Раствор стабилизированного дигидрокверцетина
Владельцы патента RU 2498801:
Открытое акционерное общество Завод экологической техники и экопитания "ДИОД" (RU)
Сидляров Дмитрий Павлович (RU)
Изобретение относится к раствору стабилизированного дигидрокверцетина, который включает дигидрокверцетин в количестве 0,1-30,0 мас.%, 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрин в количестве 0,01-25,0 мас.%, пропиленгликоль и/или глицерин, и/или ПЭГ 400 в количестве 1,0-70,0 мас.%, пищевые органические кислоты или их водорастворимые соли в количестве 0,1-3,0 мас.%, углеводы в количестве 0,01-30,0 мас.% и дистиллированную воду. Заявленное изобретение обеспечивает получение раствора дигидрокверцетина для длительного хранения. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к составу раствора стабилизированного дигидрокверцетина и может быть использовано в медицинской, пищевой и косметической промышленности, а также в сельском хозяйстве.
Дигидрокверцетин (ДГК) (таксифолин, 3,5,7,31,41-пента-гидроксифлаванонон) относится к группе флаванонов класса флавоноидных соединений и является одним из наиболее эффективных природных антиоксидантов. ДГК, поступив в организм с пищей, может обрывать цепь перекисной деградации (ПОЛ) в организме и тем самым предотвращать нарушения, вызванные действием неблагоприятных факторов на организм человека в целом, на орган, участок ткани или на отдельные клетки, т.е. на возникновение и развитие патологического процесса.
ДГК тормозит развитие опухолевых клеток, активизирует процессы регенерации слизистой желудка, оказывает антитоксическое действие, улучшает работу сердца, печени, желчного пузыря, желудочно-кишечного тракта, предстательной железы, почек, мочевого пузыря. ДГК проявляет большую антиоксидантную активность, чем токоферолы, каротин и другие природные соединения с антиоксидантными свойствами.
Дигидрокверцетин применяется в пищевой промышленности в качестве антиоксиданта для молочной, мясной, рыбной, кондитерской, хлебобулочной, масло- и жиросодержащей продукции, безалкогольных и алкогольных напитках; в сельском хозяйстве - в производстве кормов, птицеводстве, животноводстве, растениеводстве, хранении зерна; в фармацевтической промышленности - для производства лекарственных средств и биологически-активных добавок к пище.
Основным недостатком при использовании порошкообразного ДГК является невозможность его быстрого растворения в нормальных условиях в воде и масле, а также малый срок хранения в различных полупродуктах и премиксах (мицеллы, наноэмульсии и др.), в составе которых есть растворитель, так как в растворах и растворителях всегда присутствует кислород, который является мишенью для нестабилизированного дигидрокверцетина в силу его высокой антиоксидантной активности.
Известен премикс для пищевых продуктов (WO 2011/112117), включающий дигидрокверцетин и наполнитель - растворитель, выбранный из группы, включающей пропиленгликоль, глицерин, твин-80, при следующем соотношении компонентов мас.%: дигидрокверцетин - 10-90%; наполнитель-растворитель - 90-10%. ДГК в таких растворителях не стабилизирован и его длительное хранение не возможно.
Известна наноэмульсия типа вода в масле для использования в фармацевтической и пищевой промышленности (патент РФ 2362544, 2009 г.). Для приготовления наноэмульсии готовят путем смешения компонентов гидрофобную фазу в виде прозрачного гомогенного раствора, содержащую 2% ДГК, 48,0% - лабрафил (смесь моно-, ди- и триглицеридов с моно- и диэфирами насыщенных и ненасыщенных жирных кислот (C16-C20), 34,2% - Твин 80, 8,3% - пропиленгликоль. Одновременно готовят водную фазу, содержащую хлорид натрия. Затем полученные фазы смешивают. Однако такая нанокомпозиция содержит слишком много поверхностно-активных веществ (Твин 80 более 30% и более 45,0% Лабрафила), что является недостатком. Кроме того, указанные значения рН, равные 6-7, не способствуют длительной сохранности ДГК в растворах.
Известен водорастворимый в форме порошка комплекс включения ДГК-бета-циклодекстрин с молярным соотношением компонентов 1:1 (патент РФ №2396077, 2009 г.). Комплекс получают взаимодействием ДГК с бета-циклодекстрином в водной деионизированной среде с последующей кристаллизацей полученного продукта. Полученный комплекс хранят в виде порошка, который перед использованием растворяют в физиологическом растворе в заданной концентрации. Способ получения водорастворимого комплекса многостадиен, дорог и не решает проблемы длительного хранения комплекса в водных растворах.
Недостатками всех перечисленных решений являются нестабильность ДГК при длительных сроках хранения в растворителях (пропиленгликоль, вода и др.) и высокие, небезопасные для здоровья концентрации поверхностно-активных веществ (Твин 80 и др.).
Предлагаемое изобретение позволяет преодолеть указанные недостатки и создать раствор стабилизированного дигидрокверцетина для длительного хранения.
Стабилизация ДГК в растворах достигается совместным внесением в раствор компонентов трех видов: во-первых, внесением более безопасного и более растворимого в воде 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрина для получения комплекса включения с ДГК, причем соотношение ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином варьируется в широком диапазоне и не зависит от кислотности среды, решая задачу повышения растворимости и стабильности ДГК в воде. Во вторых, внесением в раствор пищевых органических кислот, прежде всего гидроксикислот, способных создавать хелатные комплексы с флавоноидами, частично обеспечивая их дополнительную стабилизацию в растворах. В третьих, внесением в раствор углеводов в таких конценцентрациях, которые создают в водной среде гиперосмолярные растворы, способствующие дополнительной стабилизации комплекса включения ДГК-2-гидроксипропил-бета-циклодекстрина.
Для уменьшения концентрации кислорода в растворах при хранении тару над раствором заполняют инертным газом, преимущественно аргоном.
Согласно изобретению стабилизированный раствор дигидрокверцетина, помимо самого ДГК, включает 2- гидроксипропил-бета-циклодекстрин, пропиленгликоль и/или глицерин и/или ПЭГ-400, пищевые органические кислоты или их водорастворимые соли, углеводы в виде моно- и/или дисахаридов и/или мальтодекстринов и дистиллированную воду при следующем содержании компонентов в мас.%:
| дигидрокверцетин | 0,1-30,0 |
| 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрин | 0,01-25,0 |
| пропиленгликоль и/или глицерин и/или ПЭГ-400 | 1,0-70,0 |
| пищевые органические кислоты (соли) | 0,1-3,0 |
| углеводы | 0,01-30,0 |
| дистиллированная вода | остальное |
В настоящем описании термин «дигидрокверцетин» относится к товарному продукту, который может быть фармацевтической, пищевой или косметической чистоты и может содержать в качестве примесей до 20% родственных флавоноидных соединений.
2 - гидроксипропил-бета-циклодекстрин предпочтительно должен иметь степень замещения в интервале 0,4-1,2.
Углеводы выбирают из группы моносахаридов (глюкоза, фруктоза, сорбит, ксилит, галактоза, манноза) и/или дисахаридов (сахароза, лактоза, мальтоза, изомальтоза, лактулоза) и/или мальтодекстринов.
Под пищевыми органическими кислотами следует понимать кислоты, допускаемые для включения в пищевые продукты: янтарная, яблочная, аскорбиновая, изоаскорбиновая, лимонная, молочная, фумаровая, винная, уксусная, сорбиновая, бензойная. Допустимы также их смеси и/или их водорастворимые соли.
Технология приготовления растворов стабилизированного дигидрокверцетина сводится к ряду несложных операций. В одном реакторе готовят водную фазу, для этого в расчетном количестве дистиллированной воды растворяют углеводы и органические кислоты при температуре 40-60°С. В другом реакторе в растворителе готовят раствор дигидрокверцетина с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином при температуре 70-90°С. Затем в первый реактор переносят раствор дигидрокверцетина с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином из второго реактора, перемешивают до получения прозрачного раствора и охлаждают до комнатной температуры. Полученный водный раствор стабилизированного дигидрокверцетина фильтруют через стерильный фильтр с диаметром пор 0,22 микрона и расфасовывают в тару. Для длительного хранения тару с раствором стабилизированного ДГК заполняют инертным газом (аргоном или азотом).
В таблице 1 приведены результаты контроля содержания дигидрокверцетина в различных растворах без стабилизаторов, со стабилизаторами и в атмосфере инертного газа (аргона) при хранении. Исследуемые образцы хранили в термостате при температуре 40±2°С в течение 2-3-х месяцев. Концентрацию ДГК в растворах определяли с помощью ВЭЖХ. Полученные экспериментальные данные показали, что необходимым условием получения стабильной формы дигидрокверцетина в водных растворах и растворителях является наличие пищевых органических кислот, углеводов и 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрина, образующего с ДГК комплекс включения. Дополнительно для сохранности ДГК при длительном хранении желательно наличие атмосферы инертного газа (аргона или азота) в таре.
В таблице 1 представлены:
Образец 1 - 30% ДГК в пропиленгликоле (контроль).
Образец 2 - 25% ДГК в спирте этиловом (контроль).
Образец 3 - 25% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (20%) в дистиллированной воде (контроль).
Образец 4 - 0,5% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (2%) в дистиллированной воде (контроль).
Образец 5 - 1% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (5%) в водном растворе глюкозы (30%) (контроль).
Образец 6 - 0,5% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (3,0%), пропиленгликолем (4, 0%), лактозой (20%), аскорбиновой кислотой (1,5%) в минеральной воде.
Образец 7 - 10% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (0,05%), лимонной кислотой (3,0%) в пропиленгликоле.
Образец 8 - 0,5% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (2%) в водном растворе глюкозы и фруктозы (30%) и лимонной кислоты (1%).
Образец 9 - 0,3% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (1,2%) в водном растворе глюкозы (30%) аскорбиновой кислоты (1,5%) и янтарной кислоты (0,1%).
Образец 10 - 6% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (12%), пропиленгликолем (15%) в водном растворе глюкозы и фруктозы (15%), аскорбиновой кислоты (1,5%) и лимонной кислоты (0,5%).
Образец 11 - 25% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (10%), пропиленгликолем (40%) в водном растворе глюкозы (5%), и лимонной кислоты (2,0%).
| Таблица 1 | |||||||||||
| Сравнение растворов не стабилизированного и стабилизированного ДГК при хранении. | |||||||||||
| Время определения | Обр. 1 г % (конт.) | Обр. 2 г % (конт.) | Обр. 3 г % (конт.) | Обр. 4 мг % (конт.) | Обр. 5 мг % (конт.) | Обр. 6 мг % * | Обр. 7 мг % | Обр. 8 мг % | Обр. 9 мг % | Обр. 10 мг % | Обр. 11 г % ** |
| исходный | 31,33 | 24,24 | 25,52 | 415 | 857 | 550 | 9857 | 433 | 306 | 5810 | 24,3 |
| Через 1 неделю | 31,24 | 24,20 | 23,77 | 377 | 805 | 331 | 9805 | 427 | 305 | 5800 | 24,2 |
| Через 2 недели | 25,70 | 21,40 | 21,70 | 337 | 682 | 293 | 9682 | 420 | 305 | 5800 | 24,2 |
| Через месяц | 25,65 | 21,30 | 21,40 | 271 | 642 | 280 | 9642 | 419 | 305 | 5800 | 24,1 |
| Через 1,5 месяца | 25,10 | 21,25 | 21,25 | 249 | 596 | 270 | 9596 | 419 | 304 | 5630 | 24,1 |
| Через 2 месяца | 24,60 | 21,10 | 20,80 | 230 | 588 | 250 | 9588 | 412 | 301 | 5600 | 24,0 |
| Через 3 месяца | - | 19,50 | 19,15 | - | - | 247 | 9560 | 405 | 299 | 5450 | 23,9 |
| Потери ДГК при хранении, % | 21,5 | 19,5 | 23,6 | 44,5 | 31,3 | 55,1 | 3,0 | 6,5 | 2,3 | 6,2 | 1,6 |
| * При длительном хранении появляется осадок ** Хранение под аргоном |
В таблице 2 приведены примеры различных составов раствора стабилизированного дигидрокверцетина.
| Таблица 2 | ||||||||||
| Составы раствора стабилизированного дигидрокверцетина. | ||||||||||
| Наименование компонентов | % мас. | % мас. | % мас. | % мас. | % мас. | % мас. | % мас. | % мас. | % мас. | % мас. |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Углеводы: | ||||||||||
| Моносахариды | 30 | 25 | 20 | 8 | 1 | 0,01 | ||||
| Дисахариды | 25 | 20 | 5 | |||||||
| Мальтодекстрины | 15 | |||||||||
| Дигидрокверцетин | 0,1 | 0,8 | 1 | 2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 27,98 |
| 2-Гидроксипропил-бета-циклодекстрин | 0,5 | 4,0 | 3,6 | 8,0 | 15,0 | 20 | 25 | 20 | 2,0 | 0,01 |
| Пропиленгликоль | 1,0 | 2,0 | 4,0 | 5,0 | 10,0 | 25 | 30 | 35 | 60 | 70 |
| Глицерин | 1,0 | 3,0 | ||||||||
| ПЭГ 400 | 10 | |||||||||
| Органические кисло | ||||||||||
| ты (пищевые) и их | ||||||||||
| соли: | ||||||||||
| янтарная, | 1,0 | 0,5 | 1,0 | |||||||
| яблочная, | 1,0 | |||||||||
| аскорбиновая | 1,5 | 2,0 | 1,0 | 1,0 | ||||||
| изоаскорбиновая | 0,1 | |||||||||
| лимонная | 1,0 | 0,5 | 1,5 | 1,0 | ||||||
| молочная | 0,1 | 0,2 | ||||||||
| фумаровая | 2,0 | 0,1 | 0,5 | |||||||
| винная | 0,1 | |||||||||
| уксусная | 0,5 | |||||||||
| сорбиновая | 0,1 | |||||||||
| бензойная | 0,1 | |||||||||
| Вода дистиллированная | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | Следы * |
| * - следы влаги всегда присутствуют в гигроскопических веществах таких, как: ДГК, 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрин и растворителях (пропиленгликоль, глицерин, ПЭГ 400). |
В таблице 3 приведены данные по стабильности ДГК при длительном хранении водных растворов стабилизированного дигидрокверцетина различных составов в зависимости от концентрации ДГК и органических кислот. Исследуемые образцы хранили в термостате при температуре 40±2°С в течение 2-3-х месяцев.
| Таблица 3 | ||||||||
| Сравнение растворов стабилизированного дигидрокверцетина при хранении | ||||||||
| Время определе-ния | Обр. 1 г % | Обр. 2 г % | Обр. 3 мг % | Обр. 4 мг % | Обр. 5 мг % ** | Обр. 6 мг % | Обр. 7 мг % | Обр. 8 г % ** |
| исходный | 24,14 | 20,61 | 306 | 309 | 309 | 5810 | 9857 | 25,61 |
| Через 1 неделю | 23,50 | 20,29 | 305 | 308 | 308 | 5800 | 9805 | 25,45 |
| Через 2 недели | 22,90 | 20,22 | 305 | 307 | 307 | 5800 | 9682 | 25,17 |
| Через месяц | 22,60 | 20,15 | 305 | 290 | 305 | 5800 | 9642 | 25,05 |
| Через 1,5 месяца | 22,45 | 19,62 | 304 | 269 | 303 | 5630 | 9596 | 24,89 |
| Через 2 месяца | 22,30 | 19,17 | 301 | 229 | 302 | 5600 | 9588 | 24,86 |
| Через 3 месяца | 22,25 | 18,88 | 299 | 225 | 301 | 5450 | 9560 | 24,80 |
| Потери ДГК при хранении, % | 7,8 | 8,3 | 2,3 | 27,2 | 2,6 | 6,2 | 3,0 | 3,2 |
| ** Хранение под аргоном |
В таблице 3 представлены:
Образец 1 - 25% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (10%) аскорбиновой кислотой (1,0%), лимонной кислотой (1,0%), пропиленгликолем (40%) и дистиллированной водой.
Образец 2 - 20% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (15%) аскорбиновой кислотой (1,0%), пропиленгликолем (50%) и дистиллированной водой с ксилитом (2%).
Образец 3 - 0,3% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (1,2%) в водном растворе глюкозы (30%) аскорбиновой кислоты (1,5%) и янтарной кислоты (0,1%).
Образец 4 - 0,3% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (1,5%) в водном растворе глюкозы и фруктозы в соотношении 1/2 (30%) и аскорбиновой кислоты (0,1%).
Образец 5 - 0,3% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (1,5%) в водном растворе глюкозы и фруктозы в соотношении 1/2 (30%), аскорбиновой кислоты (1,5%) и фумаровой кислоты(0,1%).
Образец 6 - 6% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (12%), пропиленгликолем (15%) в водном растворе глюкозы и фруктозы (15%), аскорбиновой кислоты (1,5%) и лимонной кислоты (0,3%).
Образец 7 - 10% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (20%), лимонной кислоты (3,0%) в пропиленгликоле.
Образец 8 - 27% ДГК с 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином (0,01%), пропиленгликолем (70%), аскорбиновой кислотой (1,5%), и лимонной кислоты (1%). ** Хранение под аргоном.
Предложенные составы решают проблему длительного хранения ДГК без существенных потерь природного антиоксиданта при сравнении с нестабилизированным ДГК. Потери при хранении в растворителях без стабилизации ДГК составляют 20-45%, тогда как в при стабилизации ДГК в растворителях - 1,5-3,0% (см. Таблицы 1 и 3).
Доказана возможность длительного хранения стабилизированного ДГК в растворителях, включая водные растворы в широком интервале концентраций ДГК, что позволяет эти растворы использовать в различных областях. В частности, низкоконцентрированные водные растворы стабилизированного ДГК в интервале от 0,1% до 5% с углеводами можно использовать с учетом рекомендованной суточной безопасной дозы ДГК (100 мг/сутки) в качестве биологически-активной добавки к пище или нового функционального продукта для спортсменов, или в медицинской практике при пероральном применении.
Более концентрированные системы от 10% до 30% можно также рекомендовать в капельной форме (нескольких капель концентрата на стакан), как функциональную растворимую в воде антиоксидантную добавку в соки, чай, коктейли, супы и др., которая практически сразу растворяется в водной среде.
Концентрированные растворы стабилизированного ДГК в водных растворах и растворителях можно использовать в пищевой отрасли в качестве антиокислителя для широкого круга водорастворимой, масло- и жиросодержащей продукции, молочной, мясной, рыбной, кондитерской, хлебобулочной, безалкогольной и алкогольной продукции для продления срока годности продукции и придания продуктам полезных функциональных свойств. В сельском хозяйстве в производстве кормов, птицеводстве, животноводстве, растениеводстве, хранении зерна и т.д. Для этого перед использованием растворы разбавляют в воде до нужной концентрации и распыляют на корма.
В косметической области, в частности, можно решать проблему защиты от окисления косметических средств с лабильными компонентами.
1. Раствор стабилизированного дигидрокверцетина, включающий дигидрокверцетин, 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрин, пропиленгликоль, и/или глицерин, и/или ПЭГ 400, пищевые органические кислоты или их водорастворимые соли, углеводы в виде моно- и/или дисахаридов и/или мальтодекстринов и дистиллированную воду при следующем содержании компонентов, мас.%:
| дигидрокверцетин | 0,1-30,0 |
| 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрин | 0,01-25,0 |
| пропиленгликоль, и/или глицерин, и/или ПЭГ 400 | 1,0-70,0 |
| пищевые органические кислоты (соли) | 0,1-3,0 |
| углеводы | 0,01-30,0 |
| дистиллированная вода | остальное |
2. Раствор по п.1, отличающийся тем, что в качестве пищевых органических кислот используют кислоты, выбранные из группы, включающей янтарную, яблочную, аскорбиновую, изоаскорбиновую, лимонную, молочную, фумаровую, винную, уксусную, сорбиновую, бензойную кислоту или их водорастворимые соли и/или их смеси.
3. Раствор по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеводов используют сахариды, выбранные из группы, включающей глюкозу, фруктозу, сорбит, ксилит, галактозу, маннозу, сахарозу, лактозу, мальтозу, изомальтозу, лактулозу или их смеси.
