Способ получения композиции на основе коллагена из костной и соединительной ткани якутской лошади и гидрофосфата кальция из костной ткани якутской лошади Российский патент 2025 года по МПК A23L33/17 A23J1/10 

Изобретение относится к биофармацевтической промышленности, а именно к производству биологически активных добавок к пище, способствующих увеличению плотности костной ткани в целях профилактики и лечения остеопений и остеопорозов.

Целью заявляемого изобретения является создание комплексного порошкового биопрепарата из костной и соединительной ткани якутской лошади, содержащего сбалансированный набор биогенных аминокислот и биогенный гидрофосфат кальция, необходимые для синтеза коллагена и построения, в целом, костной и соединительной ткани организма человека, прием которого будет способствовать увеличению плотности костной ткани в целях профилактики и лечения остеопений и остеопорозов.

Компонентами биопрепарата являются, во-первых, олигомолекулярные фрагменты коллагена, выделенного из соединительной ткани якутской лошади, таких как хрящи, связки, сухожилия. Коллаген, как распространенная группа белков, встречающихся только в животном мире и занимающих по аминокислотному составу особое место среди белков, составляет основу соединительной ткани организма костно-мышечных структур, шкуры, кишечника, желудка, легких и других органов животных. Коллаген из различных органов животных, ввиду своих полезных свойств и белковой природы, активно используется во многих технологиях пищевой промышленности и в технических целях, входит в состав медицинских препаратов и косметических средств. Применение препаратов и материалов из коллагена в медицине, пищевой промышленности и в косметологии обусловлено высоким содержанием аминокислот глицина, пролина, аланина в коллагене соединительной ткани, а также повышенным содержанием серина, лизина, аспарагиновой и глутаминовой кислот в коллагене костной ткани, стимулирующих регенерацию собственной костной и соединительной ткани организма человека; высокой механической прочностью и устойчивостью коллагена к тканевым ферментам и его способностью образовывать комплексы с биоактивными веществами в организме; отсутствием токсическихи канцерогенных свойств, а также слабой антигенностью [1, 2]. Коллаген в качестве биологически активных добавок к пище обладает высокой перевариваемостью (до 89%).

Во-вторых, биогенный гидрофосфат кальция из костной ткани якутской лошади, необходимый для построения костной ткани организма человека, причем в соотношениях адекватных содержанию коллагена и гидрофосфата кальция в ней.

Несмотря на большое количество разработанных и выпускаемых коллагеновых биоактивных добавок природного происхождения, обладающих широким спектром действия, проблема поиска новых источников сырья для производства БАД остается актуальной. Одним из таких перспективных источников для получения биогенного коллагеново-гидрофосфатного комплекса является соединительная и костная ткани якутской лошади. Поскольку якутская лошадь круглый год, включая зимний период (температура воздуха: -40 - -50°С), находится на свободном выпасе, коллаген ее соединительной ткани обогащен незаменимыми аминокислотами, широко представленными в структуре коллагена соединительной ткани организма человека.

Якутская лошадь - аборигенная порода лошадей, широко распространенная на территории Якутии [3]. Адаптация организма якутских лошадей к холоду достигается за счет уникальных физиологических и биохимических механизмов, в том числе за счет увеличения эластичности и прочности коллагена соединительной ткани благодаря увеличению в его составе пролина, гидроксипролина, серина и лизина [4] (таблица).

В Якутии табунное коневодство является традиционной отраслью животноводства. Учитывая традиции народа Саха помимо мясных туш при первичной переработке лошадей при забое, получают ряд других продуктов, таких как субпродукты: внутренний жир, кровь и др. Соединительная ткань якутской лошади - вторичное сырье мясной и кожевенной промышленности региона. Вместе с тем, некоторые из них, включая соединительную и костную ткани, не используются полностью, хотя являются ценным сырьем для пищевой и перерабатывающей промышленности [8].

Актуальной задачей является производство биопрепаратов из соединительной ткани якутской лошади, так как известно, что препараты на основе коллагена широко применяются для восстановления и укрепления соединительной ткани, повышения плотности костной ткани организма человека, подвижности суставов и снижения их болезненности [9].

За последние десятилетия по данным Всемирной организации здравоохранения наблюдается рост числа заболеваний костно-мышечной системы и соединительной ткани. Наиболее распространенными из них являются остеоартроз, остеопения и остеопороз, ревматоидный артрит, подагра [10-12].

Известна биологически активная добавка на основе денатурированных коллагеновых белков животного происхождения для укрепления соединительных тканей [13], которая включает следующие компоненты: денатурированные коллагеновые белки кожи, или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь, витамины С, В6, РР, кальция карбонат, железа сульфат, меди цитрат, магния цитрат, тиосульфат натрия, ламинарии слоевища, топинамбура лист или корень, или их смесь и наполнитель. К недостаткам относится то, что денатурированный коллаген для производства БАД может выделяться из различных тканей животных, что влияет на состав и фармакологическое действие используемого препарата, а также то, что он не содержит гидрофосфат кальция, необходимый для снижения пористости костной ткани при остепениях и остеопорозе.

Известен препарат «Артроцельс», получаемый из соединительной ткани свиней [14]. Он эффективен при лечении дегенеративно-дистрофических неопухолевых заболеваниях и травматических повреждениях хрящей, костей, суставов, позвоночника, сухожилий, связок и околосуставных тканей. Препарат относится к проколлагеновой группе (для хрящевой ткани коллаген является своего рода арматурой, которая удерживает опорно-двигательный аппарат человека в эластичном состоянии), его назначают для лечения остеохондроза, хондропатии, дорсопатии, тендинита, бурсита. Эффективность БАД«Артроцельс» обусловлена уникальными хондопротекторными и проколлагеновыми свойствами благодаря содержанию в его составе L- аминокислот: лизина, пролина, глютамина, глицина, а также глюкозамина и хондроитина. Недостатком является отсутствие в препарате других аминокислот, необходимых для синтеза коллагена соединительной ткани в организме человека, и то, что он также не содержит гидрофосфат кальция, необходимый для снижения пористости костной ткани при остепениях и остеопорозе.

Известна биологически активная добавка к пище (БАД) «Коллаген УЛЬТРА-СИ», изготовленная в ООО «Алина Фарма» в виде порошка, содержащая следующие компоненты: гидролизат коллагена, мальтодекстрин, ксантановая камедь, витамин С, ароматизатор, подсластитель "Сладин", краситель Е102, Е110, Е111 или Е124, лимонная кислота (ЕЗЗО) [7]. Данная добавка представляет собой комплекс из гидролизата коллагена, витамина С, крахмала, красителей и стабилизаторов. К недостаткам данной БАД относится то, что используются различные подсластители, стабилизаторы и красители, которые усложняют процесс производства и увеличивают конечную стоимость продукта, а также то, что данный препарат содержит меньше пролина, серина, лизина, по сравнению с заявляемой композицией (см. табл.), и не содержит гидрофосфат кальция, необходимый для снижения пористости костной ткани при остепениях и остеопорозе.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является коллаген из соединительной ткани якутской лошади и глюконата кальция, способствующий увеличению плотности костной ткани, профилактике остеопений и остеопорозов [Слепцов И.В., Колосова О.Н., Епанов В.В., Рожина С.М., Мачахтыров Г.Н., Кершенголъц Б.М. Композиция на основе коллагена из соединительной ткани якутской лошади и глюконата кальция // Патент РФ №2723584 от 16.06.2020, приоритет от 08.10.2019] - прототип включает следующие компоненты: дисперсный порошок коллагена из соединительной ткани якутской лошади, содержащий повышенные количества глицина, пролина и аланина (см. таблицу), а также глюконат кальция в массовом соотношении 1:9. К недостаткам относится то, что в качестве источника кальция предложен глюконат кальция, который в свою очередь обладает низкой степенью усвояемости, что будет влиять фармакологическое действие используемого препарата, а также низкое содержание лизина, серина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, необходимых для синтеза коллагена костной ткани. Так как при получении прототипа - композиции коллагена из соединительной ткани якутской лошади с кальцием, не использовали костную ткань якутской лошади как источник биогенного гидрофорсфата кальция и коллагена именно костной ткани, обогащенного именно лизином, серином, аспарагиновой и глутаминовой кислотами. К недостаткам также можно отнести трудоемкую операцию, связанную с отделением соединительной ткани от костной, резко снижающую технологичность процесса получения биопрепарата, в целом.

Технический эффект (сущность) заявляемого изобретения заключается в совместном использовании соединительной и костной ткани якутской лошади как комплексного источника коллагена, обогащенного пролином, гидроксипролином серином, лизином, аспарагиновой и глутаминовой кислотами, и одновременно биогенного гидрофосфата кальция, необходимых для синтеза костной и соединительной ткани организма человека.

Изобретение может быть реализовано следующим образом.

Всю костную и соединительную ткань якутской лошади (кости, хрящи, связки, сухожилия) перемалывают. Коллаген и гидрофосфат кальция выделяют одновременно из помола костной и соединительной ткани якутской лошади экстракцией дистиллированной водой при температуре 100°С в течение 4 часов при постоянном перемешивании. Первую полученную пробу фильтруют через ткань, для отделения экстрагируемого жира. Процесс экстракции дистиллированной водой повторяют трижды для максимальной экстракции минерального комплекса. Экстракты смешивают, замораживают и подвергают сублимационной сушке, например, на сублиматоре «СХТехника» СБ-2 (Россия, Казань). Сухой шрот измельчают. Полученный биопрепарат капсулируют. Содержание биопрепарата в одной капсуле составляло 0,3 г.

Полученная композиция на основе коллагена из соединительной и костной ткани и гидрофосфата кальция из костной ткани якутской лошади была проверена на микробиологическую чистоту по СанПиН 2.3.2.1078-01, СанПиН 2.3.2.1280-03. Микробиологическое исследование подтвердило чистоту биопрепарата: КМАФАнМ (КОЕ=0), БГКП (колиформы) - не обнаружены, St. aureus - не обнаружены, патогенные в т.ч. сальмонеллы - не обнаружены, Proteus - не обнаружены, Е. сой - не обнаружены, Дрожжи - не обнаружены, Плесени - не обнаружены, Сульфитредклостридии - не обнаружены, Промышленная стерильность находится в соответствии с ГОСТ 30425-97. Таким образом, заявляемая композиция на основе коллагена из соединительной ткани якутской лошади содержащей биогенный кальций и фосфор, получаемая без использования токсичных веществ на стадиях производства, соответствует требованиям безопасности компонентного состава БАД.

Аминокислотный состав заявляемой композиции приведен в таблице. Содержание кальция - 31,0±2,0%, фосфора - 18,0±2,0, что близко к составу минеральной части костной ткани организма человека, так как минеральная часть в костной ткани организма человека составляет 45%, при соотношении Са:Р=2:1. Содержание белка - 30%, 9/10 из которого - коллаген.

Литература

1. Неклюдов А.Д. Пищевые волокна животного происхождения. Коллаген и его фракции как необходимые компоненты новых и эффективных пищевых продуктов И Прикладная биохимия и микробиология. - 2003. -Т. 39, №3. - С.261- 272.

2. Suzuki М., Wilcox B.J., Wilcox CD. Implication from and for food cul tures for cardiovascular disease: longevity // Asia pasific J Clin Nutr. - 2001. - Vol.10, №2. - P. 165-171.

3. Габышев М.Ф. Якутское коневодство. Новосибирск, 2002.

4. Сукнева С.А., Петров К.А., Барашкава А.С., Перк А.А. Ценность мяса якутской лошади для продления жизни человека на Севере // ЭКО. - 2019. - №5 с. 162-175. DOI: Ю.30680/ЕСО0131-7652-2019-5-162-175

5. Устинова А.В., Дыдыкин А.С., Попова А.П., Сурнин Е.В. Комплексные биологически активные добавки для профилактики остеопороза в составе мясных продуктов // Научный журнал «Технологии / функциональные продукты». -2011.- №5. - С.26-28

6. Телишевская Л.Я. Белковые гидролизаты. М.: Аграрная наука. 2000. 290 с.

7. Свидетельство о государственной регистрации БАД «Коллаген УЛЬТРА-СИ» №77.99.23.3.У.3135.5.07 от 04.05.2007

8. Васильева, В.Т., Иванов, Р.В., Слободчикова, М.Н., Ильин, А.Н. Жирнокислотный состав липидов жировой ткани якутской лошади. // В сборнике: Липидология - наука XXI века. Материалы I Международной научно-практической Интернет-конференции. - 2014. - С.54-58.

9. Устинова А.В., Дыдыкин А.С., Попова А.П., Сурнин Е.В. Комплексные биологически активные добавки для профилактики остеопороза в составе мясных продуктов // Технологии функциональные продукты. - 2011. - №. 5. - С.26-28.

10. Багирова Г.Г. Избранные лекции по ревматологии. М.: Медицина, 2008. С.256.

11. И. Рожинская Л.Я. Диагностика и лечение остеопороза. Клиническая геронтология. 2007; (2), С.37-46.

12. Заболотных И.И. Болезни суставов. Руководство для врачей. C-П.: СпецЛит, 2009. С.256.

13. Николаева Т.П. Биологически активная добавка к пище на основе денатурированного коллагена // Патент РФ №2489906 от 20.08.2013, приоритет от 18 апреля 2012 г.

14. Свидетельство о государственной регистрации БАД «Артроцельс» RU.77.99.11.003. Е.006477.05.15 от 19.05.2015 (ЕврАзЭС).

Изобретение относится к производству биологически активных добавок (БАД) к пище из животного сырья. Способ получения композиции на основе коллагена из костной и соединительной ткани якутской лошади и гидрофосфата кальция из костной ткани якутской лошади предусматривает помол костной и соединительной ткани якутской лошади в виде костей, хрящей, связок и сухожилий. Далее из помола костной и соединительной ткани якутской лошади выделяют одновременно коллаген и гидрофосфат кальция экстракцией дистиллированной водой при температуре 100°С в течение 4 часов при постоянном перемешивании. Первую полученную пробу фильтруют через ткань с отделением экстрагируемого жира, процесс экстракции дистиллированной водой повторяют трижды для максимальной экстракции минерального комплекса. Полученные экстракты смешивают, замораживают и подвергают сублимационной сушке. Сухой шрот измельчают. Причем содержание кальция в полученной композиции составляет 31,0±2,0 масс.%, фосфора 18,0±2,0 масс.%. Изобретение позволяет совместно использовать костную и соединительную ткань якутской лошади и получить комплекс биогенного гидрофосфата кальция и коллагена, обогащенного пролином, гидроксипролином, серином, лизином, аспарагиновой и глутаминовой кислотами. 1 табл.

Способ получения композиции на основе коллагена из костной и соединительной ткани якутской лошади и гидрофосфата кальция из костной ткани якутской лошади, предусматривающий помол костной и соединительной ткани якутской лошади в виде костей, хрящей, связок и сухожилий, далее из помола костной и соединительной ткани якутской лошади выделяют одновременно коллаген и гидрофосфат кальция экстракцией дистиллированной водой при температуре 100°С в течение 4 часов при постоянном перемешивании, первую полученную пробу фильтруют через ткань с отделением экстрагируемого жира, процесс экстракции дистиллированной водой повторяют трижды для максимальной экстракции минерального комплекса, полученные экстракты смешивают, замораживают и подвергают сублимационной сушке, сухой шрот измельчают, причем содержание кальция в композиции составляет 31,0±2,0 масс.%, фосфора 18,0±2,0 масс.%.