СОСТАВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛИПИДОВ К ОКИСЛЕНИЮ Российский патент 2015 года по МПК C11B5/00 

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 отраслях промышленности для получения стабильных липидосодержащих пищевых добавок (нутрицевтиков), лечебно-косметических средств и лекарственных препаратов.

Известны способы стабилизации липидов различного происхождения к окислению путем введения антиоксидантов: токоферолов [патент США №2564106, кл. 252-404, опубл. 14.08.1951], аскорбиновой кислоты и ее производных [GB патент 2123024 А, 1984], нафтолов и фенолов [Эмануэль Н.М., Лясковская Ю.Н. Торможение процессов окисления жиров. Москва, Пищепромиздат, 1961].

Во всем мире ведется целенаправленный отбор полифункциональных стабилизаторов, лекарств антиоксидантного действия, синергических смесей. Использование синергических смесей позволяет получать высокоэффективные композиции, простые по составу и доступные для практического применения, при этом снижается количество антиоксиданта.

Известен состав для стабилизации липидов, включающий следующие компоненты, мас.%:

α-токоферол (или α-токоферола ацетат) 2,4-80,0 бензафлавин 2,3-76,9 лецитин 8,3-93,8

добавляемых в концентрации 0,4-5,2% от массы липидов [патент 2077558 RU, МПК⁶ С11В 5/00, опубл. 20.04.1997 г.].

Указанный состав тормозит процесс окисления липидов за счет антиоксидантного действия ингибиторов природного происхождения α-токоферола (2,5,7,8-тетраметил-2-(4,8,12-триметилтридецил)хроман-6-ол, витамин Е), бензафлавина (аналога витамина В₂) и лецитина (яичного фосфатидилхолина). В составе указанной композиции бензафлавин и лецитин проявляют по отношению к α-токоферолу или α-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.

Задачей настоящего изобретения является разработать состав для стабилизации липидов к окислению с помощью антиоксидантов, обладающих высокой эффективностью в процессе окислительной деструкции природных липидов.

Технический результат - простой состав, не требующий больших материальных затрат, основанный на способности синергической смеси антиоксидантов взаимодействовать с пероксидными радикалами и разрушать продукты окислительной деструкции липидов - гидропероксиды - нерадикальным путем. Эти два механизма обеспечивают высокую эффективность заявляемого состава.

Технический результат достигается тем, что к липидам добавляют в качестве антиоксидантов смесь α-токоферола и мексидола.

Состав для стабилизации липидов, включающий антиоксидант и синергист антиоксиданта, отличающийся тем, что в качестве антиоксиданта используют α-токоферол, a в качестве синергиста антиоксиданта используют мексидол (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:

α-токоферол 18,9 мексидол   (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) 81,1

добавляемых в концентрации 0,05-0,51% от массы липидов.

Предлагаемое соединение мексидол (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) было синтезировано в Институте биохимической физики (ИБХФ) им. Н.М. Эмануэля РАН с целью расширения ассортимента нетоксичных биологически активных ингибиторов окисления. Химическая структура соединения представлена ниже:

Мексидол широко применяют при лечении острого панкреатита, рака яичников, ишемии мозга, различных видов гипоксии: [Смирнов Л.Д., Дюмаев К.М. β-Оксипроизводные шестичленных гетероциклов. Синтез, ингибирующая активность и биологические свойства // Химико-фармацевтический журнал. - 1982. - №4. - С. 412-428. Столярова В.В., Карпова Н.В., Кечина Е.П., Самолькина О.Г. Экспериментально-клиническое исследование влияния мексидола и эмоксипина на электрическую нестабильность миокарда при метаболических нарушениях // Вестник восстановительной медицины. - 2008. - №4. - С. 92-95].

Предлагаемое соединение мексидол (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) проявляет активность в реакции с пероксидными радикалами с константой скоростью К₇=2,80×10⁴ М^-1×с^-1, f - фактор ингибирования, показывающий количество свободных радикалов, реагирующих с молекулой мексидола, равен 2. Мексидол снижает скорость процесса окисления липидов в 4-8 раз, обладает дополнительно способностью непосредственно взаимодействовать с гидропероксидами, разрушая их без образования свободных радикалов до 30%, что не наблюдается в присутствии α-токоферола [Перевозкина М.Г., Силина Е.Г., Глушков B.C., Сторожок Н.М. Эффекты синергизма мексидола с серосодержащим фенолом СО-4 и α-токоферолом в процессе ингибированного окисления метилолеата // Тез. межд. симп.: Молекулярные механизмы регуляции функции клеток. - Тюмень. - 2005. - С. 150-152].

Разрушение гидропероксидов под влиянием заявляемого соединения в свою очередь является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности соединения по сравнению с прототипом.

Эффективность стабилизаторов оценивалась несколькими независимыми методами [Сторожок Н.М. Межмолекулярные взаимодействия компонентов природных липидов в процессе окисления. Дис… д-ра хим. наук. М.: Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, 1996. 360 с. Цепалов В.Ф., Харитонова А.А., Гладышев Г.П. и др. Определение констант скорости и коэффициентов ингибирования фенолов-антиоксидантов с помощью модельной цепной реакции // Кинетика и катализ. - 1977. - Т. 18. - вып. 5. - С. 1261-1267]:

- изучалась кинетика поглощения кислорода при инициированном окислении липидных субстратов в присутствии предлагаемого состава и прототипа;

- тестировалась кинетика накопления первичных продуктов окисления - гидропероксидов - методом йодометрического титрования при аутоокислении липидов при температуре (60±0,2°C).

Изучение кинетики поглощения кислорода проводилось волюмометрическим методом в установках типа Варбурга при инициированном окислении липидов в присутствии инициатора азобисизобутиронитрила (АИБН) в концентрации 3×10^-3 М при температуре 60±0,2°C. Кинетику накопления гидропероксидов в модельном субстрате исследовали в условиях аутоокисления методом обратного йодометрического титрования в неводной среде. Навеску окисляемого модельного субстрата растворяли в смеси ледяной уксусной кислоты и хлороформа в соотношении 3:2, добавляли йодид калия, смесь перемешивали и оставляли в темноте. Через равные промежутки времени отбирали пробы и определяли в них перекисное число: где а - объем Na₂S₂O₃, пошедший на титрование пробы; b - объем Na₂S₂O₃, пошедший на титрование контрольного опыта; d - масса навески субстрата окисления.

Эффективность совместного ингибирующего действия смеси количественно характеризовали абсолютным значением разности (Δτ_i) периодов индукции окисления метилолеата (МО) в присутствии композиции антиоксидантов (АО) (τ_Σ) и простой суммы индивидуальных компонентов (Στ_i) (аддитивное действие) (Δτ_i=τ_Σ-Στ_i), либо выражали в относительных единицах - (Δτ_i/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.

Критерием антиоксидантного действия служили начальная (W_{O2 нач}) и максимальная (W_{O2 max}) скорости процесса окисления в присутствии и в отсутствие антиоксиданта. Эффективность стабилизации окисления определяли также по величине W_O2max(MO)/W_O2max(MO+AO), характеризующей степень уменьшения скорости поглощения кислорода в присутствии метилолеата (МО) и метилолеата с добавками антиоксидантов (МО+АО).

Изучение ингибирующего действия смесей α-токоферола с мексидолом с постоянными концентрациями α-токоферола показало, что зависимость периодов индукции от концентрации мексидола носит экстремальный характер с максимумом в области 5×10^-4 М (0,07% от массы липидов). Диапазон эффективных концентраций мексидола в смеси соответствовал (3,0-7,0)×10^-4 М, что составляет (0,04-0,10)% от массы липидов, С_{(α-Токоферол)}=const=2,5×10^-4 М, W_i=4,2×10^-8 М×с^-1, t=60°C. Диапазон эффективных концентраций α-токоферола в смеси соответствовал (0,1-3,0)×10^-3 М, что составляет (0,01-0,41)% от массы липидов.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

ПРИМЕР

Берут 10 г (точная навеска) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0090 г (0,09%) смеси α-токоферола с мексидолом. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0017 г α-токоферола, 0,0073 г мексидола, что составляет 0,02% и 0,07% от массы липидов соответственно. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси составляет, мас.%:

α-токоферол 18,9 мексидол   (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) 81,1

Было установлено, что эффективность синергизма при совместном использовании α-токоферола и мексидола в субстратах составляет (30-45)%, тогда как для прототипа эффективность смесей изменялась в пределах (16,3-20,0)%. (табл. 1).

В процессе окисления липидных субстратов смеси α-токоферола и мексидола разрушают гидропероксиды, что не наблюдается в присутствии прототипа (табл. 2).

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.

Изобретение может быть использовано в пищевой, косметической и химико-фармацевтической отраслях промышленности для получения стабильных липидосодержащих пищевых добавок (нутрицевтиков), лечебно-косметических средств и лекарственных препаратов. В составе для стабилизации липидов, включающем антиоксидант и синергист антиоксиданта, согласно изобретению в качестве антиоксиданта используют α-токоферол, а в качестве синергиста антиоксиданта - мексидол (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%: α-токоферол 18,9, мексидол (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) 81,1, добавляемых в концентрации 0,05-0,51% от массы липидов. Изобретение позволяет получить простой состав, не требующий больших материальных затрат, основанный на способности синергической смеси антиоксидантов взаимодействовать с пероксидными радикалами и разрушать продукты окислительной деструкции липидов. 2 табл., 1 пр.

Состав для стабилизации липидов, включающий антиоксидант и синергист антиоксиданта, отличающийся тем, что в качестве антиоксиданта используют α-токоферол, а в качестве синергиста антиоксиданта используют мексидол (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:
α-токоферол 18,9 мексидол   (2-этил-6-метил-3-гидрокси-пиридина сукцинат) 81,1