Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений (варианты) Российский патент 2024 года по МПК A23D9/00 

Группа изобретений относится к пищевой промышленности, а именно к масложировой промышленности, к жировым смесям и композициям со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, предназначенным для обогащения пищевых систем полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) и другими биологически активными веществами, получения специализированных пищевых систем целевого назначения, функциональных пищевых продуктов или использования в качестве биологически активных добавок к пище.

Известен функциональный пищевой ингредиент с заданным липидным профилем, который содержит рыбный жир, включающий полиненасыщенные жирные кислоты при определенном соотношении омега-6 и омега-3 с эйкозапентаеновой (ЭПК) и докозагексаеновой (ДГК) кислотами, и природный антиоксидант, в качестве которого используют смесь натуральных токоферолов в комбинации с растительным маслом [см. патент РФ № 2524358, МПК A23L 1/29, A23L 1/325, A23L 1/303, дата публикации 27.07.2014].

Недостатком известного решения является использование специфического жирового сырья, для получения которого необходимо выращивать африканского сома Clarias Gariepinus в условиях аквакультуры.

В качестве ближайшего аналога принята липидная композиция, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы [см. патент РФ № 2603583, МПК A23D 9/00, A23L 33/00, дата публикации 27.11.2016].

Недостатками ближайшего аналога являются:

- отсутствие сведений о наличии и содержании в готовом продукте эйкозопентаеновой кислоты;

- низкое содержание полиненасыщенных жирных кислот.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является получение липидной композиции повышенной устойчивости со сбалансированным жирнокислотным составом, обеспечивающим оптимальное соотношение в суточном рационе омега-6 и омега-3 ПНЖК, и комплексом биологически активных соединений.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении повышенного содержания полиненасыщенных жирных кислот и эйкозопентаеновой кислоты на уровне не менее 2,1 % от общего содержания омега-3 жирных кислот при обеспечении сбалансированного жирнокислотного состава готового продукта и устойчивости в процессе хранения.

Поставленная задача решается тем, что:

1) липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы отличается тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового, рыжикового и льняного масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, объем. %:

масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0; масло низкоэруковое рапсовое 35,0; масло рыжиковое 25,0; масло льняное 25,0; масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0;

2) липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы отличается тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового и рыжикового масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, объем. %:

масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0; масло низкоэруковое рапсовое 40,0; масло рыжиковое 45,0; масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0;

3) липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы отличается тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового и льняного масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, объем. %:

масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0; масло низкоэруковое рапсовое 55,0; масло льняное 30,0; масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0.

Сопоставительный анализ признаков заявляемой группы изобретений с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формул изобретений обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Признаки «в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp» описывают тип масла, обеспечивающего необходимое содержание высоконепредельных жирных кислот - эйкозопентаеновой и докозогексаеновой.

Признаки, описывающие тип используемых растительных масел, позволяют получить липидную композицию с повышенным содержанием ПНЖК и заданным соотношением полиненасыщенных жирных кислот омега-6 и омега-3.

Льняное и рыжиковое масла характеризуются высоким содержанием ПНЖК, однако оно обеспечивается разными жирными кислотами. В льняном и рыжиковом маслах преобладающей кислотой является α-линоленовая.

Низкоэруковое рапсовое масло характеризуется средним содержанием ПНЖК в основном за счет линолевой кислоты и α-линоленовой жирных кислот, соотношение кислот омега-6 и омега-3 не является оптимальным [см. Бурункова, Ю.Э. Растительные масла: свойства, технологии получения и хранения, окислительная стабильность: Учебно-методическое пособие. СПб: Университет ИТМО, 2020 - 82 с].

Признаки «в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei» описывают используемый натуральный антиоксидант - ксантофиллы с алленовыми связями, в частности фукоксантин и его производное фукоксантинол, которые обеспечивают устойчивость готовой композиции в процессе хранения за счет замедления процессов окисления и гидролиза липидов.

Признаки, описывающие соотношение компонентов, обеспечивают получение липидной композиции с повышенным общим содержанием полиненасыщенных жирных кислот, эйкозопентаеновой и докозогексаеновой кислот при обеспечении сбалансированного соотношения полиненасыщенных жирных кислот омега-3 и омега-6.

На фиг.1 изображена динамика окисления липидов липидных композиций.

На фиг.2 изображена динамика гидролиза липидов липидных композиций.

В качестве сырья используют:

- рафинированные низкоэруковое рапсовое, льняное, рыжиковое масла;

- масло морских водорослей Shizochytrium sp, содержащее эйкозопентаеновую (112 мг/г) и докозогексаеновую (480 мг/г) кислоты;

- масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei с содержанием ксантофиллов 0,25-0,30 мг/мл, изготовленный по известной технологии [см. патент РФ № 2776649, МПК A23L 33/105, C11B 1/10, дата публикации 22.07.2022].

Заявляемый способ осуществляют по стандартной технологии на стандартном оборудовании.

Все компоненты тщательно перемешивают в течение 5 минут при температуре 20°С.

Составы липидных композиций приведены в таблице 1.

Таблица 1

Составы липидных композиций

Название компонента Содержание, объем. % Пример 1 Пример 2 Пример 3 Масло морских водорослей Shizochytrium sp 5 5 5 Масло низкоэруковое рапсовое 35 40 55 Масло рыжиковое 25 45 - Масло льняное 25 - 30 Масляный экстракт из Sargassum miyabei 10 10 10

Авторы исследовали полученные образцы. Содержание основных эссенциальных кислот и ксантофиллов в липидных композициях представлено в таблице 2.

Таблица 2

Содержание основных эссенциальных кислот в липидных композициях

№ примера линолевая α-линоленовая γ-линоленовая ЭПК ДГК общее содержание ПНЖК ώ-6 ώ-3 Соотношение ώ/6:ώ/3 Содержание ксантофиллов г/100 г готовой липидной композиции 1 23,1 19,7 14,9 0,58 2,43 60,71 38,0 22,71 1:0,6 2,9 2 20,5 24,2 19,0 0,61 2,33 66,64 39,5 27,14 1:0,69 2,8 3 18,1 24,1 16,9 0,57 2,45 64,82 35,0 27,12 1:0,77 2,9

Отдельные представители жирных кислот, такие как среднецепочечные жирные кислоты (высшие жирные карбоновые кислоты с числом углеродных атомов от 12 до 14), моно- и полиненасыщенные жирные кислоты групп омега-6 (линолевая, γ-линоленовая, арахидоновая кислоты) и омега-3 (α-линоленовая, эйкозапентаеновая, докозагексаеновая кислоты) являются функциональными ингредиентами.

Моно- и полиненасыщенные жирные кислоты оказывают функциональное действие на липидный обмен, в частности влияют на поддержание уровня триацилглицеринов в крови и поддержание уровня общего холестерина и липопротеинов высокой и низкой плотности в крови, что важно для людей с гиперлипидемией. Полиненасыщенные жирные кислоты семейства омега-3 влияют на метаболизм углеводов путем поддержания уровня глюкозы и инсулина в крови, что важно для людей с ожирением и сахарным диабетом [см. ГОСТ Р 54059-2010 Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования // М.: Стандартинформ, 2019, 8 с.].

Однако кроме жирнокислотного состава индивидуального масла должно учитываться и соотношение омега-6/омега-3 жирных кислот. Несбалансированность данного соотношения ПНЖК является фактором риска многих алиментарно-зависимых заболеваний, в том числе гиперлипедимии и ожирения. Специализированные пищевые системы с высоким содержанием длинноцепочечных ПНЖК семейства омега-3, прежде всего линоленовой, докозагексаеновой (ДГК) и эйкозапентаеновой (ЭПК), способны в определенной степени нивелировать избыток насыщенных жиров и ПНЖК семейства омега-6 в питании человека. Таким образом, регулируя содержание ПНЖК семейства омега-3 можно создать специализированные пищевые системы с функциональными свойствами для профилактики гиперлипедимии и ожирения [см. Самойлова Ю.Г., Олейник О.А., Саган Е.В., Денисов Н.С., Филиппова Т.А., Подчиненова Д.В. Роль полиненасыщенных жирных кислот в протекции сердечно-сосудистых заболеваний у детей, страдающих ожирением // Современные проблемы науки и образования. 2019. № 6; Castaner O., Goday A., Park Y. M. et al. The Gut Microbiome Profile in Obesity: A Systematic Review // Int J Endocrinol. 2018. Vol. 2018. P. 9-15; Angelantonio E. Di., Bhupathiraju Sh. N., Wormser D. et al. Body-mass index and all-cause mortality: individual participant- data meta-analysis of 239 prospective studies in four continents // The Lancet. 2016. Vol. 388 (10046). P. 776-786; Denke M.A. Dietary prescriptions to control dyslipidemias // Circulation. 2002. Vol.105. P.132-138; Сидорова Ю.С., Петров Н.А., Зорин С.Н., Саркисян В.А., Мазо В.К., Кочеткова А.А. Новый функциональный пищевой ингредиент - липидный модуль, источник астаксантина и плазмалогенов // Вопросы питания, 2019. Т. 88. № 1. С.49-56].

В то же время молекулы ПНЖК потенциально являются мишенью перекисного окисления, что негативно сказывается на их биологической активности [см. Погожева А.В. Основы рациональной диетотерапии при сердечно-сосудистых заболеваниях // Клиническая диетология. 2004. Т.1, №2. С.17-29], следовательно, существует целесообразность и необходимость введения в специализированные пищевые системы для профилактики гиперлипедемии и ожирения с высоким уровнем ПНЖК омега-3 эффективных антиоксидантов, в частности каротиноидов.

Биологическая активность каротиноидов научно доказана многочисленными исследованиями [см. Rajauria Gaurav In-vitro antioxidant properties of lipophilic antioxidant compounds from 3 brown seaweed // Antioxidants. 2019. № 8(12). Р. 596-603; Gerasimenko N. I., Martyyas E. A., Busarova N. G. Composition of Lipids and Biological Activity of Lipids and Photosynthetic Pigments from Algae of the Families Laminariaceae and Alariaceae // Chem.Nat.Compd., 2012; № 48 Р.737-741; Bonet, M.L.; Canas, J.A.; Ribot, J.; Palou, A. Carotenoids and their conversion products in the control of adipocyte function, adiposity and obesity // Arch. Biochem. Biophys. 2015. № 572. Р.112-125; Jesumani Valentina; Du Hong; Aslam Muhammad Potential use of seaweed bioactive compounds in skincare // Marine drugs 2019. №17(12). 688; Fernández-García, E.; Carvajal-Lérida, I.; Jarén-Galán, M.; Garrido-Fernández, J.; Pérez-Gálvez, A.; Hornero-Méndez, D. Carotenoids bioavailability from foods: From plant pigments to effcient biological activities // Food Res. Int. 2012. № 46. Р.438-450; Sharoni Y.; Linnewiel-Hermoni K.; Khanin M.; Salman H.; Veprik A.; Danilenko M.; Levy Carotenoids and apocarotenoids in cellular signaling related to cancer: A review. // Mol. Nutr. Food Res. 2012. №56. Р.259-269; Meyers K.J.; Mares J.A.; Igo R.P.; Truitt B.; Liu Z.; Millen A.E.; Klein M.; Johnson E.J.; Engelman C.D.; Karki C.K. Genetic evidence for role of carotenoids in age-related macular degeneration in the Carotenoids in Age-Related Eye Disease Study (CAREDS) // Investig. Ophthalmol. Vis. Sci. 2014. № 55. Р. 587-599].

Основным источником каротиноидов среди морских организмов являются водоросли, в основном бурые. Бурые водоросли богаты природными антиоксидантами, в том числе и каротиноидами, в частности фукоксантином и изопреноидами [см. Bonet M.L.; Canas J.A.; Ribot J.; Palou A. Carotenoids and their conversion products in the control of adipocyte function, adiposity and obesity // Arch. Biochem. Biophys. 2015. № 572. Р. 112-125]. Кроме того, существует довольно много исследований, доказывающих, что каротиноиды обладают способностью оказывать влияние на снижение веса тела [см. Seca A.M.; Pinto D.C. Overview on the antihypertensive and anti-obesity e_ects of secondary metabolites from seaweeds //Mar. Drugs 2018. № 16. 23; Rodriguez-Concepcion M.; Avalos J.; Bonet M.L.; Boronat A.; Gomez-Gomez L.; Hornero-Mendez D.; Limon M.C.; Meléndez-Martínez A.J.; Olmedilla-Alonso B.; Palou A. A global perspective on carotenoids: Metabolism, biotechnology, and benefits for nutrition and health // Prog. Lipid Res. 2018. № 70. Р. 62-93; Mounien L.; Tourniaire F.; Landrier J.-F. Anti-obesity effect of carotenoids: Direct impact on adipose tissue and adipose tissue-driven indirect effects // Nutrients 2019. № 11. 1562].

Таким образом, введение ксантофиллов бурых водорослей в состав липидной композиции определяется не только антиоксидантной активностью, но и влиянием на метаболические процессы в организме человека [см. Takaichi S. Carotenoids in algae: Distributions, biosyntheses and functions // Mar. Drugs 2011. № 9. Р. 1101-1118; Kumar S.R.; Hosokawa M.; Miyashita K. Fucoxanthin: A marine carotenoid exerting anti-cancer effects by a effecting multiple mechanisms // Mar. Drugs 2013. № 11, Р. 5130-5147; Pangestuti R.; Siahaan E.A. Seaweed-derived carotenoids. In Bioactive Seaweeds for Food Applications; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2018; Р. 95-107; Sharifuddin Y.; Chin Y.X.; Lim P.E.; Phang S.M. Potential bioactive compounds from seaweed for diabetes management // Mar. Drugs 2015. № 13. Р. 5447-5491].

Органолептические показатели липидных композиций представлены в таблице 3.

Таблица 3

Органолептические показатели липидных композиций

Номер примера Запах Вкус Цвет Прозрачность 1 Отсутствует Масла Светло-желтый Прозрачное, без осадка 2 Отсутствует Масла Ярко-желтый Прозрачное, без осадка 3 Отсутствует Масла Темно-желтый Прозрачное, без осадка

Физико-химические показатели липидных композиций представлены в таблице 4.

В качестве контроля использован образец, в котором масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei заменен на низкоэруковое рапсовое масло.

Таблица 4

Физико-химические показатели липидных композиций

Номер примера Перекисное число, ммоль О2/кг Кислотное число, мг КОН Анизидиновое число, усл. ед. Массовая доля, % влаги и летучих веществ фосфор
содержащих веществ 1 2,7+0,11 0,19+0,010 1,02+0,05 0,12+0,06 0,04+0,002 2 2,9+0,12 0,21+0,010 0,98+0,04 0,08+0,004 0,05+0,001 3 2,5+0,10 0,16+0,008 1,16+0,05 0,10+0,05 0,04+0,002 контроль 3,5+0,15 0,23+0,020 1,22+0,06 0,11+0,06 0,03+0,002

С целью доказательства влияния ксантофиллов из морской бурой водоросли Sargassum miyabei на процессы окисления и гидролиза проведены исследования изменения перекисного и кислотного чисел липидных композиций.

Изменения перекисного числа липидов на фиг.1 демонстрируют, что контрольный образец достаточно быстро подвергается окислению с накоплением первичных продуктов - перекисей и гидроперекисей и достигает нормативного значения 10 ммоль О₂/кг после 4 месяцев хранения за счет содержания высоконепредельных ПНЖК - ЭПК и ДГК.

В то же время динамика окисления липидных композиций характеризуется более низкой скоростью, перекисное число изменяется гораздо медленнее и достигает нормативного значения 10 ммоль О₂/кг на 7-ой месяц хранения, что позволяет установить срок хранения 6 месяцев.

Такая динамика окисления объясняется наличием в липидных композициях эффективных антиоксидантов - ксантофиллов из морской бурой водоросли Sargassum miyabei.

Введение антиоксиданта (масляного экстракта из морской бурой водоросли Sargassum miyabei) в состав специализированных липидных композиций позволяет существенно замедлить процессы гидролиза ацилглицеринов, что демонстрирует сравнение кислотного числа опытных и контрольного образцов (см. фиг.2).

Гидролиз липидных композиций протекает наиболее интенсивно после 3-х месяцев хранения, в течение 7 месяцев кислотное число превышает нормативное значение 0,4 мг КОН, что позволяет определить срок хранения 6 месяцев, при этом для контрольного образца срок хранения составляет 3 месяца.

Таким образом, в готовых липидных композициях:

- общее содержание полиненасыщенных жирных кислот - 60,7-66,6 %;

- содержание омега-6 жирных кислот - 35,0-39,5 %;

- содержание омега-3 жирных кислот - 22,71-27,14 %;

- содержание эйкозопентаеновой кислоты - не менее 2,1 % от общего содержания омега-3 жирных кислот;

- содержание докозогексаеновой кислоты - не менее 8,6 % от общего содержания омега-3 жирных кислот;

- содержание ксантофиллов - 2,5-3,0 мг на 100 г липидной композиции.

Учитывая вышесказанное можно сделать вывод, что заявляемые липидные композиции обладают функциональными свойствами и могут быть использованы в том числе для профилактики гиперлипедимии и ожирения.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к масложировой промышленности. Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы, отличающаяся тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового, рыжикового и льняного масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, об.%: масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0; масло низкоэруковое рапсовое 35,0; масло рыжиковое 25,0; масло льняное 25,0; масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0. Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы, отличающаяся тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового и рыжикового масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, об.%: масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0; масло низкоэруковое рапсовое 40,0; масло рыжиковое 45,0; масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0. Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы, отличающаяся тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового и льняного масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, об.%: масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0; масло низкоэруковое рапсовое 55,0; масло льняное 30,0; масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0. Изобретение позволяет обеспечить общее содержание полиненасыщенных жирных кислот на уровне 60,7-66,6% и эйкозопентаеновой кислоты на уровне не менее 2,1% от общего содержания омега-3 жирных кислот при сбалансированном жирнокислотном составе готового продукта и устойчивости в процессе хранения. 3 н.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

1. Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы, отличающаяся тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового, рыжикового и льняного масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, об.%:

масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0 масло низкоэруковое рапсовое 35,0 масло рыжиковое 25,0 масло льняное 25,0 масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0

2. Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы, отличающаяся тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового и рыжикового масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, об.%:

масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0 масло низкоэруковое рапсовое 40,0 масло рыжиковое 45,0 масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0

3. Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений, содержащая пищевое масло морских гидробионтов в качестве источника докозагексаеновой кислоты, растительное масло и ксантофиллы, отличающаяся тем, что в качестве пищевого масла морских гидробионтов используют масло морских водорослей Shizochytrium sp, в качестве растительного масла используют смесь низкоэрукового рапсового и льняного масел, а в качестве источника ксантофиллов используют масляный экстракт из морской бурой водоросли Sargassum miyabei при следующем соотношении компонентов, об.%:

масло морских водорослей Shizochytrium sp 5,0 масло низкоэруковое рапсовое 55,0 масло льняное 30,0 масляный экстракт из Sargassum miyabei 10,0