Состав для стабилизации липидов
Владельцы патента RU 2312131:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (RU)
Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способам защиты липидов, масел и жиров от окисления. Состав включает в себя α-токоферол и синергист антиоксиданта. При этом в качестве синергиста антиоксиданта используют N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил)пропановой кислоты бромид. Заявленный состав добавляют в количестве 0,04-0,28% от массы липидов. При этом все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет снизить скорость процесса окисления липидов в 2-5 раз, а также снизить уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 51,0%. 3 табл.
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 промышленности для получения стабильных липидосодержащих пищевых добавок (нутрицевтиков), лечебно-косметических средств и лекарственных препаратов.
Для торможения процессов окисления применяют антиоксиданты (ингибиторы окисления), которые находят все более широкое применение для предотвращения окислительных превращений липидов и содержащих их препаратов in vitro, а также in vivo в комплексной терапии широкого круга заболеваний / Герчук М.П. Антиокислители в пищевой промышленности. // Журн. Всесоюз. хим. общества им. Д.И.Менделеева. - 1960. - №4. - С.395-402; Авакумов В.М., Ковлер М.А., Кругликова-Львова Р.П. Лекарственные средства метаболической терапии на основе витаминов и ферментов (Обзор). // Вопросы мед. химии. - 1992. - Т.38. - №4. - С.14-21; Дурнев А.Д., Середенин С.В. Антиоксиданты как средства защиты генетического аппарата. // Хим.-фарм. журн. - 1990. - №2. - С.92-100/. Таким образом, антиоксиданты, присутствующие в лекарственном или косметическом препарате, являются не только действующим началом этих средств, но могут значительно тормозить их окисление в процессе длительного хранения, способствуя сохранению в нативном состоянии легкоокисляемых биологически активных компонентов.
Рекомендуемые курсы назначения нутрицевтиков, пероральных лекарственных средств, липидных препаратов с антиоксидантами достаточно продолжительны (до 30 дней), что определяет особую тщательность в подборе ингибиторов окисления /Дегтярев И.А., Заиков Г.Е. Ионол. Распределение в организме и биологическое действие. // Хим.-фарм. журн. - 1985. - №10. - С.1160-1168; Ленинжер А. Основы биохимии. - М. - Мир. - 1985. - Т.1. - С.385/.
Во всем мире ведется целенаправленный скрининг (отбор) полифункциональных стабилизаторов, лекарств антиоксидантного действия, синергических смесей. Использование синергических смесей позволяет получать высокоэффективные композиции и при этом снижать количество антиоксиданта.
Известен состав для стабилизации липидов, включающий следующие компоненты, масса в %:
| α-токоферол (или α-токоферола ацетат) | 2,4-80,0 |
| бензафлавин | 2,3-76,9 |
| лецитин | 8,3-93,8, |
добавляемые в количестве 0,4-5,2% от массы липидов /Патент 2077558 RU, МПК6 С11В 5/00, опубликованный 20. 07. 1996 г./.
Указанный состав тормозит процесс окисления липидов за счет антиоксидантного действия ингибиторов природного происхождения α-токоферола (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметил-2-фитил-хромана, витамина 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.
В связи с этим целесообразен поиск высокоэффективных синергических смесей, способных значительно тормозить окисление жиров, масел, липидов, применяемых в качестве основ фармпрепаратов, пищевых добавок, разнообразной косметической продукции, но более простых по составу и доступных для практического применения.
Задачей заявляемого изобретения является расширение ассортимента эффективных смесей природных и синтетических антиоксидантов, экономия использования дорогостоящих соединений, достижение ингибирующего эффекта меньшим количеством антиоксиданта.
Техническим результатом изобретения является упрощение состава и повышение его ингибирующего эффекта при наименьших концентрациях антиоксидантов.
Указанный технический результат достигается тем, что в составе для стабилизации липидов, включающем α-токоферол и синергист антиоксиданта, особенностью является то, что в качестве синергиста антиоксиданта использован N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид при следующих соотношениях компонентов в смеси, масса в %:
| α-токоферол | 29,4-93,8 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 6,2-70,6, |
добавляемых в количестве 0,04-0,28% от массы липидов.
Отличие заявляемого состава от известного состоит в том, что вместо бензафлавина и лецитина используют N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид. Предлагаемое соединение N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид было синтезировано в Институте биохимической физики (ИБХФ) им. Н.М.Эмануэля РАН на основе фенозана (метилокса) (β-3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты) с целью расширения ассортимента нетоксичных биологически активных ингибиторов окисления. Соединения не обладают местным и общетоксическим действием, не оказывают влияния на эмбриогенез и развитие потомства, проявляют антиацетилхолинэстеразную активность, регулируют рост клеток растений /Молочкина Е.М., Озерова И.Б., Брагинская Ф.И., Зорина О.М., Шишкина Л.Н. Антиоксидантные (АО) и антиацетилхолинэстеразные (антиАХЭ) свойства гибридных соединений группы Ихфанов. // В сб.: Биоантиоксидант. Москва. - 1998. - С.153-154; Богатыренко Т.Н., Бурлакова Е.Б., Конрадов А.А. Активность антиоксидантов как регуляторов роста клеток растений и ее связь с их физико-химическими константами. // В сб.: Биоантиоксидант. Москва. - 1998. - С.26-27/.
Предложенное производное фенозана, в отличие от α-токоферола, обладает бифункциональными свойствами - антиокислительным действием и наличием в молекуле положительно заряженного атома азота, позволяющего удерживать ее на поверхности клеточных мембран с фиксацией на определенном месте за счет липовильного фрагмента (поплавковый эффект). Подобная структура обеспечивает адресную посылку антиоксидантов и создает возможность использования их для подавления патологических процессов в клетке организма, при которых нарушаются проницаемость клеточных мембран и интенсифицируются процессы перекисного окисления липидов.
На основе такого подхода новое производное фенозана может применяться для лечения заболеваний, вызываемых вирусом иммунодефицита, цитомегаловирусом, а также при воспалительных заболеваниях, вызванных грамположительными бактериями (стафилококки, менингококки) и др.
Предлагаемое соединение N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид проявляет активность в реакции с пероксильными радикалами и обладает дополнительно способностью непосредственно взаимодействовать с гидропероксидами, разрушая их без образования свободных радикалов, что не наблюдается в присутствии α-токоферола. Разрушение гидропероксидов под влиянием изучаемого соединения, в свою очередь, является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности соединения по сравнению с прототипом.
Для предлагаемого синтетического антиоксиданта имеет место положительная корреляционная связь между концентрацией и величиной ингибирующего эффекта, что не наблюдается для α-токоферола, указанная зависимость имеет экстремальный характер и при высоких концентрациях антиоксидантное действие α-токоферола сменяется на проантиоксидантное.
Минимальная токсичность и высокие антиоксидантные свойства позволяют широко использовать N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид в составе смеси с α-токоферолом в косметической и химико-фармацевтической промышленности для получения стабильных липидосодержащих лечебно-косметических средств и лекарственных препаратов.
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. С.360; 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 различного происхождения в присутствии предлагаемого состава и прототипа;
- тестировалась кинетика накопления первичных продуктов окисления - гидропероксидов методом йодометрического титрования (ПЧ) при аутоокислении липидов при повышенных температурах (60±0,2°С).
Изучение кинетики поглощения кислорода проводилось манометрическим методом в установках типа Варбурга при инициированном окислении липидов в присутствии инициатора азобисизобутиронитрила (АИБН) в концентрации 3 мМ при температуре 60±0,2°С. Контролем служили образцы липидов без добавок антиоксидантов.
В качестве субстратов окисления использовали природные липиды (сиговых рыб) и метиловый эфир олеиновой кислоты (метилолеат). Опытная серия рыбных липидов была наработана на Салехардском рыбоконсервном заводе по методу /Сторожок Н.М., Кутузова И.В. Состав для стабилизации липидов. Патент RU 2077552, опубл. в БИ №11. - 1997 г./. Изучение жирнокислотного состава липидов позволило установить присутствие значительного количества полиненасыщенных жирных кислот (до 37%), в том числе пента- и гексаенов до 12% и 2% соответственно /Ушкалова В.Н., Артамонова Н.А., Сторожок Н.М., Горяев М.И. Жирнокислотный состав общих и нейтральных липидов сиговых Обского бассейна. // Химия природ. соединен. - 1981. - №5. - С.555-558/.
Эффективность индивидуальных компонентов и их комбинаций исследовалась в широком диапазоне концентраций и соотношений компонентов:
| α-токоферол | 0,10-8,0 мМ |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 0,05-1,50 мМ, |
добавляемых в количестве 0,02-1,29% от массы липидов.
В присутствии определенной добавки ингибиторов окисления α-токоферола, N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, смеси α-токоферола и N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, а также прототипа записывалась кинетика окисления с использованием вышеописанных методов. На основании полученных данных строились кинетические кривые поглощения кислорода (О2,мм3) либо накопления пероксидов (г I2/100 г липида).
Из кинетических кривых определялись периоды индукции (τ), за которые принимали:
- время (в мин), за которое процесс инициированного окисления липидов достигал максимальной скорости (τинд);
- время (в часах) накопления пероксидов, количественно соответствующих значению ПЧ 0,1% I2.
Эффективность совместного ингибирующего действия смеси количественно характеризовали абсолютным значением разности (Δτ) периодов индукции окисления метилолеата (МО) в присутствии композиции антиоксидантов (АО) (τΣ) и простой суммы индивидуальных компонентов (Στi) (аддитивное действие) (Δτ=τΣ-Στi) либо выражали в относительных единицах - (Δτ/Στi)100%. Выполнение неравенства τΣ>Στi свидетельствовало о проявлении синергизма в совместном действии компонентов, а τΣ<Στi - об эффекте антагонизма.
Критерием антиоксидантного действия служили начальная и максимальная 
скорости процесса окисления в присутствии и в отсутствии антиоксиданта. Эффективность стабилизации окисления определяли также по величине 
количественно характеризующей степень уменьшения скорости поглощения кислорода в присутствии метилолеата (МО) и метилолеата с добавками антиоксидантов (МО+АО).
Было установлено, что зависимость изменения периодов индукции для индивидуального α-токоферола носит экстремальный характер. Диапазон эффективных концентраций расположен в области (0,25-8,00) мМ, что соответствует (0,03-1,08)% от массы липидов, максимум указанной зависимости определялся при концентрации 2,5 мМ (0,34% от массы липидов). Зависимости изменения величины периодов индукции от концентрации N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида в системе окисления носили линейный характер, указанное соединение в смеси с α-токоферолом проявляло синергическое действие, превосходящее по своему ингибирующему действию прототип.
Изучение ингибирующего действия смесей α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом с постоянными концентрациями α-токоферола показало, что зависимость периодов индукции от концентрации N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида также носит экстремальный характер с максимумом в области 4×10-4 моль/л (0,05% от массы липидов). Диапазон эффективных концентраций соответствовал (1,0-6,0)×10-4 моль/л, что составляет (0,01-0,08)% от массы липидов. Диапазон эффективных концентраций смесей α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом с постоянными концентрациями N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида соответствовал (2,5-15,0)×10-4 моль/л, что составляет (0,03-0,20)% от массы липидов.
В связи с этим с целью отбора наиболее эффективных синергических смесей более подробно изучались двухкомпонентные составы, включающие α-токоферол с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом, при этом концентрации каждого из компонентов смеси выбирались из указанной области наибольшей эффективности смесей.
Диапазоны изменения концентрации каждого из компонентов, составляющих в целом наиболее высокоэффективные смеси, представлены следующими значениями, масса в %:
| α-токоферол | 29,4-93,8 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 6,2-70,6, |
добавляемых в количестве 0,04-0,28% от массы липидов.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами, для технологии приготовления антиоксидантных композиций расчеты также приведены в граммах.
ПРИМЕР 1
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0044 г (0,04%) смеси α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0034 г (2,5×10-4 моль/л) α-токоферола, 0,0010 г (1,0×10-4 моль/л) N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, что составляет соответственно 0,03% и 0,01% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| α-токоферол | 71,4 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 28,6. |
ПРИМЕР 2
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0064 г (0,06%) смеси α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0034 г (2,5×10-4 моль/л) α-токоферола, 0,0030 г (2,0×10-4 моль/л) N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, что составляет соответственно 0,03% и 0,03% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| α-токоферол | 55,6 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 44,4. |
ПРИМЕР 3
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0078 г (0,08%) смеси α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0068 г (5,0×10-4 моль/л) α-токоферола, 0,0010 г (1,0×10-4 моль/л) N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, что составляет соответственно 0,07% и 0,01% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| α-токоферол | 83,3 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 16,7. |
ПРИМЕР 4
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0110 г (0,11%) смеси α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0100 г (7,5×10-4 моль/л) α-токоферола, 0,0010 г (1,0×10-4 моль/л) N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, что составляет соответственно 0,10% и 0,01% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| α-токоферол | 88,2 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 11,8. |
ПРИМЕР 5
Берут 10 г (точная навеска) (7,4×10-1 моль/л) эфиров ненасыщенных высших жирных кислот, например метилолеата или метиллинолеата, и добавляют 0,0170 г (0,17%) смеси α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом. Стабилизирующая комбинация содержит 0,0140 г (10,0×10-4 моль/л) α-токоферола, 0,0030 г (2,0×10-4 моль/л) N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, что составляет соответственно 0,14% и 0,03% от массы липидов. При этом соотношение компонентов стабилизирующей смеси следующее, масса в %:
| α-токоферол | 83,3 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 16,7. |
Эффективность ингибирующего действия смесей указанных выше веществ оценивали на основании данных кинетики поглощения кислорода, получаемых с использованием манометрического метода, подробно изложенного в описании изобретения.
Полученные результаты приведены в табл.1. Из данных табл.1 видно, что все рекомендуемые сочетания ингибиторов окисления превосходят по величине эффективности прототип. Наибольшую эффективность по сравнению с прототипом проявляет смесь (пример 5), включающая 83,3% α-токоферола и 16,7% N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, добавляемых в концентрации 0,14% и 0,03% соответственно от массы липидов, максимально достигаемый ингибирующий эффект составляет 1160 мин, соотношение компонентов смеси 5:1, при этом эффект синергизма составляет 58,9%.
Было установлено, что эффективность синергизма при совместном использовании α-токоферола и N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида в разных субстратах составляет от (20-63)%, тогда как для прототипа эффективность смесей изменялась в пределах (16-20)% (табл.1).
Из сравнения ингибирующего действия исследуемых смесей видно, что абсолютная величина периодов индукции смеси, включающей 83,3% α-токоферола и 16,7% N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида, добавляемых в количестве 0,14% и 0,03% от массы липидов соответственно, выше при окислении метилолеата (1160 мин), чем при окислении рыбных липидов (270 мин). Эти данные объясняются более высокой степенью ненасыщенности входящих в состав рыбных липидов высших жирных кислот, а следовательно, и более высокой их окисляемостью. Однако сравнение для указанной смеси величин Δτ/Στi, в %, полученных при окислении разных субстратов, показывает, что этот показатель выше при ингибировании рыбных липидов нежели метилолеата (соответственно 63,4% и 58,9%). Эти данные объясняются более высокой степенью ненасыщенности входящих в состав рыбных липидов высших жирных кислот /Ушкалова В.Н., Артамонова Н.А., Сторожок Н.М., Горяев М.И. Жирнокислотный состав общих и нейтральных липидов сиговых Обского бассейна. // Химия природ. соединен. - 1981. - №5. - С.555-558/, следовательно, и более высокой их окисляемостью. Введение рекомендуемой концентрации исследуемых соединений воссоздает антиоксидантную систему и обеспечивает эффективную защиту липидов от окисления. Более высокая ингибирующая способность указанной выше смеси по сравнению с прототипом была доказана несколькими независимыми методами (приведенными выше) (табл.1, 2, 3).
Установлен наиболее эффективный диапазон концентраций антиоксидантов, масса в %:
| α-токоферол | 29,4-93,8 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый | |
| эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) | |
| пропановой кислоты бромид | 6,2-70,6, |
добавляемых в количестве 0,04-0,28% от массы липидов.
При изучении кинетики накопления гидропероксидов было показано, что в опытах с концентрацией 83,3% α-токоферола и 16,7% N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида в концентрации 0,14% и 0,03% от массы липидов соответственно процент разрушения гидропероксидов составляет 51,0%, что не наблюдается в присутствии прототипа (табл.3).
Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достижением технического результата следующая. Полученные впервые эффекты ингибирования синергической смесью α-токоферола и N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида могут быть объяснены, исходя из представлений о механизме антиоксидантного действия. Установлено, что оба компонента смеси воздействуют на сложный многостадийный процесс окисления по различным механизмам.
Так, в соответствии с литературными данными, α-токоферол проявляет чрезвычайно высокую активность только в реакции с пероксильными радикалами (RO2 •), ведущими окисление. Константа скорости реакции α-токоферола с RO2 • (реакции 7 согласно классической схемы) составляет 3,60×106 М-1×с-1 /Сторожок Н.М., Храпова Н.Г., Бурлакова Е.Б. Исследование межмолекулярных взаимодействий компонентов природных липидов в процессе окисления. // Химическая кинетика. - 1995. - Т.14. - №11. - С.29-46; Бурлакова Е.Б., Крашаков С.А., Храпова Н.Г. Роль токоферола в пероксидном окислении липидов биомембран. // Биологические мембраны. - 1998. - Т.15. - №2. - С.137-168/.
Таким образом, соединение N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид проявляет активность в реакции с пероксильными радикалами с константой скорости реакции К7=0,94×104 М-1×с-1, снижает скорость процесса окисления липидов в смеси с α-токоферолом в 2-5 раз, а также дополнительно снижает уровень гидропероксидов, образующихся в процессе окисления липидов, на 51,0% (табл.3). Разрушение гидропероксидов под влиянием смеси заявляемого соединения с α-токоферолом, в свою очередь, является причиной выигрыша в периодах индукции и обеспечения высокой эффективности.
Предлагаемый состав, включающий α-токоферол и N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид, достигает эффекта ингибирования окисления липидов при низких концентрациях компонентов смеси по сравнению с прототипом. Сочетание в одной композиции ингибиторов, действующих на разные элементарные реакции сложного окислительного процесса, а также присутствие эффекта синергизма антиоксидантов позволяют увеличить ингибирующую способность смеси и эффективно тормозить окисление полиненасыщенных субстратов.
| Таблица 2 Кинетические эффекты антиоксидантного действия смеси α-токоферола с N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромидом при окислении липидов различной природы Ссубстрата=7,4×10-1 М, С(АИБН)=3 мМ, Т=60°С, P≤0,05 | ||||||||||
| № п/п | Состав смеси | Концентрация компонентов | Оценка эффективности (по периодам индукции), мин | Оценка эффективности (по скорости окисления) | ||||||
| Молярная конц.×10-4 М | Массовая доля, % | τинд AO, мин | Στi, мин | τΣ, мин | Δτ, мин | (Δτ/Στi)×100% |  |  | ||
| Субстрат окисления - метилолеат | ||||||||||
| 1 | Индивидуальный α-токоферол | 2,0 | 0,03 | 150 | 0 | 0 | 0 | 0 | 6,4 | 1,3 |
| 25,0 | 0,34 | 980 | 0 | 0 | 0 | 0 | 6,3 | 1,3 | ||
| 2 | Индивидуальный N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид | 2,0 | 0,03 | 130 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4,1 | 2,0 |
| 25,0 | 0,34 | 3200 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2,1 | 3,8 | ||
| Смесь с соотношением 83,3% α-токоферола и 16,7% N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида | ||||||||||
| 3 | α-токоферола | 10,0 | 0,14 | 600 | 730 | 1160 | 430 | 58,9 | 4,0 | 2,0 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид | 2,0 | 0,03 | 130 | |||||||
| Субстрат окисления - жир сиговых рыб | ||||||||||
| 4 | Индивидуальный α-токоферол | 2,0 | 0,03 | 46 | 0 | 0 | 0 | 0 | 29,0 | 1,2 |
| 25,0 | 0,34 | 240 | 0 | 0 | 0 | 0 | 24,0 | 1,5 | ||
| 5 | Индивидуальный N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид | 2,0 | 0,03 | 55 | 0 | 0 | 0 | 0 | 18,4 | 1,9 |
| 25,0 | 0,34 | 1250 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8,3 | 4,2 | ||
| Смесь с соотношением 83,3% α-токоферола и 16,7% N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида | ||||||||||
| 6 | α-токоферола | 10,0 | 0,14 | 110 | 165 | 270 | 105 | 63,4 | 14,5 | 2,4 |
| N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромид | 2,0 | 0,03 | 55 | |||||||
| * - антиоксиданты |
| Таблица 3 Величины начальной, максимальной скоростей поглощения кислорода при инициированном окислении метилолеата (МО), разрушения гидропероксидов при аутоокислении МО (Ссубстрата=7,4×10-1 М) в присутствии смеси антиоксидантов (АО) и прототипа Т=60°С, p≤0,05 | ||||||
| № п/п | Состав | Инициированное окисление, Wi=4,2×10-8М-1×c-1 | Аутоокисление МО | Процент разрушения ROOH за 7 часов | ||
 | | Wнакопления ROOH×10-4; г I2/100 г лип.*×с-1 | Wразрушения ROOH×10-4, г I2/100 г лип.*×с-1 | |||
| 1 | МО (контроль) | 1,9 | 8,0 | 8,9 | - | - |
| 2 | МО + Смесь с соотношением 83,3% α-токоферола (1,0 мМ) и 16,7% N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил) пропановой кислоты бромида (0,2 мМ) | 0,9 | 4,0 | - | 5,1 | 51,0 |
| 3 | МО + Смесь с соотношением 17,7% α-токоферола (2,5 мМ), 20,6% бензафлавина (1,5 мМ) и 61,7% лецитина (4,0 мМ) (ПРОТОТИП) | 0,7 | 2,4 | - | - | - |
| * - липиды |
Состав для стабилизации липидов, включающий α-токоферол и синергист антиоксиданта, отличающийся тем, что в качестве синергиста антиоксиданта использован N,N-диметил-N-гексадецил-аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил)пропановой кислоты бромид при следующих соотношениях компонентов в смеси, мас.%:
| α-токоферол | 29,4-93,8 |
| N,N-диметил-N-гексадецил- | |
| аминоэтиловый эфир β'-(3,5-дитретбутил- | |
| 4-гидроксифенил)пропановой кислоты бромид | 6,2-70,6 |
добавляемых в количестве 0,04-0,28% от массы липидов.
