РАСТВОР СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ДИГИДРОКВЕРЦЕТИНА

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.%:

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%).

В таблице 2 приведены примеры различных составов раствора стабилизированного дигидрокверцетина.

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.

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.