Способ повышения биодоступности продуктов функционального питания с использованием инертного газа Российский патент 2023 года по МПК A23L2/54 A23L33/10 

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к пищевым продуктам, продуктам функционального питания, БАДам, напиткам и представляет собой способ повышения биодоступности продуктов функционального питания с использованием инертного газа.

В последнее время при производстве продуктов питания все чаще используются современные достижения науки и техники. В их числе, например, результаты исследований по применению инертных газов.

Инертные газы или их смеси защищают пищевой продукт от воздействия окружающей среды. К защитным инертным газам, разрешенным к применению в производстве пищевых продуктов и напитков, относятся: азот, аргон, гелий, ксенон, криптон (Б.Л. Красный, В.П. Тарасовский, А.Б. Красный, Я.Г. Матыцин, Н.А. Тихомирова, Я.А. Лихачев, А.В. Потапов. Инертные газы в пищевой промышленности: перспективы использования. URL: https://inlnk.ru/MjK4Qn).

Известно средство для повышения работоспособности организма на основе α-циклодекстрина и его применение (патент RU 2704024, A61K 31/724, A61K 33/00, A61P 43/00, опубл. 23.10.2019 г.). Средство для повышения работоспособности организма млекопитающего, которое содержит первый компонент, представляющий собой лиофилизированный порошок на основе α-циклодекстрина, который получен следующим образом: на первом этапе насыщают α-циклодекстрин ксеноном в водном растворе при температуре от 0 до 35°C, на втором этапе проводят обезвоживание α-циклодекстрина, насыщенного ксеноном, при температуре от 0 до -70°C; второй компонент, представляющий собой жидкое пищевое масло; при соотношении первого компонента и второго компонента от 1 к 6 до 1 к 7, соответственно. Способ повышения работоспособности организма млекопитающих. В данном патенте описан способ доставки инертного газа с использованием двухкомпонентного носителя, у нас другой технический результат, а именно, газ применяется как средство для усиления усвоения других биологических активных продуктов.

Известен препарат для адаптогенной терапии и способ его изготовления (патент 2228739, опубл. 20.05.2004г., A61K9/107). Изобретение относится к области фармацевтики и касается препарата для адаптогенной терапии и способа получения. Изобретение заключается в том, что препарат снабжен герметичной упаковкой и содержит наполнитель - жировую эмульсию или твердый сорбент, в котором растворен или адсорбирован газообразный действующий компонент, представляющий собой, по меньшей мере, один газ из группы, включающей: ксенон, криптон, закись азота. Предпочтительно наполнитель представляет собой жировую эмульсию, имеющую рН не ниже 6,0, жировая эмульсия содержит жир, а именно: молоко крупного или мелкого рогатого скота или иную эмульсию на основе животного масла, или в качестве наполнителя содержит растительное масло или активированный уголь или термоксид. Изобретение направлено на получение нетоксичного препарата с повышенной способностью к регуляции сопротивляемости организма при экстремальных воздействиях за счет гуморальной регуляции, регуляции обмена веществ и психоэмоциональной регуляции пациента. Данный патент направлен на способ доставки газов в организм с помощью сорбентов в герметичной оболочки.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа с целью повышения биодоступности продуктов функционального питания с использованием инертного газа.

Поставленная задача решается тем, что способ повышения биодоступности продуктов с использованием инертного газа, включающий его смешивание с продуктом функционального питания, но в отличие от прототипа в качестве продуктов функционального питания используют жировую эмульсия, масла, маслорастворимые, водорастворимые, нерастворимые ингредиенты, используемые в производстве пищевых продуктов, БАДов, напитков, а действующий компонент представляет собой, по меньшей мере, один газ из группы, включающей ксенон, криптон, при содержании газа в пищевом продукте от 5 мл/л. до 2.8 л/л. или их смесь в различных соотношениях.

После прекращения введения газа пищевой продукт расфасовывают в герметичную упаковку (металлическую, пластиковую, стеклянную, желатиновые капсулы и пр.).

Для насыщения инертным газом функционального продукта не используют избыточное давление, либо используют избыточное давление до 2 атм.

Продукт функционального питания выполнен в жидком, мягком, полумягком виде.

Криптон — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Получают из криптоно-ксеноновой смеси в процессе разделения воздуха на промышленных установках. В процессе разделения воздуха методом низкотемпературной ректификации производится постоянный отбор фракции жидкого кислорода, содержащей жидкие углеводороды, криптон и ксенон (отбор фракции кислорода с углеводородами необходим для обеспечения взрывобезопасности). Для извлечения криптона и ксенона из отбираемой фракции удаляют углеводороды в каталитических печах и направляют в дополнительную ректификационную колонну для удаления кислорода, после обогащения Kr+Xe смеси до 98—99% её повторно очищают в каталитических печах от углеводородов, а затем в блоке адсорберов, заполненных силикагелем (или другим адсорбентом). После очистки смеси газов от остатков углеводородов и влаги её закачивают в баллоны для транспортировки на предприятия для разделения и очистки Kr и Xe.

Ксенон - инертный благородный газ, абсолютно не токсичен, не вступает в реакции с биологическими молекулами, не проявляет мутагенных, тератогенных, цито- и иммунотоксических свойств. В медицине используется с 1951 г. для ингаляционного наркоза. При введении в организм газ полностью выводится в течение 4-х часов (Sanders R.D., Franks N.P., Maze M. Xenon: no stranger to anaesthesia / Brit J Anaesthesia, 2003. - V.91 (5). - P.709-717).

Биологическая доступность (БД) — это степень всасывания лекарственного вещества из места введения в системный кровоток и скорость, с которой этот процесс происходит (Хоружая Т.Г., Чучалин В.С. Биофармация — научное направление в разработке и совершенствовании лекарственных препаратов. 2006.). Однако, в понятие биодоступности входит не только скорость и степень всасывания активной субстанции, а также другие её характеристики: доступность активного вещества и образовавшихся метаболитов в месте действия. Это подтверждают следующие определения: Биологическая доступность — это степень и скорость, с которой активная лекарственная субстанция абсорбируется из фармацевтической формы и становится доступной в месте её действия (Toutain P.L., Bousquet-Me, Lou A. Bioavailability and its assessment. // J.vet. Pharmac.Therapy. 2004. V.27. P. 455—466. Oral bioavailability: prediction using in vitro kinetic data. Kinetics and Metabolism. 2009. Guidance for Industry, Bioavailability and Bioequivalence Studies for Orally Administered Drug, Products — General Considerations. U.S.Department of Health and Human Services Food and Drug Administration, Center for Drug Evaluation and Research (CDER). 2003.). Биодоступность — часть принятой внутрь дозы лекарственного вещества, которая достигла системного кровотока в неизменном виде и в виде активных метаболитов, образовавшихся в процессе всасывания и пресистемного метаболизма (Хоружая Т.Г., Чучалин В.С. Биофармация — научное направление в разработке и совершенствовании лекарственных препаратов. 2006.).

На биодоступность лекарственных веществ влияют так называемые эндогенные факторы. К ним относятся: физиологические факторы: возраст, пол, состояние организма пациента; биохимические факторы: состояние клеточных мембран, активность клетки, наличие эндогенных субстратов, накапливаемых при различных заболеваниях (билирубин, жирные кислоты и т.д.); патофизиологические: патологические состояния желудочно-кишечного тракта, печени, почек, сердечно-сосудистой системы, уровень транспортных белков в крови, генетически обусловленная разница в биотрансформации лекарственных веществ с пресистемным метаболизмом; клинические: выбор схемы дозирования, путь введения, место инъекции, интеракция одновременно или последовательно вводимых лекарственных веществ (Тихонов А.И., Ярных Т.Г., Зупанец И.А. Биофармация. Издательство «Золотые страницы». 2003.).

Примеры конкретного использования изобретения приведены ниже.

Пример 1. Влияние ксенона и криптона на усвояемость триглицеридов оливкового масла.

Исследования по влиянию ксенона на всасывание и транспорт триацилглицеролов проводили в эксперименте, как описано [Wang Z., Wang L., Zhang Z., Feng L., Song X., & Wu J. Apolipoprotein A-IV involves in glucose and lipid metabolism of rat //Nutrition & metabolism. – 2019. – Т. 16. – №. 1. – С. 1-9.], выполнены на 12 крысах линии Wistar массой 320-360 г.

Все животные были поделены на 3 группы: 1 – контроль, 2 – опытная, 3 – опытная. Животные голодали 6 часов до проведения эксперимента, а затем крысам контрольной группы (n=4) вводили внутрижелудочно зондом болюсно оливковое масло Extra Virgin (Aceites Toledo, Испания) в дозе 1 мл/100 г массы тела. Этого количества масла достаточной для индукции постпрандиального повышения уровня триацилглицеролов в плазме у крыс и для оценки абсорбции жиров без использования радиоактивных меток [Martínez-Beamonte R., Navarro M. A., Acin S., Guillen N., Barranquero C., Arnal C., Osada J. Postprandial changes in high density lipoproteins in rats subjected to gavage administration of virgin olive oil //PLoS One. – 2013. – Т. 8. – №. 1. – С. e55231.]. Животным опытной группы 1 (n=4) вводили оливковое масло насыщенное ксеноном в концентрации 280 об.%, а опытной группы 2 (n=4) вводили оливковое масло насыщенное криптоном в концентрации 24 об.%. Ксенон и криптон здесь и далее использовали особой чистоты производства ООО «Акела-Н».

Введение газов в масла проводили, используя реактор для изготовления эмульсий, объемом 1л. Процесс проводили при нормальном давлении в герметичном состоянии. Снизу, в область гомогенизатора, погруженного в масло, вводили газ (ксенон, криптон) из шприца через трубку. Введение газа продолжали до повышения давления 0,1 мПа при работающем гомогенизаторе. Содержание ксенона и криптона в масле определяли методом газовой хроматографии. До и через 30 мин, 1, 2 и 3 часа после введения оливкового масла из хвостовой вены крыс в микроветы СВ 300 (Microvette CB 300, США) брали образцы крови по 50 мкл. Пробы крови центрифугировали при 3000 об/мин при 40 С в течение 10 мин на центрифуге HERMLE Z383K (Германия).

В сыворотке крови немедленно определяли содержание триацилглицеролов (ТАГ) с использованием ферментативных наборов фирмы Chronolab (Испания). Для этого к 1 мл рабочего реагента добавляли 10 мкл сыворотки крови или стандартного раствора ТАГ, инкубировали 5 мин при 370С в термостате и определяли оптическую плотность при 500 нм на спектрофотометре. В таблице 1 указано влияние ксенона и криптона на содержание триацилглицеролов (ТАГ) в сыворотке крови крыс после болюсного внутрижелудочного введения оливкового масла (1 мл на 100 г массы тела), Х ± SD.

Таблица 1

Время Содержание ТАГ, ммоль/л 1. Контроль (n=4) 2. О-1(Хе) (n=4) 3. О-2(Kr) (n=4) 0 мин 1,17 ± 0,31 1,45 ± 0,60 1,26 ± 0,31 30 мин 1,32 ± 0,39 2,35 ± 0,92 1,76 ± 0,90 60 мин 1,58 ± 0,39 2,94 ± 0,46 2,68 ± 1,05 120 мин 2,77 ± 0,60 4,29 ± 0,82 4,60 ± 0,79 180 мин 2,70 ± 0,46 5,02 ± 0,88 4,81 ± 1,04

Результаты показали, что масло с ксеноном и криптоном приводило к существенному повышению уровня ТАГ через 1, 2 и 3 часа после болюсного внутрижелудочного введения оливкового масла. Причем, этот эффект был практически одинаковый для ксенона в концентрации 280 об.%, и для криптона в концентрации 24 об.%.

Пример 2. Влияние ксенона и криптона на усвояемость триглициридов Омега-3 и полипренолов из хвои сибирской пихты.

Исследования по влиянию смеси газов ксенон + криптон на всасывание и транспорт триацилглицеролов проводили как описано выше в двух группах животных. В контрольной группе (n - 4) и опытной группе (n - 4) использовали Омега-3, производства BASF PronovaPure® 500:200 TG ( EPA mg/g - min. 500, DHA mg/g - min. 200, EPA&DHA mg/g - min. 700) с полипренолами. Смесь готовили следующим образом: к Омега-3 примешивали хвойный экстракт (производство ООО «Сибирский натуральный продукт») в концентрации 5,0% с содержанием полипренолов 48%. Ксенон и криптон вводили как описано выше. Содержание ксенона составляло 150 об.% а криптона 13 об.%. В контрольной и опытной группе собирали суточную мочу для определения полипренолов (долихолов) методом ВЭЖХ. В таблице 2 указано влияние контрольного и опытного образцов на содержание триацилглицеролов (ТАГ) в сыворотке крови крыс после их болюсного внутрижелудочного введения (1 мл на 100 г массы тела), Х ± SD. В таблице 3 указано влияние контрольного и опытного образцов на содержание полипренолов в моче крыс.

Таблица 2

Время Содержание ТАГ, ммоль/л 1. Контроль (n=4) 2. O (Хе+Kr) (n=4) 0 мин 0,80 ±0,15 0,91 ± 0,28 30 мин 1,31 ± 0,25 1,69 ± 0,50 60 мин 2,13 ± 0,46 3,19 ± 0,45 120 мин 2,49 ± 0,35 4,37 ± 0,62 180 мин 2,55 ± 0,56 4,45 ± 0,55

Таблица 3

Группа Массовая концентрация полипренолов (долихолов), мкг/мл Контроль 6,8 ± 0,18 Опыт 35,5 ± 1,2

Результаты эксперимента показали увеличение усвояемости триглициридов Омега-3 примерно в 2 раза через 1, 2 и 3 часа после болюсного внутрижелудочного введения.

При этом концентрация полипренолов (долихолов) в суточной моче возрастала примерно в 6 раз, что говорит о высокой эффективности влияния смеси ксенона и криптона на усвояемость и обмен полипренолов.

Пример 3. Влияние ксенона и криптона на повышение Омега-3 индекса

Тестирование проводили на 14-ти добровольцах мужского пола, возрастом от 38 до 47 лет. Контрольная и 5 опытных групп по 2 человека. У всех добровольцев Омега-3 индекс был менее 4,5%. Для тестирования контрольной группы использовали продукт Epax Ultra Concentrates (Epax 5025 TGN), производства Epax Norway AS. Для опытной группы 1 в продукт вводили ксенон в концентрации 5 об.%, для опытной группы 2 - 20 об.%, опытной группы 3 – 250 об.%, опытной группы 4 - криптон - 5 об.%, опытной группы 5 – 24 об.%, опытной группы 6 – 70 об.%. Насыщение продукта газами делали как описано выше, но при небольшом избыточном давлении: криптон при давлении 2,0 мПа, а ксенон – 0,2 мПа. Все продукты (для контрольной и опытных групп) капсулировали в мягкие желатиновые капсулы весом 0,5г. Все добровольцы принимали по 4 капсулы в день, 2 утром и 2 вечером, натощак. Через 1 месяц вновь сдавали анализы на Омега-3 индекс. В таблице 4 указано влияние ксенона на изменение омега-3 индекса через три месяца приема продукта в контрольной и опытных группах.

Таблица 4

Омега-3 индекс газ контроль 5,1 - контроль 5,3 - опыт 1 6,7 ксенон 5 об.% опыт 1 6,9 ксенон 5 об.% опыт 2 8,2 ксенон 20 об.% опыт 2 8,4 ксенон 20 об.% опыт 3 8,9 ксенон 250 об.% опыт 3 8,8 ксенон 250 об.% опыт 4 5,9 криптон 5 об.% опыт 4 6,0 криптон 5 об.% опыт 5 8,4 криптон 24 об.% опыт 5 8,1 криптон 24 об.% опыт 6 8,8 криптон 70 об.% опыт 6 9,1 криптон 70 об.%

Результаты показывают влияние ксенона и криптона на доза зависимое увеличение Омега-3 индекса.

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к пищевым продуктам, продуктам функционального питания, БАДам, напиткам и представляет собой способ повышения усвояемости продуктов функционального питания с использованием инертного газа. Способ повышения усвояемости продуктов с использованием инертного газа включает его смешивание с продуктом функционального питания, при этом в качестве продуктов функционального питания используют жировую эмульсия, масла, водорастворимые ингредиенты, используемые в производстве пищевых продуктов, БАДов, напитков, а действующий компонент представляет собой, по меньшей мере, один газ из группы, включающей ксенон, криптон, при содержании газа в пищевом продукте от 5 мл/л до 2.8 л/л или их смесь в различных соотношениях. Использование изобретения позволяет усилить усвоение продуктов функционального питания. 3 з.п. ф-лы, 4 табл., 3 пр.

1. Способ повышения усвояемости продуктов с использованием инертного газа, включающий его смешивание с продуктом функционального питания, отличающийся тем, что в качестве продуктов функционального питания используют жировую эмульсия, масла, водорастворимые ингредиенты, используемые в производстве пищевых продуктов, БАДов, напитков, а действующий компонент представляет собой, по меньшей мере, один газ из группы, включающей ксенон, криптон, при содержании газа в пищевом продукте от 5 мл/л до 2,8 л/л или их смесь в различных соотношениях.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после прекращения введения газа пищевой продукт охлаждают, расфасовывают в герметичную упаковку, выбранную из группы металлической, пластиковой, стеклянной, желатиновых капсул.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для насыщения инертным газом функционального продукта используют избыточное давление до 2 атм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт функционального питания выполнен в жидком, мягком, полумягком виде.