Способ получения липосомальной эмульсии с эфирным маслом Российский патент 2025 года по МПК A23D9/00 A61K9/107 

Изобретение относится к способу получения эмульсии, содержащей эфирное масло, и может быть использовано в сельском хозяйстве (в частности в животноводстве для введения перорально в рационы животных), а также в фармакологии, медицине, пищевой и косметической промышленности.

Известно, что эфирные масла обладают широчайшим спектром клинико-фармакологических эффектов (в т.ч. нормализуют липидный обмен, регулируют сердечно-сосудистые нарушения, участвуют в противовоспалительных реакциях, повышают иммунитет и обмен веществ в целом и т.д.).

Однако эфирные масла обладают высокой склонностью к окислению и деградации под действием высокой температуры, кислорода и света, которая обусловлена высоким содержанием в них ненасыщенных углеродных связей. Это приводит к накоплению токсичных продуктов перекисного окисления, в частности, в процессе производства и хранения продуктов питания и кормов, а также к ухудшению органолептических свойств. Кроме того, гидрофобная природа эфирных масел и низкая растворимость в водной среде затрудняет их прямое введение в конечные продукты.

Таким образом, получение стабильных и растворимых в воде эмульсионных форм эфирных масел является актуальным.

Известна композиция на основе лецитина (Патент RU 2620250; МПК A61K 47/44, A61K 47/12; опубл. 23.05.2017), состоящая из лецитина в составе фосфолипидного концентрата, вазелинового масла и воды, которая дополнительно содержит олеиновую кислоту, жирное растительное масло и эфирное растительное масло. Композиция представляет собой обратную микроэмульсию «вода в масле» с каплями нанометрового размера. Однако она имеет сложный состав, включающий много дополнительных компонентов помимо эфирного масла.

Известна эмульсионная композиция «масло в воде», содержащая от 75 до 97 мас. % водной фазы, содержащей воду; 2-25 мас. % масляной фазы, содержащей эфирное масло и фосфолипиды, где массовое соотношение эфирного масла и фосфолипидов составляет 4:6-8:2, а также 2-5 мас. % эмульгатора (Патент CN113876658A). Эмульсия имеет размер частиц 50-200 нм. Способ получения композиции включает смешивание эфирного масла с фосфолипидом с образованием масляной фазы; добавление очищенной воды в эмульгатор и равномерное растворение или диспергирование с образованием водной фазы; добавление масляной фазы в водную фазу при условии, что водная фаза остается разделенной для приготовления молозива; гомогенизация молозива и стерилизация при температуре 80-100°С. Предложенное техническое решение позволяет улучшить стабильность эмульсии эфирного масла и получить эмульсию, которая не имеет плавающего масла, может выдерживать условия высокотемпературной стерилизации, длительного хранения и т.п.и может быть использована при приготовлении различных пищевых продуктов, продуктов медицинского назначения, лекарств, косметики и т.п. Однако, указанный способ предполагает высокотемпературный нагрев, что может негативно сказаться на качестве эфирного масла.

Известен способ получения водорастворимого концентрата, состоящего из эфирных масел, микроинкапсулированных в липосомной системе (Патент DE 19922193А1), согласно которому сначала с помощью высокоскоростного смесителя (ротор-статор и т.д.) получают систему пустых липосом из гидрогенизированного лецитина, температура которого превышает необходимую для этого температуру фазового перехода (40-60°С), затем после охлаждения до температуры ниже 30°С эта система пустых липосом загружается эфирными маслами при постоянном охлаждении и гомогенизируется. К недостаткам способа можно отнести то, что на начальном этапе приготовления концентрата используется нагрев до достаточно высокой температуры, что требует дополнительного охлаждения во избежание снижения количества и качества эфирного масла.

Известен способ получения эмульсионной композиции «масло в воде», смешанной с эфирным маслом (Патент JP6153979B2), предусматривающий смешивание водной фазы, содержащей водорастворимый загущающий полисахарид, с масляной фазой, содержащей эфирное масло и лецитин. Согласно способу все стадии приготовления эмульсии выполняются при комнатной температуре, что позволяет сохранить летучий ароматический компонент эфирного масла, не допуская его испарения. При этом включение в качестве дополнительного компонента полисахарида усложняет процесс получения эмульсии.

Стоит отметить, что в приведенных примерах отсутствуют сведения о сохранении количества эфирного масла и его компонентного состава в процессе хранения эмульсий.

Целью заявляемого изобретения является разработка способа получения малокомпонентной эмульсии, содержащей эфирное масло, обеспечивающего сохранение его количественных и качественных показателей в процессе хранения, что позволяет рекомендовать ее для разных направлений использования.

Технический результат - преодоление гидрофобности эфирного масла, позволяющее равномерно распределять его в жидкой среде, возможность сохранения эмульсии на протяжении длительного времени без потери качественных характеристик.

Технический результат достигается способом получения липосомальной эмульсии с эфирным маслом, предполагающим использование в качестве эмульгатора соевого лецитина, в котором согласно изобретению в реакторе лецитин соединяют с нагретым до температуры 35°С физиологическим раствором в соотношении 1:8 и перемешивают со скоростью 30 об./мин до полного растворения и добавляют 0,01% аскорбиновой кислоты от конечного объема эмульсии в качестве антиоксиданта, после чего в полученный раствор медленно вносят эфирное масло в количестве, равном количеству лецитина, и перемешивают на протяжении 15 мин со скоростью 300 об./мин, затем в гомогенизаторе высокого давления в течение 3 циклов по 3 мин каждый при температуре 33±3°С, рН 6,5-8,0 дзета-потенциале 20-30 мВ с постепенным повышением давления от 20 до 40 Мпа проводят получение липосом до достижения ими размера 300±50 нм.

В предложенном способе для получения липосом в качестве сырья используется соевый лецитин (пищевая добавка Е322, представляющая собой фосфолипидную смесь). В его состав входят несколько различных фосфолипидов (ФЛ): фосфатидилхолин - до 22%, фосфатидилинозитол - до 17%, и фосфатидилэтаноламин - до 13%, фосфатидилсерин - до 10%, лизофосфатидилхолин - до 5% и фосфатидная кислота - до 8%. Из перечисленных выше фосфолипидов наиболее распространенным в мембранах клеток является фосфатидилхолин (1,2-диацилглицеро-3-фосфохолин), который способен к легкому самопроизвольному образованию липидного бислоя в водной среде. Это делает его одним из наиболее удобных веществ для изготовления липосом.

При разработке технологии получения липосом, содержащих эфирные масла, учитывались доступные отечественные и зарубежные информационные материалы, собственный практический опыт, а также технологические принципы получения липосом для получения заданного их размера - 300±50 нм, обеспечивающего образование жидкой эмульсии. Дисперсность (размер частиц) в значительной степени влияет на скорость всасывания и характер распределения веществ, концентрацию в биологических жидкостях и тканях. Доказано, что наиболее востребованными в медицине стали липосомы размером от 50 до 350 нм.

При этом учтены следующие параметры:

- режим обработки;

- концентрация эмульгатора и стабилизатора;

- доля дисперсной фазы (как правило, 5-20 об. %);

- размер липосомы.

В качестве основной среды для приготовления эмульсии используется физиологический раствор. Физиологический раствор передает электрический заряд лучше воды, что обеспечивает заряд липосомы и позволяет лучше смешиваться с эфирным маслом.

Способ приготовления эмульсии предусматривает температурный режим, не допускающий испарения эфирного масла и изменения его качественного состава.

В качестве антиоксиданта для сохранения физической и химической стабильности эфирного масла используется аскорбиновая кислота.

Предусмотренные способом технологические режимы обеспечивают получение инкапсулированной формы эфирных масел в виде липосомальной дисперсии, отвечающей следующим требованиям:

- сохранение количественных и качественных показателей эфирного масла в эмульсии в процессе хранения, обеспечивая физиологическую активность его компонентов

- равномерность распределения эфирного масла в жидкой системе.

Заявляемый способ предусматривает использование малого количества компонентов, обеспечивая экономическую доступность и универсальность получаемой эмульсии, которая может быть использована для различных целей (в том числе и в качестве кормовой добавки как для животных и птицы, так и для человека) с минимальной вероятностью негативных последствий.

С технологической точки зрения способ получения липосомальной эмульсии с эфирным маслом обеспечивает:

- возможность удобного и строгого дозирования эфирного масла в условиях процесса последующего использования, достижения его требуемого количества в составе конечного продукта;

- возможность масштабирования и экономическую эффективность технологии.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала готовят раствор лецитина. Для этого необходимое количество лецитина помещают в стеклянный реактор, добавляют нагретый до +35°С физиологический раствор (0,9% NaCl) в соотношении 1:8 и растворяют при медленном (30 об./мин.) перемешивании. Добавляют антиоксидант -аскорбиновую кислоту, в количестве 0,01% от конечного объема эмульсии с учетом эфирного масла.

После растворения лецитина в полученный раствор медленно добавляют эфирное масло в количестве, равном количеству лецитина и перемешивают в течение 15 мин со скоростью 300 об. /мин.

Далее проводят получение липосом на гомогенизаторе высокого давления в течение 3 циклов по 3 мин. каждый при температуре 33±3°С, с постепенным повышением давления от 20 до 40 МПа. В процессе гомогенизации контролируют гидродинамический диаметр образующихся липосом. Указанный параметр определяют после проведения каждого цикла, следя за тем, чтобы диаметр липосом уменьшался с каждым циклом. Это позволяет оперативно выявить нарушения регламентируемых параметров процесса: температура, значение рН (6,5-8,0), заряд частиц - дзета-потенциал (20-30 мВ), давление. При достижении частиц размера 300±50 нм гомогенизацию завершают.

Примеры реализации способа.

Пример 1.

Для получения эмульсии на основе эфирного масла кориандра посевного в качестве сырья использовали соевый лецитин - 1,5 кг, эфирное масло кориандра посевного - 1,5 кг, физиологический раствор (0,9% NaCl) -12 кг, 1,5 г аскорбиновой кислоты (или 0,01% от 15 кг готовой эмульсии).

Сначала готовили раствор лецитина. Для этого взвесили 1,5 кг лецитина, поместили в стеклянный реактор и довели до 13,5 кг 0,9% раствором натрия хлорида, нагретым до +35°С. Растворяли при медленном (30 об./мин.) перемешивании. В качестве антиоксиданта в раствор внесли 0,01% аскорбиновой кислоты (или 1,5 г на 15 кг раствора).

После растворения лецитина в полученный раствор медленно добавили 1,5 кг эфирного масла и перемешивали в течение 15 мин (скорость перемешивания 300 об. /мин).

Далее для получения липосом в гомогенизаторе высокого давления «Донор-5» в течение 3 циклов по 3 мин каждый при температуре 33±3°С постепенно повышали давление от 20 до 40 МПа. В процессе гомогенизации контролировали гидродинамический диаметр образующихся липосом. Его определение проводили с помощью анализатора размера частиц «Photocor Mini» методом лазерной дифракции света (638 нм). Для определения размера липосом и дзета-потенциала использовался метод динамического рассеяния света (ДРС) с помощью лазерного корреляционного спектрометра Photocor Compact-Z с применением программного обеспечение Photokor Software.

Определение проводили после каждого цикла, следя за тем, чтобы диаметр липосом уменьшался с каждым циклом. При этом контролировали регламентируемые параметры процесса: температуру, давление, значение рН (6,5-8,0), заряд частиц - дзета-потенциал (20-30 мВ). При достижении большинством частиц среднего размера 300±50 нм гомогенизацию завершили.

На фиг. 1 представлен пример распределения размеров полученных липосом.

Пример 2.

Для получения эмульсии на основе эфирного масла фенхеля обыкновенного в качестве сырья использовали соевый лецитин - 1,5 кг, эфирное масло фенхеля обыкновенного - 1,5 кг, физиологический раствор (0,9% NaCl) - 12 кг, 1,5 г аскорбиновой кислоты (или 0,01% от 15 кг готовой эмульсии).

Эмульсию получали способом, описанным в примере 1.

Обязательным условием эффективности эмульсии в качестве носителя эфирного масла является постоянство его количества и содержания основных компонентов в процессе хранения.

Проведена оценка полученных эмульсий. Для этого на протяжении шести месяцев ежемесячно проводили проверку количества эфирного масла и содержания в нем основных компонентов. Полученные данные приведены в таблицах 1 и 2.

Как видно из таблицы 1 содержание эфирного масла кориандра посевного в эмульсии на протяжении 6-ти месяцев хранения колебалось в пределах 4%. Уже через месяц хранения уменьшилось содержание легколетучих компонентов (α-пинен, γ-терпинен). В связи с этим процентное содержание основного компонента (линалоола) повысилось и составляло в течение полугода в среднем 104,9% по сравнению с контролем. Фактическое же содержание линалоола оставалось практически неизменным на протяжении 6-ти месяцев хранения - в среднем 1,03±0,01 мл в 15 мл эмульсии, содержащей в среднем 1,44±0,02 мл эфирного масла. В 1,5 мл чистого эфирного масла, используемого для приготовления эмульсии (контроль), содержится аналогичное количество линалоола - 1,02 мл.

Как видно из таблицы 2, содержание эфирного масла фенхеля обыкновенного в эмульсии на протяжении 6-ти месяцев хранения колебалось в пределах 2%. Содержание основного компонента эфирного масла - анетола в процессе хранения эмульсии в процентном отношении увеличилось до 104,9% по сравнению с контролем, за счет потери легколетучих компонентов. Фактическое содержание основного компонента (анетола) в эмульсии на протяжении 6-ти месяцев хранения практически не меняется и составляет 1,07±0,02 мл в 15 мл эмульсии, содержащей, в среднем, 1,46±0,01 мл эфирного масла. В 1,5 мл эфирного масла (контроль) содержится 1,05 мл анетола.

Исходя из полученных данных есть основание утверждать, что полученные описанным способом эмульсии, содержащие эфирное масло, не изменяют свои качественные характеристик на протяжении как минимум 6-ти месяцев.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о возможности осуществления заявленного изобретения, а также о возможности достижения указанного технического результата.

Изобретение относится к пищевой и косметической промышленности. Способ получения липосомальной эмульсии с эфирным маслом, предусматривающий использование в качестве эмульгатора соевого лецитина. При этом в реакторе лецитин соединяют с нагретым до температуры 35°С физиологическим раствором, в качестве которого используют 0,9% NaCl, в соотношении 1:8 и перемешивают со скоростью 30 об/мин до полного растворения, и добавляют 0,01% аскорбиновой кислоты от конечного объема эмульсии в качестве антиоксиданта, после чего в полученный раствор медленно вносят эфирное масло в количестве, равном количеству лецитина, и перемешивают на протяжении 15 мин со скоростью 300 об/мин, затем в гомогенизаторе высокого давления в течение 3 циклов по 3 мин каждый при температуре 33°С, рН 6,5-8,0, дзета-потенциале 20-30 мВ с постепенным повышением давления от 20 до 40 МПа проводят получение липосом до достижения ими размера 300±50 нм. Изобретение позволяет обеспечить получение малокомпонентной эмульсии с возможность сохранения ее на протяжении длительного времени без потери качественных характеристик. 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Способ получения липосомальной эмульсии с эфирным маслом, предусматривающий использование в качестве эмульгатора соевого лецитина, отличающийся тем, что в реакторе лецитин соединяют с нагретым до температуры 35°С физиологическим раствором, в качестве которого используют 0,9% NaCl, в соотношении 1:8 и перемешивают со скоростью 30 об/мин до полного растворения и добавляют 0,01% аскорбиновой кислоты от конечного объема эмульсии в качестве антиоксиданта, после чего в полученный раствор медленно вносят эфирное масло в количестве, равном количеству лецитина, и перемешивают на протяжении 15 мин со скоростью 300 об/мин, затем в гомогенизаторе высокого давления в течение 3 циклов по 3 мин каждый при температуре 33°С, рН 6,5-8,0, дзета-потенциале 20-30 мВ с постепенным повышением давления от 20 до 40 МПа проводят получение липосом до достижения ими размера 300±50 нм.