Состав для стабилизации липидов к окислению

Состав для стабилизации липидов к окислению

Реферат

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.

Для торможения процессов окисления применяют антиоксиданты-ингибиторы окисления, которые находят все более широкое применение для предотвращения окислительных превращений липидов, а также содержащих их препаратов in vitro, в комплексной терапии широкого круга заболеваний in vivo /Герчук М.П. Антиокислители в пищевой промышленности // Журн. Всесоюз. хим. общества им. Д.И. Менделеева. - 1960. - №4. - С. 395-402. Авакумов В.М., Ковлер М.А., Кругликова-Львова Р.П. Лекарственные средства метаболической терапии на основе витаминов и ферментов (Обзор) // Вопросы мед. химии. - 1992. - Т. 38. - №4. - С. 14-21. Дурнев А.Д., Середенин С.В. Антиоксиданты как средства защиты генетического аппарата // Хим.-фарм. журн. - 1990. - №2. - С. 92-100/. Таким образом, антиоксиданты, присутствующие в лекарственном или косметическом препарате, являются не только действующим началом этих средств, но могут значительно тормозить их окисление в процессе длительного хранения, способствуя сохранению в нативном состоянии легкоокисляемых биологически активных компонентов. Известны составы для стабилизации липидов к окислению различного происхождения путем введения антиоксидантов токоферолов /Патент США №2564106, кл. 252-404, опубликованный 14.08.1951/, нафтолов и фенолов /Эмануэль Н.М., Лясковская Ю.Н. Торможение процессов окисления жиров. М.: Пищепромиздат, 1961. - 360 с. /.

В качестве прототипа выбран состав для стабилизации липидов к окислению с помощью введения аскорбиновой кислоты и ее производных /GB, патент, №2123024 А, кл. С11В 5/00, опубликованный 25.01.1984; RU, патент №2099400, кл. С11В 5/00, опубликованный 20.12.1997/. Указанный состав тормозит процесс окисления липидов за счет антиоксидантного действия ингибитора природного происхождения аскорбиновой кислоты [(R)-3,4-dihydroxy-5-((S)-1,2-dihydroxyethyl)furan-2(5H)-one, 2-Oxo-L-threo-hexono-1,4-lactone-2,3-enediol, витамин С].

Недостатком этого состава является сложный механизм действия аскорбиновой кислоты в липидных субстратах, его участие не только в реакциях обрыва цепей, но и в реакциях продолжения цепей, что приводит к снижению антиоксидантной активности аскорбиновой кислоты и промотированию процесса окисления /Takahashi М., Niki Е., Kawakami A. et al. Oxidation of lipids. XIV: Inhibition of oxidation of methyl linoleate by fatty acid esters of L-ascorbic acid // Bull. Chem. Soc. Jan. - 1986. - Vol. 59. - N. 10. - P. 3179-3183/.

Предлагаемый состав включает в себя смесь аскорбиновой кислоты и экстракта корней элеутерококка (Eleutherococcus senticosus). Отсутствие токсичности, высокая физиологическая активность, лечебный эффект, окислительно-восстановительные свойства аскорбиновой кислоты стимулируют ее использование в качестве антиоксиданта для стабилизации пищевых продуктов или для антиоксидантотерапии. Аскорбиновая кислота может проявлять антиоксидантную активность в определенных концентрациях и выступать синергистом в антиоксидантных композициях. К этому направлению относятся работы /Reinton R., Rogstad A. Antioxidant activity of tocopherols and ascorbic acid // J. Food. Sci. - 1981. - Vol. 46. - N. 3. - P. 970-971. Sedláček B.A. J. Mechanismus der Wirkung von Ascorbylpalmitat und anderen Antioxydantien auf die Autoxydation der Fette // Nahrung. - 1975. - Vol. 19. - N. 3. - P. 219-229. Niki E. Interaction of ascorbate and alpha-tocopherol // Ann. NY Acad. Sci. - 1987. - Vol. 498. - P. 186-199/, в которых аскорбиновая кислота исследована как синергист в смеси с α-токоферолом. Элеутерококк оказывает многостороннее действие на организм: возбуждает центральную нервную систему, усиливает двигательную активность и условнорефлекторную деятельность, повышает основной обмен, понижает содержание сахара в крови, обладает гонадотропными свойствами /Дардымов И.В. Женьшень, элеутерококк. М.: Наука, 1976. - 184 с. Дардымов И.В. Механизм действия препаратов женьшеня и элеутерококка Автореф. дисс. … докт. мед. наук. Л., 1987. - 41 с. /. Известна высокая фармакологическая активность комплексного препарата экстракта элеутерококка по сравнению с его отдельными компонентами. Дардымовым И.В. выделена гликозидная фракция из метанольного экстракта корней элеутерококка, в которой обнаружено семь гликозидов, названных элеутерозидами, находящихся в соотношении - 8:30:10:12:24:2:1. В наших экспериментах использовался экстракт элеутерококка заводского производства, который выпаривали до постоянной массы и получали (0,0075-2,5)% водные растворы.

Задачей настоящего изобретения является разработать состав для стабилизации липидов к окислению с помощью антиоксидантов, обладающих высокой эффективностью и низкой токсичностью.

Технический результат - расширение ассортимента эффективных смесей природных антиоксидантов, достижение высоких эффектов ингибирования при меньших концентрациях антиоксидантов, состав не требует больших материальных затрат, основанный на способности аскорбиновой кислоты проявлять антиоксидантную и синергическую активность совместно с фенольными гликозидами экстракта элеутерококка.

Технический результат достигается тем, что к липидам добавляют в качестве антиоксидантов смесь аскорбиновой кислоты и экстракта элеутерококка.

Состав для стабилизации липидов, включающий аскорбиновую кислоту, отличающийся тем, что дополнительно вводят экстракт элеутерококка при следующих соотношениях компонентов в смеси, масс. %:

Аскорбиновая кислота	8,87
Экстракт элеутерококка	91,13

добавляемых в концентрации 0,14-1,24% от массы липидов.

Антиоксидантную активность (АОА) тестировали волюмометрическим методом поглощения кислорода в модифицированной установке типа Варбурга при окислении метиллинолеата (МЛ) в присутствии триметилцетиламмоний бромида (ЦТМАБ) в качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) при концентрации 1×10^-3 М, с добавками растворов хлорида меди (II) в количестве 2×10^-3 М при t=(60±0,2)°С. Соотношение липидов и воды составляло 1:3, а общий объем пробы 4 мл /Ушкалова В.Н., Перевозкина М.Г., Барышников Э.В. Разработка способа тестирования средств антиоксидантотерапии // Свободно-радикальное окисление липидов в эксперименте и клинике. Тюмень, Из-во Тюм. ГУ. - 1997. - С. 77-82/. В качестве критериев оценки антиоксидантных свойств соединений использовали периоды индукции, начальные и максимальные скорости окисления. Графическим методом определяли величину периода индукции (τ_i), представляющую собой отрезок оси абсцисс, отсекаемый перпендикуляром, опущенным из точки пересечения касательных, проведенных к кинетической кривой. Эффективность торможения процесса окисления липидного субстрата определяется совокупностью реакций ингибитора и обозначает его антиоксидантную активность, количественно определяемую по формуле АОА=τ_i-τ_S/τ_S, где τ_S и τ_i - периоды индукции окисления субстрата в отсутствие и в присутствии исследуемого антиоксиданта (АО) соответственно. Критерием антиоксидантного действия служили начальная (Wo_2нач) и максимальная (Wo_2max) скорости процесса окисления в присутствии и в отсутствие антиоксиданта. Скорость инициирования определяли уравнением Wi=f[InH]/τ_i, где f - стехиометрический коэффициент ингибирования, [InH] - концентрация реперного ингибитора дибунола, τ_i - период индукции.

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

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

Пример 1

Берут 1 г (точная навеска) метиллинолеата и помещают в манометрическую ячейку, добавляют аскорбиновую кислоту в количестве 0,0011 г (0,11% от массы липидов), добавляют экстракт элеутерококка в количестве 0,0113 г (1,13% от массы липидов), добавляют 1 мл 1×10^-3 М водного раствора цетилтриметиламмоний бромида в конечной концентрации, 1 мл 2×10^-3 М хлорида меди (II) в конечной концентрации, доводят водой до общего объема пробы 4 мл. Поглощение кислорода оценивают волюмометрическим методом в термостатированной установке типа Варбурга при температуре t=(60±0,2)°C при перемешивании на магнитной мешалке. Измеряют объем (см³) поглощенного кислорода во времени, строят график в координатах ΔV/t. Графическим методом из кинетических кривых определяют величину периода индукции (τ_i). Из наклона кинетических кривых определяют начальную (W_O2нач.) и максимальную (W_O2max.) скорости окисления липидного субстрата в контрольном опыте и с добавками антиоксидантов. Показатели сравнивают с прототипом (табл. 1). При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масс. %:

Аскорбиновая кислота	8,87
Экстракт элеутерококка	91,13

добавляемых в концентрации 1,24% от массы липидов.

Аскорбиновая кислота в концентрациях, расположенных в диапазоне (1×10^-4 - 1×10^-1) М, существенно замедляла процесс окисления. При этом значительно снижалась максимальная скорость окисления с 2,6×10^-4 М×с^-1 (контроль) до (3,35-9,60)×10^-5 М×с^-1.

Приведенные результаты показывают сложный характер воздействия аскорбиновой кислоты на процесс окисления: проявление каталитического действия и возможность ингибирования окисления. На основании экспериментальных данных были выбраны и использованы количества аскорбиновой кислоты, не обладающие инициирующим действием (7,5×10^-4 М). Это позволило описать действие бинарных концентраций аскорбиновой кислоты с суммой действующих веществ элеутерококка.

Экстракт элеутерококка представляет собой гликозиды по спиртовому или фенольному гидроксилу производных полициклических или ароматических углеводородов. Добавки экстракта элеутерококка при окислении модельного субстрата (0,025-0,125%) воздействуют как типичные ингибиторы, тормозят начальные стадии при сохранении максимальной скорости. Увеличение добавок экстракта элеутерококка (0,75-2,5%) приводило к изменению формы кинетической кривой: существенно снижалась начальная скорость окисления (3,40-4,20)×10^-5 М×c^-1. За наблюдаемый период времени процесс не выходил на максимальную скорость окисления, описанную для малых концентраций.

При исследовании бинарных смесей аскорбиновой кислоты и экстракта элеутерококка было установлено проявление эффекта синергизма в их совместном действии. Периоды индукции, обеспечиваемые смесью веществ, значительно превышали простую сумму периодов индукции каждого компонента (аддитивное действие).

Механизм эффекта синергизма в совместном действии экстракта элеутерококка и аскорбиновой кислоты связан с регенерацией феноксильных радикалов, образующихся при окислении природных фенолов элеутерококка, аскорбиновой кислотой, которые вновь включаются в процесс окисления в качестве ловушки свободных радикалов, ведущих процесс окисление. Диапазоны оптимальных концентраций для экстракта элеутерококка и аскорбиновой кислоты, соответствующие максимальной эффективности антиоксидантной смеси, составляли (0,025-0,25)% и (2-8)×10^-4 М соответственно.

Состав для стабилизации липидов, включающий аскорбиновую кислоту, отличающийся тем, что дополнительно вводят экстракт элеутерококка при следующих соотношениях компонентов в смеси, масс. %:

Аскорбиновая кислота	8,87
Экстракт элеутерококка	91,13

добавляемых в концентрации 0,14-1,24% от массы липидов.