DE3802216A1 - Von aminosaeuren abgeleitete antioxidationsmittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Antioxidationsmittel in Form von ausgewählten Aminosäuren oder von deren Assoziationsprodukten mit basischen Aminosäuren, wie Lysin und Arginin. Die Erfindung betrifft ferner Zusammensetzungen, die derartige Antioxidationsmittel enthalten.

Es gibt zahlreiche Arbeiten über die wichtige biologische Rolle von Lipoperoxiden und von daraus abgeleiteten freien Radikalen. Viele Veröffentlichungen zeigen, daß die Peroxide und freien Radikale bei der Beilegung von verschiedenen pathologischen Zuständen sowie beim Alterungsprozeß beteiligt sind.

Es ist bekannt, daß die Peroxidation von Lipiden zur Bildung von Malondialdehyd führt, der wiederum mit verschiedenen biologischen Strukturen, wie Phosphoaminolipiden und Aminosäuren, reagiert und ein als Lipofuscin bezeichnetes fluoreszierendes Pigment synthetisiert, das in tierischen und pflanzlichen, gealterten Geweben vorkommt.

Es wurde auch gezeigt, daß Antioxidationsmittel eine wichtige Rolle für eine hohe Lebenserwartung bei Menschen und Tieren spielen. Dismutasesuperoxid ist als das wichtigste Abwehrmittel im Organismus gegen die toxischen Einflüsse des Sauerstoff-Stoffwechsels anzusehen; (vgl. Kunio Yagi, Lipid Peroxides in Biology and Medicine, Academic Press 1982; I. Fridovich, Advances in Enzymology, 1986; R. Melborn u. G. Cole, Adv. Free Radical Biology and Medicine, 1985; und R. Cutler, Antioxidants and Longevity of Mammalian species, Life Sci., 1985).

Eine große Anzahl von Veröffentlichungen befaßt sich mit der Bildung von Peroxiden und mit Antioxidationsmitteln zu deren Bekämpfung. Somit ist die Verwendung von Antioxidationsmitteln in menschlicher und tierischer Nahrung sowohl vom physiologischen als auch vom ökonomischen Standpunkt aus sehr wünschenswert. In diesem Zusammenhang werden zahlreiche Substanzen, wie Tocopherol, Gallate, Ascorbate und vorwiegend Butylhydroxyanisole (BHA) und Butylhydroxytoluole (BHT) derzeit legal verwendet.

In der französischen Patentanmeldung 85×14 536 vom 01.10.1985 wird gezeigt, daß Assoziierungsprodukte von Fettsäuren und basischen Aminosäuren Antisauerstoffeigenschaften aufweisen.

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Antisauerstoffsubstanzen (Antioxidationsmittel), die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie bestimmte Lipoaminosäuren oder deren Assoziationsprodukte mit basischen Aminosäuren, wie Lysin und Arginin, enthalten. Diese Produkte können je nach dem Einzelfall in vorteilhafter Weise zum Schutz gegen einen oxidativen Abbau von Lipide enthaltenden Emulsionen oder von pflanzlichen oder tierischen Ölen und Fetten, eingesetzt werden.

Je nach der Art der Fettsubstanzen oder der diese enthaltenden Zusammensetzungen, die gegen Autooxidation geschützt werden müssen, werden erfindungsgemäß eine Anzahl von streng biologischen Zusammensetzungen (derartige Antisauerstoffverbindungen treten in lebenden Organismen auf) bereitgestellt, die keinerlei toxische Wirkung besitzen und die darüber hinaus als Nährstoffe angesehen werden können. Diese Art von Antisauerstoffmitteln ist durch starke Antisauerstoffeigenschaften charakterisiert, die gelegentlich den Eigenschaften der in legalen Dosen für den Schutz von Fetten eingesetzten wirksamsten synthetischen Antisauerstoffmitteln, d. h. z. B. die vorerwähnten BHT und BHA, überlegen sind.

Um die Antisauerstoffwirkung der verschiedenen erfindungsgemäßen biologischen Substanzen oder Zusammensetzungen zu bestimmen, werden verschiedene Fettzusammensetzungen (Öle, Fette oder Emulsionen) über eine Zeitdauer von 15 Stunden hinweg bei Temperaturen von 50 bis 60°C, je nach dem Einzelfall, einer UV-Strahlung (252 nm) ausgesetzt.

Von jeder getesteten Fettzusammensetzung werden 10 g in entsprechend kleine Petri-Schalen gegeben. Die Bestrahlung in diesem Temperaturbereich beschleunigt den Peroxidations­ vorgang.

Nach der Bestrahlung wird 1 g der Fettsäurezusammensetzung entnommen und in einen 100 ml fassenden Kolben, der mit einem Stopfen und einem Glasrohr von etwa 50 cm Länge versehen ist, gegeben. 1 g Kaliumjodid und 25 ml eines 3 : 2-Gemisches von Essigsäure und Chloroform werden zugesetzt. Der mit dem Rohr ausgerüstete Kolben wird zur Gewährleistung eines Schutzes gegen Licht in einen dunklen Behälter gegeben und genau 3 Minuten auf den Siedepunkt erwärmt. Die Lösung wird gekühlt. Sodann werden etwa 50 ml Wasser und einige Tropfen einer Stärkepaste zugesetzt. Hierauf wird mit einer n/200- Lösung von Natriumhyposulfit titriert, bis die Lösung farblos wird. Das zur Neutralisation des freien Jods erforderliche Volumen in ml entspricht dem Peroxidindex der nichtgeschützten Fettzusammensetzung, die in den nachstehenden Tabellen jeweils mit dem Buchstaben A bezeichnet ist und als Kontrolle dient. Bei einem Vergleich mit dem Wert A ist es leicht möglich, die mit dem Buchstaben B bezeichnete Schutzwirkung der verschiedenen Substanzen für die Fettsäurezusammensetzungen zu berechnen.

Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen wiedergegeben.

Aus den Versuchen ergeben sich folgende Schlußfolgerungen:

• 1. Die Lipoaminosäuren bewirken im allgemeinen bei Ölen oder Fetten einen schwachen Schutz gegen Sauerstoff.
• 2. Die Kombination von Lipoaminosäuren und basischen Aminosäuren, wie Lysin und Arginin führt zu sehr wirksamen Antisauerstoffmitteln, die jedoch wegen ihrer Unlöslichkeit in Fetten nicht eingesetzt werden können.
• 3. Die durch Acylierung von Methionin durch gesättigte oder ungesättigte Fettketten erhaltenen Lipoaminosäuren weisen eine starke Schutzwirkung gegen Sauerstoff auf. Diese Produkte sind insofern besonders vorteilhaft, da sie Grundbestandteile von lebenden Geweben sind. Schließlich besitzt diese Gruppe von Antisauerstoffmitteln aufgrund ihrer biologischen Natur auch Nähreigenschaften.

Gegenstand der Erfindung sind insbesondere Lipoaminosäureprodukte mit Antisauerstoffeigenschaften der folgenden Formeln:

• 1. Methionin-Lipoaminosäuren
• 2. mit Lysin assoziierte Lipoaminosäuren
• 3. mit Arginin assoziierte Lipoaminosäuren worin R eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffkette mit 4 bis 32 Kohlenstoffatomen bedeutet und R′ einen solchen Rest bedeutet, daß eine natürliche vorkommende Aminosäure darstellt.

Die Tabellen I und II zeigen die Schutzwirkung von Assoziationsprodukten von Lipoaminosäuren mit 2,5 Prozent Lysin und Arginin auf verschiedene pflanzliche Öle im Vergleich mit Lipoaminosäuren, die nicht mit basischen Aminosäuren assoziiert sind. BHT (E 321) wird als Vergleichsprodukt in einer Konzentration von 0,2 Prozent verwendet, d. h. einer höheren Konzentration als gemäß den gesetzlichen Bestimmungen zulässig ist (0,01 Prozent oder 150 ppm, je nach dem Einzel­ fall).

Tabelle I

Tabelle II

Die nachstehende Tabelle III zeigt die Schutzwirkung verschiedener Lipomethioninsäuren auf vier pflanzliche Öle nach 15-stündiger Bestrahlung bei 60°C.

Tabelle III

Die nachstehende Tabelle IV zeigt die Schutzwirkung von Lipomethioninsäuren in Konzentrationen von 3, 2 bzw. 1 Prozent auf drei verschiedene Fette im Vergleich zu 0,2 Prozent BHT und einem acylierten Derivat von Sarcosin, bei dem es sich biochemisch nicht um eine Lipoaminosäure handelt.

Tabelle IV

Die nachstehende Tabelle zeigt die schwache Antisauerstoffschutzwirkung von einigen Lipoaminosäuren für ausgelassenen Talg im Vergleich zu den Werten in Tabelle IV.

Tabelle V

Die nachstehende Tabelle zeigt die Entwicklung der Peroxidation 8 Tage nach der Bestrahlung des ausgelassenen Talgs (die ursprünglichen Werte gehen aus Tabelle IV hervor).

Tabelle VI

Wie aus den Tabellen IV und VI hervorgeht, ist es überraschend, daß eine ungesättigte Fettsäure, wie Ölsäure, die leicht autooxidierbar ist, nach Bildung eines Acylats mit Methionin eine beträchtliche Antisauerstoffwirkung ausübt. Es ist auch überraschend, daß nur die Lipomethioninsäuren einen guten Schutz für pflanzliche und tierische Öle gewährleisten, was bei einem der wirksamsten Antioxidationsmittel, nämlich BHT, nicht gegeben ist.

In Tabelle VII sind die Ergebnisse des Vergleichs der Schutzwirkung von einigen Lipoaminosäuren und von deren Arginin- und Lysinderivaten auf drei emulgierte Öle zusammengestellt. Öl: 10 Prozent, polyoxyäthylenierter Fettalkohol: 10 Prozent, Lipoaminosäure oder Derivat: 5 Prozent, Wasser: ad 100 Prozent; Bestrahlungszeit bei 50°C: 15 Stunden. (Wenn Wasser verdampft, wird dessen Gehalt auf 5 Prozent ergänzt).

Tabelle VII

Tabelle VIII zeigt die Schutzwirkung von 5 Lipomethioninsäuren in Konzentrationen von 2 bis 0,2 Prozent auf Emulsionen mit einem Gehalt an 10 Prozent Öl.

Tabelle VIII

Die Erfindung bezieht sich auch auf sämtliche kosmetischen, pharmazeutischen, nahrungsmitteltechnischen oder industriellen Zusammensetzungen, die Fette oder Öle tierischen Ursprungs (Land- oder Seetiere) oder pflanzlichen Ursprungs sowie auch mineralischen Ursprungs erhalten, die durch Einverleibung von Lipoaminosäure-lysin- oder -arginin-Salzen oder einer durch Acylierung einer Fettsäurekette von Methionin abgeleiteten Lipoaminosäure (in Übereinstimmung mit den vorstehend beschriebenen Strukturen) gegen einen oxidativen Abbau geschützt werden.

Die Erfindung ist von besonderem Interesse, da sie einen Schutz von Fetten, Ölen und dergl. gegen eine oxidative Veränderung ermöglicht und sich dabei nur Substanzen von streng biologischer Natur bedient. Die Struktur dieser Substanzen ist sehr eng verwandt mit in lebenden Geweben vorkommenden Produkten. Aufgrund dieser strukturellen Ähnlichkeit besitzen diese Substanzen eine sehr ausgeprägte Wirkung gegen endogene oder exogene freie Radikale, die weitgehend für die Beschleunigung von Alterungsprozessen und die Entstehung von zahlreichen Krankheiten verantwortlich sind.

Claims (5)

1. Antioxidationsmittel, nämlich

• 1) von Methionin abgeleitete Lipoaminosäuren der Formel
• 2) mit Lysin assoziierte Lipoaminosäuren der Formel
• 3) mit Arginin assoziierte Lipoaminosäuren der Formel worin R eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffkette mit 4 bis 32 Kohlenstoffatomen bedeutet und R′ einen solchen Rest bedeutet, daß eine natürlich vorkommende Aminosäure darstellt.

2. Zusammensetzung, enthaltend oder bestehend im wesentlichen aus Ölen oder Fetten, die eine wirksame Menge eines Antioxidationsmittels nach Anspruch 1 enthalten.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, für kosmetische Zwecke.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, für pharmazeutische Zwecke.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 2, für Lebensmittelzwecke.