СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИЙ КОМПЛЕКС МИКРОЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2013 года по МПК C12N1/14 A23L1/30 A61K36/06 

Изобретение относится к пищевой биотехнологии и медицине и представляет собой предложенный впервые комплекс селена, йода и других жизненно важных для человека микроэлементов (кобальт, медь, цинк, марганец, магний, железо, бор, кальций), содержащихся в биологически доступной форме в составе биоматериала грибной культуры Cephaliophora tropica D3. Селенсодержащий комплекс микроэлементов обладает общеукрепляющими свойствами, повышает физическую и умственную работоспособность, улучшает переносимость физических нагрузок, повышает устойчивость организма к сезонным заболеваниям, усиливает иммунитет, нормализует функцию щитовидной железы, облегчает боли в суставах и внутренних органах, нивелирует последствия алкогольного отравления человека, а также оказывает общеукрепляющее действие при различных других случаях упадка сил, развившегося на фоне разбалансировки обмена селена и йода или недостатка этих микроэлементов в организме человека. Данный комплекс может быть использован в качестве биологически активной добавки к пище либо самостоятельного лекарственного средства.

Микроэлементы являются неотъемлемой частью ферментных систем и необходимы для синтеза кофакторов всех основных ферментов, осуществляющих биохимические реакции обмена веществ в организме человека (1). Некоторые из микроэлементов, в силу дефицита их в продуктах питания, необходимо вводить в пищу человека специально и за счет этого поддерживать необходимый здоровый уровень иммунного, энергетического и физиологического статуса организма. В частности, таким микроэлементом является селен, поскольку большинство регионов Российской Федерации характеризуются его пониженной обеспеченностью (2). Селен является необходимым элементом для функционирования системы антиоксидантных ферментов (включая глутатион-пероксидазу плазмы крови и другие пероксидазы), монооксигеназной системы печени и ряда иммунных процессов в организме человека. Дополнительное потребление селена с пищей снижает риск иммунодефицитных состояний, рака и сердечно-сосудистых заболеваний, артрита, снижает вирулентность вирусов (2). Метаболизм селена в организме человека тесно связан с метаболизмом другого микроэлемента - йода; селен входит в состав ключевого фермента йодного обмена - трийодтиронин деиодиназы (2). Баланс селена и йода необходим для нормального гормонального метаболизма (3).

Необходимое дополнительное поступление селена может быть обеспечено с использованием обогащенных селеном продуктов питания либо за счет селенсодержащих биологически активных добавок к пище. Первыми на практике стали применяться пищевые добавки на основе неорганического селена (солей селенитов и селенатов), например продукт «Неоселен», однако их фундаментальным недостатком является высокая токсичность и возможность передозировки (2).

Более эффективными являются селенсодержащие добавки, в которых элемент присутствует в органической форме (в частности, в составе аминокислот селенцистеина и селенметионина).

В частности, известен способ обогащения томатов селеном, при котором употребление обогащенных селеном томатов в пищу способно компенсировать дефицит селена в организме человека (4).

Известен способ производства биологически активной добавки (БАД к пище), содержащей селен в форме селенопирана (5) (аналог). Имеются препараты на основе обогащенных селеном пекарских дрожжей: «Биоселен» и «Селенохел» (2) (аналоги).

Известен способ получения селенсодержащей биологически активной добавки на основе обогащенных селеном бифидобактерий и пропионовокислых бактерий (6) (аналог).

Недостатком известных способов и продуктов является то, что селен в них присутствует без сопутствующих микроэлементов, необходимых для оптимального обмена селена в организме человека.

Известен способ получения биологически активной добавки (прототип), при котором получают муку для употребления в пищу из обогащенных микроэлементами I, Se, Co, Mo, Zn, Cu, Mn зародышей пшеницы (7).

Недостатком данного способа является то, что получаемый продукт содержит дополнительный комплекс микроэлементов, оптимизированный только для обмена йода в организме и не способный обеспечить оптимальное усвоение и метаболизм входящего в его состав селена. Кроме того, производство больших количеств продукта с использованием этого способа затруднено из-за низкой технологичности.

Задачей настоящего изобретения является разработка биологически активного селенсодержащего комплекса микроэлементов, способного оптимизировать обмен селена и йода в организме человека и за счет этого повышать работоспособность и укреплять здоровье людей.

Техническое решение, составляющее суть настоящего изобретения, заключается в разработке оригинального препарата (селенсодержащий комплекс микроэлементов), содержащего в составе биоматериала грибной культуры Cephaliophora tropica D3 в оптимальных количествах селен, йод и специальный набор микроэлементов, необходимый для оптимального обмена селена и йода в организме человека: кобальт, медь, цинк, марганец, магний, железо, бор, кальций, и способа получения данного препарата.

Вместо проростков зерновых (как в прототипе) для конвертирования микроэлементов в биологически активные формы нами предлагается использование мицелиального микромицета Cephaliophora tropica D3 (8). Этот гриб не патогенен, сапротроф, выделяется из корней растений, подстилки, навоза и гниющих растительных остатков. Штамм С.tropica D3 не вирулентен, не токсичен, не токсигенен и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к промышленным микроорганизмам.

Нами было установлено, что штамм С.tropica D3 можно культивировать в биореакторе на жидких питательных средах с промышленно приемлемым выходом биомассы 10-20 г/л (по сухому весу). В наших опытах было установлено, что водорастворимые соли селена, йода и ряда других микроэлементов в широком диапазоне концентраций не снижают ростовых характеристик микромицета С.tropica D3 и биомасса данного гриба может быть насыщена ими. Также был найден температурный режим, при котором данный штамм автолизируется за счет высвобождения из вакуолей гидролитических ферментов, что позволяет получать удобную в использовании гомогенную препаративную форму биомассы гриба, обогащенную селеном, йодом и необходимым комплексом микроэлементов-синергистов (Со, Cu, Zn, Mn, Mg, Fe, В, Са). В наших опытах было показано, что данный сопутствующий комплекс микроэлементов, так же как и биомасса гриба, сами по себе не обладают заметным укрепляющим здоровье человека действием, но этот сопутствующий комплекс микроэлементов значительно усиливает общеукрепляющее действие селена и йода на организм человека. Опытным путем нами были установлены минимальные действующие концентрации отдельных микроэлементов, которыми может быть насыщена биомасса гриба (мг/л): селен 3, йод 1, кобальт 1, медь 1, цинк 10, марганец 20, магний 20, железо 100, бор 0,5, кальций 400. В нашей работе были также установлены пределы верхних концентраций для микроэлементов данной композиции, которые могут быть достигнуты без превышения токсического порога (мг/л): селен 40, йод 35, кобальт 17, медь 20, цинк 70, марганец 420, магний 800, железо 950, бор 108, кальций 3500.

Препараты - биологически активные добавки к пище, основанные на биомассе микромицета Cephaliophora tropica, до настоящего времени в мировой науке и практике не разрабатывались и сведения о таких препаратах отсутствуют в научно-технической, патентной и иной литературе, что доказывает новизну настоящего изобретения.

На основании собственных экспериментов нами были подобраны оригинальные оптимальные концентрации селена, йода и сопутствующих им вспомогательных микроэлементов, найдены условия включения этих элементов в состав биоматериала гриба С.tropica и подобраны условия автолиза биомассы гриба, что позволило создать высокоэффективный препарат для обеспечения оптимального обмена селена и йода в организме человека и, соответственно, поддержки работоспособности и восстановления у людей здоровья, ослабленного из-за неправильного обмена веществ. Данное техническое решение является следствием собственных оригинальных экспериментов и не может быть выведено из существующего уровня техники, поэтому разработанный селенсодержащий комплекс соответствует критерию «изобретательский уровень».

Изобретение представляет собой предложенный впервые комплекс селена, йода и других жизненно важных микроэлементов, содержащихся в биологически доступной форме в составе биоматериала грибной культуры С.tropica D3 и включающий в себя микроэлементы в следующих количествах (мг/л): селен - 3-40, йод - 1-35, кобальт - 1-17, медь - 1-20, цинк - 10-70, марганец - 20-420, магний - 20-800, железо - 100-950, бор - 0,5-108, кальций - 400-3500. Данный комплекс является биологически активной добавкой, предназначенной для употребления в пищу для нормализации обмена селена, йода и других микроэлементов в организме человека.

Биоматериал грибной культуры получают путем выращивания мицелиального гриба Cephaliophora tropica D3 в биореакторе в жидкой питательной среде на основе стандартных источников углерода и энергии: соевой муки, сухого молока, свекловичной мелассы и необходимых микроэлементов, обеспечивающей урожай биомассы гриба 10-20 г/л (по сухому весу), и включение в состав этой биомассы вышеперечисленных микроэлементов в указанных количествах, с последующим автолизом полученной биомассы в течение 12 часов при температуре 53-55°С и 5-6 часов при температуре 63-65°С. Состав питательной среды не имеет принципиального значения, в частности, меласса в качестве источника углерода может быть заменена на глюкозу. Принципиальное значение для сущности изобретения имеет микроэлементный состав среды и автолиз с использованием подобранного нами температурного режима, поскольку в составе гидролизованного биоматериала селен более доступен для усвоения, чем в интактной биомассе.

Выращивание гриба С.tropica D3 осуществляют в режиме периодического культивирования с подпиткой в жидкой питательной среде, содержащей микроэлементы в следующих концентрациях (мг/л): селен - 3-40, йод - 1-35, кобальт - 1-17, медь - 1-20, цинк - 10-70, марганец - 20-420, магний - 20-800, железо - 100-950, бор - 0,5-108, кальций - 400-3500. В качестве источников указанных микроэлементов используют любые нетоксичные водорастворимые соли указанных элементов, например Na₂SeO₃, KJ, CoSO₄×7H₂O, CuSO₄×5H₂O, ZnSO₄×7H₂O, MnSO₄×H₂O, MgSO₄×7H₂O, FeCl₃×6H₂O, H₃BO₃, СаС1₂×2Н₂О, либо аналогичные (в частности, вместо сульфидов могут использоваться хлориды).

Изобретение поясняется нижеприведенными примерами.

Пример 1.

Биоматериал грибной культуры Cephaliophora tropica D3 получают путем периодического культивирования гриба в биореакторе в жидкой питательной среде следующего состава: соевая мука 50 г/л, сухое молоко 10 г/л, свекловичная меласса 40 г/л, хвойный экстракт 40 г/л, Na₂SeO₃ 0,003 г/л (в пересчете на селен), KJ 0,001 г/л (в пересчете на йод), CoSO₄×7H₂O 0,001 г/л (в пересчете на кобальт), CuSO₄×5H₂O 0,001 г/л (в пересчете на медь), ZnSO₄×7H₂O 0,01 г/л (в пересчете на цинк), MnSO₄×H₂O 0,02 г/л (в пересчете на марганец), MgSO₄×7H₂O 0,02 г/л (в пересчете на магний), FeCl₃×6H₂O 0,1 г/л (в пересчете на железо), Н₃BО₃ 0,0005 г/л (в пересчете на бор), CaCl₂×2Н₂О 0,4 г/л (в пересчете на кальций) до накопления урожая биомассы гриба 12 г/л (по сухому весу). Выросшую биомассу гриба выдерживают в течение 12 часов при температуре 53-55°С и далее 5-6 часов при температуре 63-65°С.

Получают оздоровительный комплекс в виде густой жидкости темного цвета с кисловатым вкусом, рН 3,0-6,0 и плотностью 1,03-1,06 г/см³. Полученный комплекс под условным наименованием «Альбит-ЗДОРОВЬЕ» (Albit-HEALTH) хранят в закрытой посуде в интервале температур от -6°С до +6°С, срок хранения два года.

Препарат «Альбит-ЗДОРОВЬЕ» используют в качестве биологически активной добавки (БАД), либо в качестве лекарственного средства для восполнения дефицита селена и йода и оптимизации обмена веществ в организме человека из расчета 2-10 капель (0,1-0,5 мл) на человека в сутки.

Пример 2.

Комплекс «Альбит-ЗДОРОВЬЕ» готовят, как описано в предыдущем примере на жидкой питательной среде следующего состава: соевая мука 70 г/л, сухое молоко 15 г/л, свекловичная меласса 50 г/л, хвойный экстракт 70 г/л, Na₂SeO₃ 0,04 г/л (в пересчете на селен), KJ 0,035 г/л (в пересчете на йод), CoSO₄×7H₂O 0,017 г/л (в пересчете на кобальт), CuSO₄×5H₂O 0,02 г/л (в пересчете на медь), ZnSO₄×7H₂O 0,07 г/л (в пересчете на цинк), MnSO₄×H₂O 0,42 г/л (в пересчете на марганец), MgSO₄×7H₂O 0,8 г/л (в пересчете на магний), FeCl₃×6H₂O 0,95 г/л (в пересчете на железо), Н₃ВО₃ 0,108 г/л (в пересчете на бор), CaCl₂×2Н₂О 3,5 г/л (в пересчете на кальций) до накопления урожая биомассы гриба 15 г/л (по сухому весу).

Положительный эффект оздоровительного комплекса, приготовленного по примеру 1, демонстрируют на общем самочувствии и работоспособности людей.

Мужчина, 67 лет, принимает препарат с водой в дозе 2-3 капли в день в течение 3 месяцев. Начиная с первой недели приема, отмечает положительное влияние на общее самочувствие и работоспособность (физическую и умственную). За прошедший период ни разу не болел сезонными болезнями (грипп, простуды), избавился от бессонницы, появилось чувство омоложения организма.

Мужчина, 37 лет, доза препарата 2 капли в день с пищей за завтраком, отмечает улучшение общего самочувствия и работоспособности. После начала приема комплекса отмечена интенсификация умственной деятельности, появилась возможность проводить в уме сложные вычисления.

Женщина, 68 лет, доза препарата 2-3 капли в день, отмечает улучшение общего самочувствия и работоспособности.

Пример 3.

Положительный эффект комплекса «Альбит-ЗДОРОВЬЕ», приготовленного по примеру 2, демонстрируют на переносимости физических нагрузок.

Водителям старшего возраста знакомо состояние «разбитости», головной боли и замедленных реакций организма на раздражители после рабочей смены за рулем автомобиля. Трое водителей возраста 52-58 лет перед пробегом в 800 км применяли с водой по 5-8 капель препарата. После пробега все водители не чувствовали усталости, не было признаков головной боли и реакции на внешние раздражители были в норме.

Двое мужчин возраста 22 и 32 года приняли с водой по 5-8 капель «Альбит-ЗДОРОВЬЕ» перед тренировкой ног (легпресс) в физкультурном зале: максимальная нагрузка в одном повторе 300 кг, общий объем нагрузок на занятие 15-20 тонн. Во время тренировки дыхание было спокойным, сердце работало без напряжений и синдрома усталости к концу занятий практически не было.

Пример 4.

Положительный эффект комплекса «Альбит-ЗДОРОВЬЕ», приготовленного по примеру 2, демонстрируют на восстановлении функций щитовидной железы (обмен йода).

Женщина, 35 лет, с признаками расстройства функций щитовидной железы: увеличение зоба, несколько выпученные глаза, вялость кожи на лице, повышенная утомляемость. После приема комплекса в дозе 2-3 капли в день в течение месяца признаки расстройства функций щитовидной железы исчезли: глаза, зоб выглядят нормальными, восстановился тургор кожи на лице, появились бодрость и жизнерадостность.

Пример 5.

Положительный эффект комплекса «Альбит-ЗДОРОВЬЕ», приготовленного по примеру 1, демонстрируют на пожилых людях с нарушениями обмена веществ.

Женщина, 79 лет, страдала несколько лет от болей в суставах (полиартрит). На 10-й день после приема препарата в дозе 4 капли в день (2 капли утром, 2 капли вечером) боли в суставах практически исчезли, отпала необходимость приема обезболивающих лекарств. Прием комплекса продолжается в течение года, боли в суставах не возобновляются.

Женщина, 82 года, страдала от болей в суставах и в печени. Начала принимать препарат в дозе 2-3 капли утром и 2-3 капли вечером. Через три дня боли прекратились, отпала необходимость приема обезболивающих средств.

Пример 6.

Положительный эффект комплекса «Альбит-ЗДОРОВЬЕ», приготовленного по примеру 1, демонстрируют при алкогольном отравлении человека.

Мужчина, 43 года, в состоянии расстройства физического состояния (замедленные реакции, движения и речь, сильная головная боль, сильная слабость) вследствие излишне выпитого накануне алкоголя. После приема с водой 10 капель препарата через два часа пришел в физическую норму и был в состоянии вести деловые переговоры, участвовать в погрузочных работах и координировать маршрутные передвижения грузов. Ранее при такой степени алкогольного отравления этот мужчина приходил в рабочую форму не ранее чем через сутки.

Пример 7.

Положительный эффект комплекса «Альбит-ЗДОРОВЬЕ», приготовленного по примеру 2, демонстрируют на людях с ослабленным иммунным статусом.

Девушка, 18 лет, студентка, вследствие возрастных гормональных нарушений, ослабления иммунитета страдала высыпанием угрей на коже. После недельного курса приема комплекса с пищей в дозе 4-6 капель в день угри начали исчезать, а к концу второй недели полностью исчезли. Кроме того, улучшилось общее состояние организма: сон стал спокойным, легче стала справляться с учебными нагрузками.

Мужчина, 47 лет, в зимние месяцы ежегодно отмечалась общая слабость, снижение работоспособности и вирусные заболевания (грипп, ТОРС, ОРВИ). Прием комплекса продолжал в течение 6 месяцев (с ноября по апрель) - с пищей либо питьем по 8-10 капель утром и вечером. Уже через 10 дней приема отмечено улучшение общего самочувствия, вирусные заболевания впервые за долгие годы в зимний период отсутствовали.

Результаты опытов, приведенные в Примерах 1-7, показывают, что селенсодержащий комплекс микроэлементов «Альбит-ЗДОРОВЬЕ» демонстрирует высокую эффективность положительного влияния на самочувствие человека и на его работоспособность, способен улучшать здоровье у людей с нарушениями обмена веществ, при отравлениях и сниженном иммунитете. Подобранные опытным путем концентрации дополнительных микроэлементов позволяют оптимизировать усвояемость селена и йода в организме человека, использовать низкие дозировки комплекса. Комплекс легко может быть наработан в больших количествах на стандартном ферментационном оборудовании и не требует специальных процедур применения.

Таким образом, предлагаемый комплекс селена, йода и вспомогательных микроэлементов «Альбит-ЗДОРОВЬЕ» является простым в наработке и применении на практике, эффективным биотехнологическим средством для поддержания здорового и работоспособного состояния организма человека.

Список использованной литературы

1. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. М.: Мир, 1985, Т.1.

2. Селен в питании: растения, животные, человек. / Под редакцией Н.А.Голубкиной, Т.Т.Папазяна / М., Печатный город, 2006.

3. St. Germain D.L., Galton V.A., Hernandez A. Endocrinology. 2009, v.150(3), pp.1097-1107.

4. Демьянова-Рой Г.Б., Голубкина Н.А., Жумаев А.Д. Патент RU 2253966, С2, 20.06.2005.

5. Боряев Г.И., Блинохватов А.А., Вихрева В.А. Патент RU 2281007, С2, 10.08.2006.

6. Хамагаева И.С., Кузнецова О.С. Патент RU 2333655, С2, 20.09.2008.

7. Мамцев А.Н., Бондарева И.А., Козлов В.Н. Патент RU 2271725, С1, 20.03.2006.

8. Злотников К.М., Казаков А.В., Винокурова Н.Г., Злотников А.К. Прикладная биохимия и микробиология. 2007, т.43, №4, с.501.

Изобретение относится к биотехнологии. Селенсодержащий комплекс представляет собой автолизат штамма гриба Cephaliophora tropica D3, полученный путем выращивания гриба в жидкой питательной среде с последующим автолизом полученной биомассы в течение 12 ч при температуре 53-55°С и 5-6 ч при температуре 63-65°С. Питательная среда содержит следующие микроэлементы в форме водорастворимых солей: селен 0,003-0,04 г/л, йод 0,001-0,035 г/л, кобальт 0,001-0,017 г/л, медь 0,001-0,02 г/л, цинк 0,01-0,07 г/л, марганец 0,02-0,42 г/л, магний 0,02-0,8 г/л, железо 0,1-0,95 г/л, бор 0,0005-0,108 г/л, кальций 0,4-3,5 г/л. Полученный комплекс способен оптимизировать обмен селена и йода в организме и может быть использован в качестве биологически активной добавки. 7 пр.

Селенсодержащий комплекс, используемый в качестве биологически активной добавки, представляющий собой автолизат штамма гриба Cephaliophora tropica D3, полученный путем выращивания гриба в жидкой питательной среде со следующим содержанием микроэлементов в форме водорастворимых солей, г/л:
селен 0,003-0,04 йод 0,001-0,035 кобальт 0,001-0,017 медь 0001-0,02 цинк 0,01-0,07 марганец 0,02-0,42 магний 0,02-0,8 железо 01-0,95 бор 0,0005-0,108 кальций 0,4-3,5