления является галогенид железа, меди, предпочтительно FеСl₃.

Восстановителем предпочтительно является NaBH₄.

Изобретение относится также к маслу, обогащенному жирной гидроксиоктадекадиеновой кислотой (HODE) или ее эфирами, или ее солями, получаемому как описано выше.

Изобретение относится также к лекарственному средству для лечения ожирения, содержащему в качестве действующего начала жирную 9-гидроксиоктадекадиеновую кислоту (9-HODE) или ее фармакологически приемлемые эфиры или соли, предпочтительно в виде обогащенного масла, получаемого как описано выше.

Изобретение относится также к пищевой добавке для лечения ожирения, содержащей в качестве действующего начала жирную 9-гидроксиоктадекадиеновую кислоту (9-HODE) или ее фармакологически приемлемые эфиры или соли, предпочтительно в виде обогащенного масла, получаемого как описано выше.

Изобретение относится также к косметическому средству для лечения ожирения, содержащему в качестве действующего начала жирную 9-гидроксиоктадекадиеновую кислоту (9-HODE) или ее косметологически приемлемые эфиры или соли, предпочтительно в виде обогащенного масла, получаемого как описано выше.

Согласно изобретению, гидроксиоктадекадиеновую кислоту (HODE) получают путем контролируемого окисления линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты. Эти жирные кислоты присутствуют в многочисленных растительных маслах.

Например, следующие растительные масла включают более 40% линолевой кислоты в форме триглицеридов: масло огуречника, сафлоровое масло, соевое масло, онагровое масло, подсолнечное масло, масло из семян черной смородины, масло зародышей пшеницы, конопляное масло, масло из тыквенных семечек, льняное масло.

Согласно первому варианту осуществления изобретения, HODE можно получать из обогащенных линолевой и/или линоленовой кислотой триглицеридов. Этот способ представляет интерес из-за того, что он позволяет использовать природное растительное масло, которое прекрасно приспособлено для использования пероральным путем, но обладает тем недостатком, что оно заметно ограничивает конечное содержание изомера 9-HODE. В самом деле, тот факт, что линолевая и/или линоленовая кислота находится в форме глицеридов, ограничивает эффект окисления, которое представляет собой первую стадию получения 9-HODE, однако, главным образом содержание линолевой кислоты порядка 40-50% среди совокупности жирных кислот природного масла ограничивает конечное содержание 9-HODE.

Структурой исходного продукта является триглицерид линолевой кислоты или эфир линолевой кислоты следующей общей формулы (I):

в которой Х означает триглицерильный остаток или этильный остаток или любой другой низший алкильный остаток с 1-6 атомами углерода.

Такое соединение содержит двойную связь в положении 9, 10 и двойную связь в положении 12, 13. Путем контролируемого окисления получают, согласно изобретению, соединения следующих общих формул (II) и (III):

которое представляет собой глицериловый или алкиловый эфир 9-гидрокси-10,12-октадекадиеновой кислоты,

или

которое представляет собой глицериловый или алкиловый эфир 13-гидрокси-9,11-октадекадиеновой кислоты.

Путем контролируемого окисления соединения формулы (I) получают, таким образом, смесь изомеров формул (II) и (III).

Линоленовая кислота существует в двух формах: α-линоленовая кислота (или (Z,Z,Z)-9,12,15-октадекатриеновая кислота) и γ-линоленовая кислота (или (Z,Z,Z)-6,9,12-октадекатриеновая кислота).

Реакцию окисления проводят в присутствии катализатора окисления, такого как галогенид железа, меди, предпочтительно FеСl₃. Реакция имеет продолжительность, составляющую от 12 до 78 часов, а температура реакции составляет от -20°С до 40°С, при атмосферном давлении и/или при пониженном давлении. Степень окисления контролируют с помощью различных критериев:

- количественное определение образовавшихся гидроксидов путем газовой хроматографии;

- изменение коэффициента поглощения в ультрафиолетовой области при длине волны 235±5 нм;

- изменение показателя преломления.

Когда массовый процент соединения формулы (II) (9-HODE) или массовый процент смеси соединений формулы (II) и (III) достигает 1-20%, смесь восстанавливают, а именно восстанавливают гидропероксиды, образовавшиеся во время реакции окисления. Используют этанольный раствор NaBH₄ или этанольный раствор любого другого восстановителя, который добавляют частями в реакционную смесь. Температуру смеси поддерживают в диапазоне 4-25°С. Восстановление заканчивают, когда температура становится постоянной. Реакционную смесь нейтрализуют до значения рН, равного 6-7, путем добавления раствора кислоты, предпочтительно раствора фармакологически и/или косметологически приемлемой кислоты, например лимонной кислоты.

Соединения формулы (II) и (III) экстрагируют гексаном или любым другим органическим растворителем, который может их растворять. Органическую фазу промывают водой до нейтральной реакции.

Затем органическую фазу сушат над безводным сульфатом натрия или безводным сульфатом магния.

После этого фильтрат выпаривают в вакууме.

Полученный продукт представляет собой маслянистую жидкость светло-желтого цвета, обладающую слегка ароматическим запахом. Общее содержание соединений формул (II) и (III) (определяемое путем газовой хроматографии) в нем составляет выше 5 мас.% и содержание соединения формулы (II) [9(R/S)-гидрокси-10Е, 12Z-октадекадиеновой кислоты или эфира 9 (R/S)-гидрокси-10Е, 12Z-октадекадиеновой кислоты] составляет выше 1,5 мас.%.

Согласно второму варианту осуществления изобретения, который является предпочтительным, исходным продуктом является масляная смесь, содержащая 75 мас.% этиллинолеата.

Принцип этого варианта такой же, как и описанный в случае первого варианта осуществления изобретения. Осуществляют селективное окисление этиллинолеата, затем восстановление образовавшихся гидропероксидов и очистку путем последовательных промывок. Получают масло светло-желтого цвета со специфическим запахом, содержащее примерно 2,5 мас.% 9-гидрокси-10Е, 12Z-октадекадиеновой кислоты (в виде этилового эфира) и 12% смеси соединений формул (II) и (III) (в виде этиловых эфиров). Гидроксильная группа может находиться в положении 9 или 13 и двойные связи в конъюгированной форме могут находиться в положении 10,12 (транс, транс и цис, транс) и в положении 9,11 (транс, транс и цис, транс).

Пример получения обогащенного HODE масла из смеси, содержащей 75% этиллинолеата

1. Окисление

В термостатируемый реактор вводят 500 г 75%-ного этиллинолеата. Добавляют 0,500 г безводного FеСl₃ (катализатор окисления), доводят смесь до температуры, близкой к 25-27°С, и смесь поддерживают при постоянном перемешивании.

В реакционную смесь барботируют кислород (технического качества) при помощи фильтра из нержавеющей стали или из бронзы с пористостью 2-4 мкм (тип фильтра для ВЭЖХ или фильтр для частиц в случае газа). Этот "тонкий" барботаж поддерживают при расходе 1 литр/мин в течение 48-72 часов.

Степень окисления контролируют

- либо путем измерения показателя преломления при температуре 20°С сырого продукта из реакционной смеси;

- либо путем измерения коэффициента поглощения в ультрафиолетовой области при длине волны 234 нм (детекция конъюгированных диенов);

- путем количественного определения с помощью парофазной хроматографии после восстановления образца, отобранного из реактора.

Окисление прекращают, когда содержание 9-HODE и/или всех HODE составляет, соответственно, 2,2-2,5% и 10-12%.

2. Восстановление

В гидроперокисленную смесь добавляют 0,16 г антиоксиданта типа Coviox Т 70. Приготовляют 2%-ный (масса/объем) раствор NaBH₄ в этаноле и охлаждают его до температуры примерно 4°С. Этот восстанавливающий раствор медленно и в виде нескольких порций приливают к гидроперокисленной смеси, поддерживая температуру реакционной среды ниже 25°С (примерно 20°С).

Фазу восстановления заканчивают, когда температура становится постоянной, тогда как перемешивание продолжают при комнатной температуре (примерно в течение 1 часа).

Во время реакции восстановления выделяется водород.

3. Нейтрализация до рН=6-7

К реакционной смеси медленно и при перемешивании добавляют 100 мл 25%-ного раствора лимонной кислоты в этаноле. Может происходить выделение водорода и иногда осаждение цитрата натрия.

4. Экстракция, декантация, промывка и высушивание

К реакционной смеси при быстром перемешивании добавляют 500 мл н-гексана, затем 500 мл воды и оставляют отстаиваться. После разделения двух фаз рекуперируют органическую фазу.

Эту органическую фазу промывают до нейтральной реакции промывных вод, затем сушат путем фильтрации через примерно 140 г безводного сульфата натрия.

5. Выпаривание

К органической фазе добавляют 0,16 г антиоксиданта (Coviox Т 70) и н-гексан выпаривают в вакууме при температуре около 50-60°С.

6. Кондиционирование и хранение

Полученное масло хранят в сосуде из темного стекла или сосуде в виде бочонка в атмосфере азота и при температуре ниже 10°С.

Фармакологические свойства

Целью изобретения является выявление молекулы, обладающей активностью в отношении липолиза, т.е. способной благоприятствовать гидролизу аккумулированных в адипоцитах триглицеридов, причем таким образом высвободившиеся жирные кислоты затем метаболизируются.

Фармакологическое исследование при использовании человеческих адипоцитов

Целью этого исследования является изучение влияния 9-HODE на продукцию циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), который является активатором липолиза, в человеческих адипоцитах. Изучают влияние 9-HODE по сравнению с таковым адреналина и кофеина, которые представляют собой две молекулы, известные своими стимулирующими воздействиями на липолиз.

Найдено, что концентрация 10^-4 М 9-HODE вызывает увеличение содержания цАМФ, эквивалентное достигаемому с помощью 10^-3 М кофеина, и выше увеличения, какова бы ни была концентрация, получаемого за счет адреналина.

При концентрации 10^-3 М 9-HODE концентрация цАМФ в 10 раз выше получаемой с помощью кофеина (7940 фемтомоль цАМФ/ миллион адипоцитов против 799).

Эти результаты позволяют сделать вывод, что 9-HODE in vitro является эффективным активатором липолиза за счет более сильной стимуляции адипоцитарной продукции цАМФ по сравнению с молекулами кофеина и адреналина.

Исследования на крысе

Проводят исследование при использовании двенадцати крыс, которых сначала подвергают ограничению в пище (моделирование диеты) в течение двух недель и которые затем получают нормальное питание (набор веса) в сочетании или нет с введением подсолнечного масла, обработанного согласно способу по изобретению и содержащего 2 мас.% 9-HODE. Используют контрольную группу, которая получает подсолнечное масло без 9-HODE. После обработки в течение одиннадцати дней в обеих группах определяют жировую массу.

Полученные результаты в группе, получающей содержащее 2 мас.% 9-HODE подсолнечное масло, показывают, что жировая масса достоверно (р<0,001) меньше на 25%, чем определенная в группе плацебо (21,8 г по сравнению с 29,5 г в контрольной группе).

Введение пероральным путем содержащего 2 мас.% 9-HODE подсолнечного масла таким образом позволяет статистически значимым образом уменьшать массу жира у крыс, получающих это растительное масло.

Исследование кожной пенетрации

Осуществляют исследование кожной пенетрации in vitro при использовании человеческой кожи с клетками FRANZ. Эти клетки включают поверхность человеческой кожи размером 1,76 см², на которую наносят 800 мкг 9-HODE. После контакта в течение 6 час осуществляют количественное определение 9-HODE путем газовой хроматографии на поверхности образца человеческой кожи, в эпидермисе, в дерме и в рецепторной фазе.

Распределение 9-HODE следующее:

- поверхность кожи 33%

- эпидермис 11%

- дерма 32%

- рецепторная фаза 24%.

Таким образом, 9-HODE обладает способностью к значительной кожной пенетрации, позволяющей ей прямо воздействовать на уровне адипоцитов.

КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 9-HODE

Клиническое исследование эффективности косметического геля, содержащего 0,5% 9-HODE

Проводят клиническое исследование двадцати женщин, имеющих излишек жировых тканей на уровне бедер ("жировые отложения на бедрах"). Испытуемым наносили на каждое бедро в течение месяца, два раза в день, гель, содержащий 0,5% HODE. Критерием эффективности является величина окружности бедра на двух уровнях.

Полученные результаты свидетельствуют об эффективности продукта, т.к. наблюдают уменьшение окружности на 6 мм на верхнем уровне и на 5,4 мм на нижнем уровне бедра, причем эти две величины уменьшения статистически очень значимы.

Клиническое исследование эффективности косметического геля, содержащего 1,5% 9-HODE

Другое исследование проводили на 21 женщине, имеющей жировой излишек на уровне бедер. Исследуемым продуктом являлся косметический раствор, содержащий 1,5% HODE, и это исследование позволило показать статистически значительное уменьшение окружности бедер на 7 мм, начиная с двенадцатого дня нанесения, и на 10 мм после нанесения в течение 24 дней. С другой стороны, у 80% женщин наблюдали четкое улучшение упругости кожи и уменьшение эффекта целлюлита и расширенных пор.

Клиническое исследование повышения термогенеза после разового перорального приема 9-HODE

Исследование проводят на десяти здоровых испытуемых, которые поглощали в случайном порядке следующие продукты:

- подсолнечное масло 20 г

- подсолнечное масло 20 г, содержащее 2% 9-HODE.

Каждый испытуемый получает в неделю каждого периода продукты в случайном порядке (перекрестный протокол или "cross over").

Испытуемые проводят два часа в калориметрической камере (базальный энергетический расход), затем поглощают один из двух продуктов во время стандартной еды в 800 ккал и остаются в течение 6 часов в калориметрической камере (энергетический расход после обработки).

Средний расход энергии (кДж/мин) в случае двух продуктов:

	Базальный энергетический расход	Энергетический расход после обработки
Подсолнечное масло	5,76	6,35
Подсолнечное масло + 2% 9-HODE	5,68	6,82

Различие в расходе энергии после обработки статистически значительно (р<0,01). Это повышение термогенеза, близкое к 8%, особенно представляет интерес для лечения ожирения.

Следовательно, согласно изобретению, можно лечить ожирение пероральным путем и локализованный излишек веса локальным путем. В случае перорального пути, 9-HODE может быть введена в форме кислоты или в виде триглицерида. В случае локального пути, 9-HODE предпочтительно вводят в форме свободной кислоты,

9-HODE можно вводить в качестве пищевой добавки в виде желатиновых капсул, таблеток, годного для питья раствора, пастилок, жевательных резинок и т.д. и/или в пищевых продуктах. Можно использовать чистую или разбавленную 9-HODE в кремах, гелях, косметических карандашах, помадах, и т.д.

Нанесенная на зоны массового излишка, она может оказывать прямое воздействие на адипоциты. 9-HODE можно вводить в качестве лекарственного средства системным или локальным путем для лечения ожирения. Вводимые дозы, например, пероральным путем составляют 50-5000 мг/день, а локальным путем - 0,1-100%.

1. Способ получения масла, обогащенного жирными гидроксиоктадекадиеновыми кислотами (HODE) или их эфирами, из масляной смеси, содержащей линолевую кислоту или ее эфиры, отличающийся тем, что осуществляют контролируемое окисление линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты или их эфиров в присутствии катализатора окисления, причем окисление прекращают, когда содержание всех HODE или их эфиров составляет выше 5% и/или содержание изомерной 9-гидрокси-10,12-октадекадиеновой кислоты (9-HODE) или ее эфиров составляет выше 1,5%, и восстанавливают с помощью восстановителя в присутствии антиоксиданта образовавшиеся во время реакции окисления гидропероксиды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходная масляная смесь представляет собой растительное масло, включающее более 40 мас.% линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты в форме триглицеридов, такое как кукурузное масло, масло огуречника, сафлоровое масло, соевое масло, онагровое масло, подсолнечное масло, масло из семян черной смородины, масло зародышей пшеницы, конопляное масло, масло из тыквенных семечек, льняное масло.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходная масляная смесь представляет собой масляную смесь, содержащую более 40 мас.% линолевой кислоты и/или линоленовой кислоты, в виде этилового эфира, предпочтительно, содержащую 75% этиллинолеата.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что конечное содержание в обогащенном масле всех HODE или 9-HODE составляет по меньшей мере 5 мас.%, соответственно, 1,5 мас.%.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что конечное содержание в обогащенном масле всех HODE или 9-HODE составляет 10-12 мас.%, соответственно, 2,2-2,5 мас.%.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что катализатором окисления является галогенид железа, меди, предпочтительно FеСl_з.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что восстановителем предпочтительно является NaBH₄.

8. Обогащенное жирной 9-гидроксиоктадекадиеновой кислотой (9-HODE) или ее эфирами или ее солями масло, обладающее липолитическим действием, с содержанием HODE выше 5% и/или с содержанием 9-HODE выше 1,5%, которое может быть получено с помощью способа по любому из пп.1-7.

9. Лекарственное средство для лечения ожирения, содержащее в качестве действующего начала жирную 9-гидроксиоктадекадиеновую кислоту (9-HODE) или ее фармакологически приемлемые эфиры или соли, предпочтительно в виде обогащенного масла по п.8.

10. Пищевая добавка для лечения ожирения, содержащая в качестве действующего начала жирную 9-гидроксиоктадекадиеновую кислоту (9-HODE) или ее фармакологически приемлемые эфиры или соли, предпочтительно в виде обогащенного масла по п.8.

11. Косметическое средство для локализованной обработки избытка веса и его последствий в отношении внешнего вида кожи, таких как целлюлит; расширенные поры, жировые отложения на бедрах, содержащее в качестве действующего начала жирную 9-гидроксиоктадекадиеновую кислоту (9-HODE) или ее косметологически приемлемые эфиры или соли, предпочтительно в виде обогащенного масла по п.8.