Наночастица (варианты), ее содержащая композиция, включающий названную композицию продукт питания и способ получения наночастиц (варианты)

Наночастица (варианты), ее содержащая композиция, включающий названную композицию продукт питания и способ получения наночастиц (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение используют в пищевой, фармацевтической и косметической отраслях и в области нанотехнологии, и оно состоит из инкапсуляции биологически активных соединений с использованием казеина в качестве покрывающего вещества.

Уровень техники

Пищевая промышленность нуждается в технологическом развитии, чтобы соответствовать новым запросам потребителей. Нанотехнология представляет большие возможности для коренной перестройки пищевой промышленности, поскольку посредством данной технологии возможно инкапсулировать биологические активные соединения (БАС), например, вкусовые добавки, витамины, минералы, эфирные масла, антиоксиданты, пребиотики и т.п., с целью получения многочисленных преимуществ, например, с целью увеличения периода хранения продукта, уменьшения количества используемых БАС, контроля из высвобождения, повышения их биодоступности, маскировки нежелательных вкусов и т.п.

При разработке носителя, подходящего для инкапсуляции БАС, очень важно правильно выбрать материал, используемый в качестве покрывающего вещества или матрицы, в этом плане должны быть приняты во внимание лекарственная форма, ее токсичность, продукт (продукт питания, косметический, фармацевтический продукт и т.п.), в который будет введен препарат, и т.п. в числе других факторов. В области нанотехнологии пищевых продуктов не рекомендуется использовать синтетические полимеры, поскольку они могут нести проблемы токсичности. Природные полимеры не имеют данных недостатков, однако их использование предполагает разработку более сложных способов получения частиц, более того, в большинстве случаев размер полученных частиц (превышающий 100 мкм в большинстве случаев) сложно контролировать, вследствие этого данные наночастицы могут быть замечены потребителем и изменить органолептические свойства целевого пищевого продукта.

Белки входят в материалы, традиционно используемые в качестве веществ для покрытия БАС. Описано использование казеина как носителя для инкапсуляции гидрофобных БАС, предназначенных для использования в пищевых продуктах (см. СА 2649788 и ЕР 2011472).

Фолиевая кислота (птероилмоноглутаминовая кислота или витамин В9), водорастворимый витамин группы В, входящий в группу фолатов, является основным в важных биохимических процессах, таких как синтез ДНК. Ее недостаток ассоциирован с наличием мегалобластной анемии, болезни Альцгеймера, синдрома Дауна, гуморальных нарушений, некоторых типов рака (раком толстой кишки, раком шейки матки, лейкозом, раком поджелудочной железы), дефектов нервных трубок, появляющихся в процессе развития плода, осложнений во время беременности и мужского бесплодия. Однако она не может быть синтезирована организмом, поэтому должна вводиться с помощью различных добавок или диеты.

Хотя фолаты по природе присутствуют в продуктах питания (например, фруктах и овощах), в основном в форме полиглутаматов, их биодоступность, как правило, 50% или меньше, является неполной. Вследствие этого употребление продуктов питания, обогащенных фолиевой кислотой, может создавать дополнительную возможность повышения потребления указанного витамина в тех случаях, когда потребление фолатов ниже, чем рекомендуется. Тем не менее, биодоступность фолиевой кислоты, добавляемой в продукты питания, является неполной вследствие (в числе других причин) эффекта матрицы (фолиевая кислота может быть связана с компонентом продукта питания, что, таким образом, препятствует ее всасыванию) или присутствия какого-либо компонента в продукте питания, который снижает ее биодоступность. Кроме того, фолиевая кислота не очень хорошо всасывается, если она не солюбилизирована, в кишке. Недостатком добавок или витаминизированных препаратов с фолиевой кислотой, которые вводят с помощью капсул, таблеток и т.п., является то, что они распадаются в желудке под действием желудочных кислот, фолиевая кислота осаждается, превращаясь в свою менее растворимую форму, при этом только часть введенной фолиевой кислоты достигает кишки.

Кроме того, витаминизация продуктов питания фолатами или фолиевой кислотой представляет собой сложный процесс, поскольку как фолаты, так и их производные, а также фолиевая кислота чувствительны в числе прочих факторов к изменениям температуры, освещения или рН, вследствие этого существует риск нарушения их стабильности в условиях обработки продукта питания, и биоактивное количество витамина, необходимое потребителю, может значительно уменьшиться. Таким образом при витаминизации продуктов питания данным витамином необходимо принимать во внимание указанные аспекты, поскольку самые большие потери могут происходить во время хранения и приготовления продуктов питания.

Описано обогащение продуктов питания фолиевой кислотой, в основном молочных и зерновых продуктов. Описаны также пищевые добавки (ЕР 2002839) или продукты питания, обогащенные фолиевой кислотой или фолатами, такие как колбасный фарш (ES 2302571), молочные продукты (ЕР 1941804), детское питание (US 4753926) или даже консервы на основе куриного мяса, свинины или говядины (RU 2223672 и RU 2213493). Однако в описанных случаях не рассматривают ни возможные взаимодействия витамина с матрицей пищевого продукта, ни его биодоступность.

Описан также способ получения альгинатных или пектиновых микрокапсул, содержащих фолиевую кислоту, для ее защиты от факторов окружающей среды, которые приводят к ее разложению, таких как условия в желудке, с достижением ее высвобождения в кишке. Однако полученные микрокапсулы слишком большие, что влияет на органолептические свойства целевого продукта питания. Кроме того, разработан способ инкапсуляции фолиевой кислоты в наносферах из поли(молочной-согликолевой кислоты) (PLGA) и достижения ее замедленного высвобождения, хотя результаты положительны, их введение в продукты питания опасно вследствие использования данного полимера, поэтому оно ограничено областями медицины и фармации.

Вследствие этого существует необходимость создания систем инкапсуляции БАС, предпочтительно водорастворимых, более предпочтительно кислых водорастворимых БАС, например, фолиевой кислоты, которые полностью или частично преодолевают вышеупомянутые недостатки.

Раскрытие изобретения

В настоящее время неожиданно обнаружено, что наночастицы, сформированные из казеина, кроме того, содержащие основную аминокислоту (например, аргинин или лизин) и металл, подходящий для продуктов питания (например, кальций), образуют новую инкапсулирующую и стабилизирующую систему для биологически активных соединений (БАС), которые являются как водо-, так и жирорастворимыми, предпочтительно водорастворимыми, более предпочтительно кислыми водорастворимыми БАС, предназначенную для их использования в продуктах питания, косметических и фармацевтических продуктах.

Вследствие этого в одном аспекте изобретение относится к наночастицам, содержащим казеиновую матрицу, основную аминокислоту и металл, пригодный для использования в продуктах питания, выбранный из двухвалентного металла, трехвалентного металла и их комбинаций. Указанные наночастицы можно использовать в качестве технологических добавок, кроме того, они обладают способностью к инкапсуляции БАС, предпочтительно водорастворимого БАС, более предпочтительно кислого водорастворимого БАС, такого как, например, витамин группы В или С, такой как фолиевая кислота, пантотеновая кислота и аскорбиновая кислота или другие гидрофильные соединения, хотя они могут также включать жирорастворимое БАС.

Указанные наночастицы стабильны и способны защищать БАС от разложения внешними факторами, например, светом, изменениями рН, окислением и т.п., как во время обработки продукта (например, продукта питания, фармацевтического или косметического продукта), так и во время хранения, и, кроме того, когда их используют в продуктах питания, они защищают БАС от кислых условий желудка, препятствуя его высвобождению в желудочном тракте, позволяя, таким образом, избежать его осаждения и, вследствие этого, избежать пониженной биодоступности. Более того, обнаружено, что указанные наночастицы способны растворяться в (искусственной) кишечной среде, способствуя полному высвобождению БАС в кишке для соответствующего всасывания и, кроме того, позволяя избежать проблем токсичности любого типа. Указанные наночастицы преимущественно инертны в продукте питания, в который они введены, позволяя, таким образом, БАС избежать реакции с различными компонентами матрицы и снижения его биодоступности.

Кроме того, одно из важных свойств наночастиц, предусматриваемых данным изобретением, заключается в использовании казеина в качестве природного носителя для защиты БАС как от условий окружающей среды, так и условий в желудке, способствуя его высвобождению в кишке и повышая, таким образом, биодоступность, поскольку казеин сам по себе демонстрирует питательные свойства, так что он дополняет положительные эффекты самого БАС.

В другом аспекте изобретение относится к способу получения указанных наночастиц. Данный способ прост и применим в промышленном масштабе. В основном данный способ не предусматривает синтетические или реакционные полимеры, которые не одобрены в качестве пищевых добавок, минимизируя включение поверхностно-активных веществ или эмульгаторов, и он дает возможность получения наночастиц в нанометрическом масштабе с контролируемым размером частиц.

В конкретном варианте осуществления указанный способ, кроме того, предусматривает сушку суспензии, содержащей указанные наночастицы, с целью получения препарата в форме порошка, сохраняющего БАС стабильным в течение времени, данный тип порошкового препарата особенно подходит для его использования в твердых продуктах питания. В основном указанную высушивающую обработку проводят в присутствии вещества, защищающего наночастицы. Наночастицы, содержащие БАС, полученные таким образом, легко можно суспендировать в водной среде, защищая БАС от разложения в растворе. Полученный конечный продукт стабилен и защищает БАС в течение длительных периодов хранения и, кроме того, подходит для различных типов продуктов питания, как жидкостей (например, напитков и т.п.), так и твердых продуктов.

В другом аспекте изобретение относится к композициям, содержащим указанные наночастицы, предназначенным для их применения в пищевой, фармацевтической или косметической отраслях. В действительности указанные наночастицы можно ввести в кремы, гели и гидрогели с целью получения стабильных косметических препаратов, подходящих для применения в данной области. Указанные наночастицы можно также получить с наполнителями, подходящими для применения указанных наночастиц местно.

В другом аспекте изобретение относится к продукту питания, содержащему указанную композицию на основе казеиновых наночастиц, предусматриваемых данным изобретением. В конкретном варианте осуществления указанный продукт питания находится в жидкой, полутвердой или твердой форме.

Краткое описание чертежей

На Фигуре 1 представляют схематическое изображение конкретного варианта осуществления способа, соответствующего изобретению, используемого для получения казеиновых наночастиц, содержащих фолиевую кислоту.

На Фигурах 2 и 3 представляют изображения ненагруженных казеиновых наночастиц, полученные с помощью трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ). Черная полоса, расположенная на нижней левой границе изображений, соответствует эталону 100 нм.

На Фигурах 4 и 5 представляют изображения казеиновых наночастиц, содержащих фолиевую кислоту, полученные с помощью трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ). Черная полоса, расположенная на нижней левой границе изображений, соответствует эталону 100 нм.

На Фигуре 6 представляют соотношение количества инкапсулированной фолиевой кислоты и количества казеина на каждый мг фолиевой кислоты, добавленной в препарат. Во всех препаратах соотношение масс лизина и белка перед добавлением раствора фолиевой кислоты составляет 1:12.

На Фигурах 7-11 представляют полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) микрофотографии казеиновых наночастиц, содержащих фолиевую кислоту и имеющих в своем составе лизин, без обработки высоким давлением (Фиг.7 и 8), с обработкой при 100 МПа, 5 минут (Фиг.9), с обработкой при 400 мПа, 5 минут (Фиг.10) и с обработкой при 800 МПа, 5 минут (Фиг.11).

На Фигуре 12 представляют полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) микрофотографии казеиновых наночастиц, содержащих фолиевую кислоту и имеющих в своем составе аргинин с обработкой при 400 МПа, 5 минут.

На Фигуре 13 представляют высвобождение фолиевой кислоты из казеиновых наночастиц без обработки высоким давлением после их инкубирования в искусственной желудочной жидкости (SGF) (в течение первых 2 часов: 0-2 час) и искусственной кишечной жидкости (SIF) (2 - 24 час) при 37±1°С. Данные означают среднее - стандартное отклонение (n=6).

На Фигурах 14 и 15 представляют высвобождение фолиевой кислоты из казеиновых наночастиц с обработкой высоким давлением (Фиг.14) 150 МПа, 5 минут и (Фиг.15) 400 МПа, 5 минут) после их инкубирования в искусственной желудочной жидкости (SGF) (в течение первых 2 часов: 0-2 час) и искусственной кишечной жидкости (SIF) (2-8 час) при 37±1°С. Данные означают среднее - стандартное отклонение (n=4).

На Фигурах 16 и 17 представляют сывороточную концентрацию фолиевой кислоты (нг/мл) как функцию времени после введения различных препаратов витаминов лабораторным животным. Результаты показывают как среднее - стандартное отклонение (n=5).

Внутривенный путь, доза 1 мг/кг (Фиг.16).

Пероральный путь, доза 1 мг/кг (Фиг.17): неинкапсулированная фолиевая кислота, растворенная в воде (•); фолиевая кислота, инкапсулированная в казеиновых наночастицах, диспергированных в воде (■); фолиевая кислота инкапсулированная в казеиновых наночастицах, обработанных высоким давлением, диспергированных в воде (▲). Осуществление изобретения

Настоящее изобретение предусматривает казеиновые наночастицы и способы инкапсуляции биологически активных соединений (БАС) с целью предохранения их от разложения под действием внешних факторов, таких как свет, изменение рН, окисление и т.п.

Определения

С целью облегчения понимания настоящего изобретения значение некоторых терминов и выражений, как используют в контексте изобретения, приведено ниже.

Как описано в данном контексте, термин "основная аминокислота" включает лизин, аргинин и гистидин.

Как описано в данном контексте, термин "казеин" относится к конъюгированному белку, составляющему приблизительно 80% всех белков молока. Он представляет собой белок фосфопротеинового типа, который входит в определение глобулинов, он растворим, имеет высокую способность влагоудержания и осаждается приблизительно при рН 4,6 при 20°С. Он сформирован четырьмя основными фракциями (αs1-казеин, (αs2-казеин, β-казеин и κ-казеин), отличающимися друг от друга композициями аминокислот, распределением заряда и тенденцией к образованию агрегатов в присутствии кальция. В молоке казеины формируют большие коллоидные частицы диаметром от 50 до 600 нм (в среднем приблизительно 150 нм), называемые "казеиновыми мицеллами". Данные частицы формируют посредством гидрофобных взаимодействий и комплексированием фосфата кальция с фосфосериновыми радикалами, присутствующими в структуре казеина. Данные мицеллы образуют очень стабильную коллоидную систему в молоке, являясь одной из основных причин его цвета, термостабильности и коагуляции реннином.

Как описано в данном контексте, термин "биологически активное соединение" или "БАС" относится к любому жиро- и водорастворимому соединению, обладающему питательной, лечебной и/или косметической активностью. Неограничивающие иллюстративные примеры БАС, соответствующие настоящему изобретению, включают аминокислоты, антимикробные препараты, ароматизаторы, консерванты, подсластители, стероиды, лекарственные препараты, гормоны, липиды, пептиды, полинуклеотиды, полисахариды, белки, протеогликаны, вкусовые добавки, витамины и т.п.

Как описано в данном контексте, термин "водорастворимое биологически активное соединение" или "водорастворимое БАС" относится к соединению, обладающему питательной, лечебной и/или косметической активностью, которое растворимо (хорошорастворимо, легкорастворимо, растворимо, труднорастворимо или малорастворимо) в водном растворе согласно критериям, определенным в Королевской Испанской фармакопее:

Описательные термины	Приблизительные объемы растворителя в миллилитрах (мл) на грамм растворенного вещества, соответствующие температуре, лежащей в интервале от 15°С до 25°С
Хорошо растворимое	Меньше чем 1
Легкорастворимое	от 1 до 10

Описательные термины	Приблизительные объемы растворителя в миллилитрах (мл) на грамм растворенного вещества, соответствующие температуре, лежащей в интервале от 15°С до 25°С
Растворимое	от 10 до 30
Труднорастворимое	от 30 до 100
Малорастворимое	от 100 до 1000
Очень малорастворимое	от 1000 до 10000
Практически нерастворимое	Больше чем 10000

Неограничивающие иллюстративные примеры водорастворимых БАС включают витамины, например, витамины из групп В или С и их производные, соли или сложные эфиры, гиалуроновую кислоту, хондроитинсульфат, тиоктовую (липоевую) кислоту, их соли или сложные эфиры и т.п. В конкретном варианте осуществления указанное водорастворимое БАС выбрано из группы, состоящей из фолиевой кислоты, 4-аминобензойной кислоты, ниацина, пантотеновой кислоты, тиаминмонофосфата, тиаминпирофосфата, тиаминтрифосфата, аскорбиновой кислоты, птероилполиглутаминовых кислот (производных фолиевой кислоты: фолатполиглутаматов, полиглутаматфолатов), фолиновой кислоты, никотиновой кислоты, гиалуроновой кислоты, тиоктовой кислоты (альфа-липоевой кислоты), п-кумаровой кислоты, кофеиновой кислоты, их фармацевтически или косметически приемлемых или пищевого качества производных, сложных эфиров или солей или их смесей.

Как описано в данном контексте, термин "жирорастворимое биологически активное соединение" или "жирорастворимое БАС" относится к соединению, обладающему питательной, лечебной и/или косметической активностью и которое растворимо (хорошорастворимо, легкорастворимо, растворимо, труднорастворимо или малорастворимо) в жирах и маслах согласно критериям, определенным в Королевской Испанской фармакопее. Неограничивающие иллюстративные примеры жирорастворимых БАС включают витамины, например, витамины из групп A, D, Е, K и их производные, фосфолипиды, каротиноиды (каротины, ликопен, лютеин, капсантин, зеаксантин и т.п.), омега-3 жирные кислоты (докозагексаеновую кислоту (ДГК), эйкозапентаеновую кислоту (ЭПК), и т.п.), фитостанолы и фитостеролы (ситостерол, кампестерол, стигмастерол и т.п.), полифенолы (кверцетин, рутин, ресвератрол, кемпферол, мирицетин, изорамнетин и т.п.) и их производные.

Говорят, что продукт имеет "пищевое качество", когда его использование в пище человека или животного безопасно в соответствии с продовольственным стандартом страны или организации, например, дочерней Организации по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (ПСК) Организации Объединенных Наций (ООН) или Всемирной Организации здравоохранения (ВОЗ); следовательно, продукт "пищевого качества" представляет собой нетоксичный продукт "пригодный для использования в продуктах питания", и поэтому оба выражения являются синонимами и их взаимозаменяемо используют в данном описании.

Как описано в данном контексте, термин "двухвалентный металл" включает любой элемент металл, валентность которого 2, например, щелочноземельный металл, например, кальций, магний, цинк и т.п., или, если он имеет несколько валентностей, одна из них 2, например, железо, и т.п., при условии, что он фармацевтически или косметически приемлем или пригоден для использования в продуктах питания.

Как описано в данном контексте, "трехвалентный металл" включает любой элемент металл, валентность которого 3, или, если он имеет несколько валентностей, одна из них 3, например, железо, и т.п., при условии, что он фармацевтически или косметически приемлем или пригоден для использования в продуктах питания.

Как описано в данном контексте, термин "наночастица" относится к коллоидным системам сферического типа или аналогичной формы с размером меньше чем 1 микрометр (мкм), предпочтительно порядка величины 10-900 нанометров (нм).

Как описано в данном контексте, термин "средний размер" относится к среднему диаметру популяции наночастиц, которые совместно передвигаются в водной среде. Средний размер данных систем можно измерить стандартными способами, известными компетентному специалисту в области техники и описанными, например, в экспериментальной части (см. ниже). Наночастицы, соответствующие изобретению, характеризуются тем, что имеют средний размер частиц меньше чем 1 мкм, как правило, находящийся в интервале от 1 до 999 нм, предпочтительно от 10 до 900 нм, более предпочтительно от 50 до 500 нм, еще более предпочтительно от 100 до 200 нм. В конкретном варианте осуществления наночастицы, соответствующие изобретению, имеют средний размер частиц, находящийся в интервале от 50 до 200 нм, предпочтительно приблизительно 140 нм.

Наночастицы

В одном аспекте изобретение относится к наночастице, далее называемой наночастица, соответствующая изобретению, содержащей казеиновую матрицу, основную аминокислоту и металл, выбранный из двухвалентного металла, трехвалентного металла и их комбинаций.

В конкретном варианте осуществления указанная основная аминокислота выбрана из группы, состоящей из аргинина, лизина, гистидина и их смесей.

В другом конкретном варианте осуществления предпочтительно, когда указанный металл представляет собой двухвалентный металл пищевого качества, выбранный из группы, состоящей из кальция, магния, цинка, железа (в двухвалентной форме) и их комбинаций.

В другом конкретном варианте осуществления указанный металл представляет собой трехвалентный металл пищевого качества, такой как, например, железо в трехвалентной форме.

Наночастицы, соответствующие изобретению, можно использовать в качестве технологических добавок, например, в качестве заменителей жиров, и т.п. Наночастицы, соответствующие изобретению, кроме того, обладают способностью к инкапсуляции биологически активного соединения (БАС).

Так, в другом конкретном варианте осуществления, наночастица, соответствующая изобретению, кроме того, содержит биологически активное соединение (БАС). Указанное БАС может представлять собой водорастворимое БАС или жирорастворимое БАС; в данном случае наночастицу, соответствующую изобретению, иногда определяют в данном описании как "нагруженную наночастицу, соответствующую изобретению".

В конкретном варианте осуществления указанное БАС представляет собой водорастворимое БАС, предпочтительно кислое водорастворимое БАС. В более конкретном варианте осуществления указанное водорастворимое БАС выбрано из группы, состоящей из:

a) витамина из группы В или С;

b) производного витамина, соответствующего а);

c) соединения, выбранного из гиалуроновой кислоты, хондроитинсульфата и тиоктовой кислоты;

а) соли или сложного эфира любого из вышеупомянутых соединений а)-с) и

е) их комбинаций.

В специальном варианте осуществления указанное водорастворимое БАС выбрано из группы, состоящей из фолиевой кислоты, 4-аминобензойной кислоты, ниацина или витамина ВЗ, пантотеновой кислоты или витамина В5, тиаминмонофосфата, тиаминпирофосфата, тиаминтрифосфата, аскорбиновой кислоты, птероилполиглутаминовых кислот (производных фолиевой кислоты:

фолатполиглутаматов, полиглутаматфолатов), фолиновой кислоты, никотиновой кислоты, гиалуроновой кислоты, тиоктовой кислоты или альфа-липоевой кислоты, п-кумаровой кислоты, кофеиновой кислоты, их фармацевтически или косметически приемлемых или пищевого качества производных, сложных эфиров или солей или их смесей.

В специальном варианте осуществления указанное БАС представляет собой кислое водорастворимое БАС, такое как фолиевая кислота, пантотеновая кислота, аскорбиновая кислота и т.п.

Не желая быть связанными какой-либо теорией, считают, что в присутствии металла, такого как двухвалентный металл (например, кальций), α- и β-казеины агрегируются вследствие своей гидрофильности, и происходит потеря поверхностного заряда, когда радикалы фосфосерина, находящиеся на их поверхности, связываются с катионной частью. Водорастворимое БАС, предпочтительно кислое (например, фолиевая кислота), также электростатически взаимодействует с указанным металлом, поэтому оно будет захватываться гидрофобной матрицей, генерируемой данными типами казеина. κ-Казеин, в свою очередь, не реагирует с металлом (например, кальцием), поэтому он связан своей гидрофобной частью с частицей, причем его водорастворимая фракция контактирует с внешней водной средой. Указанная водорастворимая фракция имеет в дополнение к высокой доле карбонильных групп (кислотные группы аминокислот, таких как глутаминовая или аспарагиновая кислота), полярные группы, соответствующие серильным и треонильным остаткам, связанным с три- и тетрасахаридами. Таким образом, считают, что после формирования наночастиц основная аминокислота (например, лизин), находящаяся в растворе, будет связана с поверхностью данных наночастиц вследствие электростатического взаимодействия [например, это могут быть ковалентные связи после обработки нагреванием во время их прохождения через распылительную сушку (когда требуется)] с карбоксильными группами указанной фракции. На Фигуре 1 представляют схематическое изображение нагруженных наночастиц, соответствующих настоящему изобретению, содержащих казеиновую матрицу, лизин (основная аминокислота) и кальций (двухвалентный металл).

В другом специальном варианте осуществления указанное БАС представляет собой жирорастворимое БАС, хотя в данном случае будет необходимым сформировать предпочтительно однородную суспензию БАС в водной среде или, более предпочтительно, растворить БАС в органическом растворителе, медленно добавляя указанную водную суспензию или указанный органический раствор в раствор, содержащий источник казеина (например, казеинат), и инкубировать смесь.

Механизм захвата будет отличаться от того, что описан для водорастворимого БАС, поскольку жирорастворимое БАС будет захватываться во внутренней гидрофобной части наночастиц вследствие аффинности между обоими фракциями независимо от того, обладают ли они или не обладают способностью взаимодействовать с (двухвалентным или трехвалентным) металлом.

В конкретном варианте осуществления указанное БАС представляет собой жирорастворимое БАС, выбранное из витаминов, например, витаминов из групп A, D, Е, K и их производных, фосфолипидов, каротиноидов (каротинов, ликопена, лютеина, капсантина, зеаксантина и т.п.), омега-3 жирных кислот (например, DHA, EPA и т.п.), аминокислот (например, изолейцина, лейцина, метионина, фенилаланина, триптофана и валина), фитостанолов и фитостеринов (например, ситостерина, кампестерина, стигмастерина и т.п.), полифенолов (например, кверцетина, рутина, ресвератрола, кампферола, мирицетина, изорамнетина и т.п.) и их производных.

Массовое соотношение БАС:казеин в нагруженной наночастице, соответствующей изобретению, может варьировать в широком интервале, в неограничивающем иллюстративном примере массовое соотношение БАС: казеин в нагруженной наночастице, соответствующей изобретению, может составлять от 1:1 до 1:200, предпочтительно от 1:10 до 1:80, более предпочтительно от приблизительно 1:15 до 1:35. В конкретном варианте осуществления БАС представляет собой водорастворимое БАС и массовое соотношение (водорастворимого) БАС:казеин в нагруженной наночастице, соответствующей изобретению, составляет от 1:1 до 1:50, предпочтительно от 1:10 до 1:30, более предпочтительно от приблизительно 1:15 до 1:20. В другом конкретном варианте осуществления БАС представляет собой жирорастворимое БАС, и массовое соотношение (жирорастворимый) БАС:казеин в нагруженной наночастице, соответствующей изобретению, составляет от 1:1 до 1:200, предпочтительно от 1:10 до 1:80, более предпочтительно от приблизительно 1:20 до 1:35.

Кроме того, если необходимо, в состав наночастиц, соответствующих изобретению, как тех, которые нагружены БАС, так и тех, которые не нагружены, может быть включен антиоксидант, например, аскорбиновая кислота (витамин С), и т.п., с целью повышения их стабильности в плане температуры и окисления. В конкретном варианте осуществления БАС представляет собой фолиевую кислоту и антиоксидант представляет собой аскорбиновую кислоту, действие которой, по-видимому, заключается в защите фолиевой кислоты от разложения при воздействии ультрафиолетового облучения, изменения рН, нагревания, кислорода и т.п., и, кроме того, обеспечивает питательную поддержку аскорбиновой кислоты. Данный антиоксидант может быть соинкапсулирован с БАС или введен в покрытие наночастиц, соответствующих изобретению.

Способ получения наночастиц

В другом аспекте изобретение относится к способу получения наночастиц, содержащих казеиновую матрицу, основную аминокислоту и металл, выбранный из двухвалентного металла, трехвалентного металла и их комбинаций (наночастицы, соответствующие изобретению), далее "способ [1], соответствующий изобретению", который предусматривает:

a) получение водного раствора, содержащего источник казеина и основную аминокислоту, и

b) добавление водного раствора металла, выбранного из двухвалентного металла, трехвалентного металла и их комбинаций, к раствору, полученному на стадии а).

В другом аспекте изобретение также относится к способу получения наночастицы, содержащей казеиновую матрицу, основную аминокислоту, металл, выбранный из двухвалентного металла, трехвалентного металла и их комбинаций, и биологически активное соединение (нагруженные наночастицы, соответствующие изобретению), далее "способ [2], соответствующий изобретению", который предусматривает:

a) смешивание (i) водного раствора, содержащего источник казеина и первую основную аминокислоту, с (ii) раствором, содержащим биологически активное соединение, и

b) добавление водного раствора металла, выбранного из двухвалентного металла, трехвалентного металла и их комбинаций, к смеси, полученной на стадии а).

На стадии а) способа [1], соответствующего изобретению, водный раствор, содержащий источник казеина и основную аминокислоту, получают принятыми способами, известными компетентным специалистам в области техники, например, путем добавления указанного источника казеина и основной аминокислоты к водной среде.

На стадии а) способа [2], соответствующего изобретению, водный раствор (i), содержащий источник казеина и основную аминокислоту, смешивают с раствором (ii), содержащим БАС. Природа и композиция указанного раствора (ii), содержащего БАС, может варьировать в зависимости от типа и природы БАС. Так, в конкретном варианте осуществления, когда БАС представляет собой водорастворимое БАС, указанный раствор (ii), содержащий БАС, представляет собой водный раствор; в другом конкретном варианте осуществления, когда БАС представляет собой кислое водорастворимое БАС, указанный раствор (ii), содержащий БАС, представляет собой водный раствор, содержащий, кроме того, вторую основную аминокислоту, и в другом конкретном варианте осуществления, когда БАС представляет собой жирорастворимое БАС, указанный раствор (ii), содержащий БАС, представляет собой его суспензию в водной среде или, предпочтительно, органический раствор, более предпочтительно

органический раствор смешивающегося с водой растворителя, такого как, например, этанол.

Казеин, который можно использовать для практической реализации обоих способов [способов [1] и [2], соответствующих изобретению], может происходить из практически любого источника казеина, например, молока, бобов и т.п. Казеин можно обнаружить в указанном растворе в форме кислого казеина или казеината. В конкретном варианте осуществления указанный источник казеина содержит казеин в форме казеината, предпочтительно казеината натрия. Хотя можно также использовать казеинат кальция и фосфокальция, они меньше подходят на практике, поскольку кальций используют для формирования наночастиц после смешивания казеината с активным ингредиентом, вследствие этого, если раствор казеината уже содержит кальций в среде, практическая реализация способа может быть сильно нарушена.

Количество казеина, которое может содержаться в водном растворе, образованном на стадии а) способа [1], соответствующего изобретению, а также в водном растворе (i) [содержащем источник казеина и первую основную аминокислоту], используемом на стадии а) способа [2], соответствующего изобретению, может варьировать в широких пределах;

однако в конкретном варианте осуществления количество казеина, содержащегося в указанном водном растворе, составляет от 0,1% до 10% (масс./об.), предпочтительно от 0,5% до 5%, более предпочтительно от 1% до 3%.

Основная аминокислота вносит вклад в растворение казеина и, при необходимости, БАС, особенно кислых водорастворимых БАС, поэтому она играет очень важную роль в получении БАС, которые нагружены наночастицами, соответствующими изобретению, и БАС, которые не нагружены. В действительности, по-видимому, при повышении рН раствора основная аминокислота дает возможность растворяться казеинату без необходимости использовать неорганические соли, и, кроме того, она действует как основа для сохранения гидрофильных концов каппа (κ)-фракций казеина в анионной форме, так что частицы с отрицательным поверхностным зарядом поддерживаются в суспензии и не агрегируются вследствие электростатического отталкивания.

Основная аминокислота, которую можно использовать для практической реализации обоих способов [способы [1] и [2], соответствующие изобретению], выбрана из группы, состоящей из аргинина, лизина, гистидина и их смесей, предпочтительно из аргинина, лизина и их смесей. Основная аминокислота, которая может быть внутри или снаружи наночастиц, соответствующих изобретению, играет существенную технологическую роль, поскольку она способствует растворению компонентов перед формированием наночастиц, и она поддерживает подходящий рН после их получения на обеих сторонах наночастиц (внутри и снаружи). В качестве иллюстрации, фолиевая кислота малорастворима в воде, но легкорастворима в слабощелочном водном растворе, поэтому присутствие основной аминокислоты способствует растворению фолиевой кислоты.

В конкретном варианте осуществления способа [2], соответствующего изобретению, когда БАС представляет собой кислое водорастворимое БАС, указанный раствор (ii), содержащий БАС, представляет собой водный раствор, содержащий, кроме того, вторую основную аминокислоту (для предупреждения осаждения БАС). Хотя в данном случае предусматривают возможность использования двух различных основных аминокислот, в конкретном варианте осуществления основная аминокислота, используемая для получения водного раствора, содержащего источник казеина (первая основная аминокислота), и используемая для получения водного раствора, содержащего БАС (вторая основная аминокислота), одинаковы и выбраны из группы, состоящей из аргинина, лизина, гистидина и их смесей, предпочтительно из аргинина, лизина и их смесей.

Количество основной аминокислоты, которое может содержаться в растворе, образованном на стадии а) способа [1], соответствующего изобретению, и в растворе (i), соответствующей стадии а) способа [2], соответствующего изобретению, может варьировать в широких пределах и в основном зависит от используемой основной аминокислоты. Вследствие этого, хотя массовое соотношение основная аминокислота:казеин может сильно варьировать, в конкретном варианте осуществления массовое соотношение основная аминокислота: