EA012936B1

EA012936B1 - Применение фуллерена с60 в качестве стабилизатора масел

Info

Publication number: EA012936B1
Application number: EA200800148A
Authority: EA
Inventors: Александр Грибанов; Вячеслав Зуев
Original assignee: Юни Фарма Холдинг Ас
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2010-02-26
Also published as: NO20053129D0; DE602006015967D1; EA200800148A1; JP4955674B2; DK1907519T3; US20080193619A1; EP1907519A1; NO322300B1; JP2008546420A; PL1907519T3; EP1907519B1; WO2007001188A1; CN101283080A; NO20053129A; ATE476101T1; ES2350260T3

Abstract

Настоящее изобретение относится к стабилизированному маслу, способу получения указанного масла и его применению. Изобретение включает применение фуллерена (С60) для стабилизации масел, так как фуллерен оказался очень эффективным антиоксидантом в маслах. К стабилизированному маслу добавляют до 0,05 мас.% фуллерена, и это масло является пригодным для употребления в пищу.

Description

Настоящее изобретение относится к стабилизированному маслу, способам получения указанного масла и его применению. Таким образом, изобретение включает применение фуллерена (С60) для стабилизации масел, так как фуллерен оказался очень эффективным антиоксидантом в маслах.

Испытания на долговечность при хранении показывали, что растение розмарин является наиболее эффективным антиоксидантом (стабилизатором) для лососевого жира/рыбьего жира.

Научно-исследовательский институт в Санкт-Петербурге, Россия, начиная с 2001 года, проводил всесторонние исследования для υΝΙ Рйагта Ηο1άίη§ Л8. В течение 10 лет исследования фуллерена этот институт выполнил несколько испытаний на долговечность при хранении, которые доказали, что молекула фуллерена С60 является очень хорошим антиоксидантом.

Двадцать лет назад независимые исследователи в США (Университет Рейс в Хьюстоне) и в Англии (Университет Сассекса) открыли новую мезоморфную форму углерода, которую назвали фуллереном.

Раньше считали, что чистый углерод (молекулы, включающие только углерод) может встречаться только в двух аллотропных формах: графит и алмаз. Структура новой формы очень специфична - молекула фуллерена имеет 60 атомов углерода и выглядит как футбольный мяч. Поэтому для него существует также другое название по-английски - бакиболл. На фиг. 1 схематически представлена химическая структура фуллерена.

В течение этих лет исследование свойств молекулы фуллерена было интенсифицировано, и, начиная с 90-х, было опубликовано несколько тысяч электронных и печатных сообщений. В 1996 австралийский исследователь Петер С. Дочерти и швейцарский исследователь Рольф М. Зинкернагель были награждены Нобелевской премией по химии за свои исследования по фуллерену.

В середине 90-х начали появляться статьи и патентная литература, касающиеся биологической активности молекулы фуллерена. Были предложения применения этой молекулы или её комплексов (в качестве добавки к другим соединениям) в медицине и для других целей в связи с функциями человеческого тела.

К 2000 году было установлено, что молекула фуллерена в комплексе с носителем высокой молекулярной массы имеет потенциал по меньшей мере в двух областях: в качестве противовирусного и стимулирующего средства. Некоторые из публикаций показали, что фуллерен может связывать свободный кислород, то есть, что фуллерен способен принимать свободные радикалы кислорода.

Стабилизированное масло по настоящему изобретению отличается тем, что оно содержит фуллерен (С60).

Способ по настоящему изобретению отличается тем, что фуллерен (С60) добавляют к маслу в качестве антиоксиданта.

Применение по настоящему изобретению отличается тем, что стабилизированное масло применяется в качестве питательной добавки.

Другие варианты этого изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения 2-7 и 10-11.

Настоящее изобретение будет далее подробно описано со ссылками на следующие чертежи:

фиг. 1 - структурная формула фуллерена С60;

фиг. 2 - испытания на долговечность при хранении для лососевого жира, стабилизированного фуллереном или розмарином. Результаты приведены как изменение уровня окисления жирных кислот в жире. Антиоксиданты розмарин и фуллерен присутствовали в количестве 0,1 и 0,001 мас.% соответственно.

Основываясь на многочисленных исследованиях, физических и химических лабораторных экспериментах и изучении научной и патентной литературы, изобретатели нашли путь, который позволяет добавлять до 0,05 мас.% фуллерена в лососевый жир без изменения основных характеристик жира.

Лососевый жир содержит сложные смешанные материалы, составленные из различных компонентов, основными из которых являются липиды. Липиды лососевого жира можно разделить на следующие основные группы: триглицериды, фосфолипиды, алкоксидиглицериды, воски, сфинголипиды или цереброзиды, нейтральные плазмогены, углеводы, стерины и стериды, витамины и каротиноиды.

Состав содержимого жира меняется и зависит от того, из каких частей рыбы он получен, от сезона и от места рыбной ловли и так далее. Например, лососевый жир из тушки рыбы атлантического лосося содержит 83% триглицеридов, 5,5% фосфолипидов и 3,7-5,3% других липидов.

Было предположено, что добавление фуллерена к лососевому жиру в растворимой форме позволит использовать его полезные свойства. Растворение фуллерена в жире обеспечивается взаимодействиями между фуллереном и липидами лососевого жира, которые являются гидрофобно-гидрофильными гибридами. Растворение фуллерена с липидами позволяет растворять его в жире и приготавливать фуллеренсодержащие композиции на базе лососевого жира с необходимой концентрацией фуллерена. Дополнительно это обеспечивает усвоение фуллерена в организме и его всасывание в кровь из кишечника.

Из научных публикаций известно, что фуллерен легко растворяется в моноэтаноламиде и в его производных и образует стабильные растворы (1. Баи1 АГпка Сйсш.. 1996).

- 1 012936

Наш новый способ растворения фуллерена в лососевом жире относится к специфическим π-π взаимодействиям фуллерена с фосфоглицеридами - лецитинами. Общая формула этих соединений следующая:

О // сн - О - С -В1

I ⁰ ¹ и

СН - О - С- Р2 | он сн - О - Р-0 - СН₂СН₂- Ν- (СН₃)₂ !

он где К1 и И2 являются фрагментами жирных кислот. Эти связи образуют простой эфир амина этилового спирта - холина (моноэтаноламина).

НО(СН₂ СН₂) - Ν- (СНз)₂

Таким образом, достигается взаимодействие между фосфолипидами и фуллереном или между сфингофосфолипидами и фуллереном

Η

СНз(СН₂)_п - СН=СН- СН- С- СН₂ОН

I он νη₂ где п=12-18.

Это обеспечивает растворение фуллерена в лососевом жире. Растворение происходит благодаря взаимодействию свободных π-электронных пар от азота и/или фосфора с π-электронами фуллерена. Образующиеся комплексы (с координационным числом 6) являются стабильными.

Аналитические исследования с применением современных спектрометрических способов убедительно продемонстрировали наличие фуллерена в лососевом жире. Это подтверждают результаты УФ-тестов: наличие пика поглощения фуллерена С60 на 328 нм.

Дополнительное исследование посредством спектроскопии ЯМР¹³С (прибор: АМ-500 Изег) подтверждает присутствие фуллерена в исследуемом материале и также подтверждает предполагаемый механизм образования комплекса фуллерена в лососевом жире.

После взаимодействия с липидами жира химическая подвижность фуллерена изменяется в сторону более медленной релаксации. Это приводит к исчезновению сигнала фуллерена С60 (146 м.д.) из спектров. В то же время в спектрах фосфолипидов появляются новые сигналы как результат взаимодействия с фуллереном. Они указывают на точки связей между фуллереном С60 и липидами (60-64 м.д. - фрагменты моноэтаноламина и фосфорной кислоты).

Стабильное состояние фуллерена обеспечивается связями его фрагментов с фосфолипидами, что приводит к долгосрочному «активному» состоянию фуллерена в лососевом жире.

Концентраты, приготовленные таким образом, можно добавлять к продукту для достижения желаемой концентрации фуллерена как антиоксиданта в пищевой добавке.

Одна цель этого изобретения относится к применению в производстве пищевых и фармацевтических продуктов и к новой добавке для хранения высококачественного продукта - лососевого/рыбьего жира в течение длительного промежутка времени. Другая цель этого изобретения относится к новому способу повышения полезных свойств продукта, основанному на включении в продукт наноструктурированной молекулы углерода, а именно фуллерена, в микроскопических количествах.

Хотя в нижеследующих экспериментах использован лососевый жир, нет причин, по которым другие масла не могут быть стабилизированы с помощью фуллерена аналогичным образом. Таким образом, фуллерен можно вообще использовать в качестве антиоксиданта для производства стабилизированных масел.

Добавка фуллерена не изменяет свойств продукта, не является токсичной и улучшает качество хранения. Стабилизированные фуллереном масла, таким образом, хорошо подходят для добавления в пищевые продукты, например в рыбий жир, используемый в качестве питательной добавки, такой как капсулы, заполненные рыбьем жиром для пополнения омега жирных кислот.

Эксперименты в лабораторных условиях при концентрациях фуллерена до 100 ммоль в воде показали, что фуллерен не является ни цитотоксическим, ни гепатоксическим и не ингибирует клеточное дыхание или задержку мембранной каталитической активности. Также было показано, что активность фуллерена как антиоксиданта больше, чем ионола, витамина Е, бета-каротина, что фуллерен стабилизирует клеточные мембраны и улучшает их стабильность при неблагоприятных условиях и не влияет на свёртываемость крови.

В дальнейшем эксперименты на живом организме с дозами фуллерена до 25 мг/кг (0,0025 мас.%) в водном растворе показали, что фуллерен не является токсичным, иммуногенным или аллергенным.

- 2 012936

Таким образом, применение фуллерена в концентрациях до 0,05 мас.% для стабилизации масел является безопасным. Предпочтительно применяют концентрации до 0,001 мас.%.

Пример 1. Приготовление концентрата фуллерена в лососевом жире.

г порошка фуллерена добавляли к одному литру лососевого жира и перемешивали при комнатной температуре (20°С) в течение 20 ч. Затем суспензию подвергали ультразвуковому перемешиванию в течение 5 мин при ультразвуковой частоте 10 кГц. После этого суспензию перемешивали ещё в течение 5 ч. Затем всю процедуру повторяли дважды, и суспензию фильтровали через двойной слой ватманской фильтровальной бумаги № 595 без приложения какого-либо дополнительного давления. Полученный концентрат имел фиолетовый цвет и содержал 1 г фуллерена на 1 л лососевого жира (0,1 мас.% фуллерена, около 0,0005 мас.% всех примесей). Оценка концентрации фуллерена может быть легко проведена с помощью спектроскопического анализа на длине волны 335 нм путём сравнения со стандартным раствором фуллерена в ксилоле.

Этот концентрат можно использовать, смешивая его с маслом до достижения желаемого уровня фуллерена.

Пример 2. Сравнительный анализ фуллерена (С60) и розмарина как антиоксидантов.

Цель эксперимента - провести параллельные тесты для выяснения действия фуллерена (С60) и розмарина как антиоксидантов в лососевом жире и дать рекомендации для выбора антиоксиданта лучшего качества.

Розмарин является одним из наиболее хорошо известных антиоксидантов, особенно для длительного хранения. В этом эксперименте срок хранения был удвоен с 300 до 600 дней для рыбьего жира, стабилизированного фуллереном при сравнении с розмарином.

Научно-исследовательский институт РАН в Санкт-Петербурге, Россия, получил жир лосося от производителя «У1кйо1теп Вюргоеезз Л8» Викхолмен, Норвегия. Фуллерен был доставлен из научноисследовательского института в Карелии, Россия. Экстракт розмарина (Хербалокс) был получен научноисследовательским институтом в Санкт-Петербурге, Россия.

Исследования по хранению лососевого жира проводили при температурах 25 и 5°С в течение периода времени с 11 июня 2003 года до 10 ноября 2004 года (17 месяцев). Свойства розмарина и фуллерена (С60) как антиоксидантов в лососевом жире изучали параллельно в продолжение всего эксперимента.

Концентрации двух выбранных антиоксидантов, использованных в эксперименте, получали добавлением 0,1% розмарина (эту же концентрацию используют в продукции ГХ1С Отеда-3 и ЛтМеда) и 0,001% фуллерена С60.

Результаты этих тестов показаны ниже в таблице. При испытании на сохраняемость в выбранные периоды времени применяли стандартные способы определения уровня окисления в жирных кислотах. На фиг. 2 показаны данные при температуре хранения 5°С.

Как видно из таблицы, тестирование показало, что фуллерен С60 является более эффективной добавкой, чем розмарин, при температуре 5°С. Спектральные характеристики исследуемых материалов контролировали каждую вторую неделю один раз. Заметных изменений при регистрации ненасыщенных жирных кислот (5,0-5,5 м.д. и 4,0-4,5 м.д.) не было видно. Этот способ показал, что жир лосося оставался неизменным во всех тестах.

		Фуллерен С60	Фуллерен С60	Розмарин	Розмарин
Дата	Дней	Температура 25°С	Температура 5°С	Температура 25°С	Температура 5°С
11.06	0	0,00036	0,00036	0,00036	0,00036
25.06	14	0,00076	0,00083	0,00076	0,00083
8.09	81	0,0020	0,0010	0,0020	0,0010
22.09	95	0,0031	0,00095	0,0031	0,00095
6.10	109	0,0090	0,0014	0,0090	0,0014
20.10	123	0,0015	0,0012	0,0015	0,0012
21.12	185	0,012	0,0023	0,012	0,0023
05.01	200	0,015	0,0027	0,015	0,0027
19.01	214	0,022	0,0028	0,022	0,0028
02.02	228	0,034	0,0028	0,034	0,0028
16.02	242	0,037	0,0030	0,037	0,0030
2.03	256	0,038	0,0030	0,040	0,0031
16.03	270	0,040	0,0031	0,041	0,0031
30.03	284	0,041	0,0033	0,043	0,0031
13.04	298	0,044	0,0037	0,046	0,0036
27.04	312'·	0,047	0,0039	0,054	0,0042
11.05	326	0,049	0,0040	0,060	0,0045

- 3 012936

25.05	340	0,054	0,0043	0,076	0,0059
8.06	354	0,059	0,0046	0,087	0,0067
22.06	368	0,063	0,0048	0,11	0,0078
06.07	372	0,066	0,0050	0,14	0,0086
20.07	386	0,068	0,0052	0,22	0,011
15.08	414	0,070	0,0054	0,35	0,023
29.08	428	0,072	0,0055	0,45	0,042
12.09	442	0,080	0,0058	0,60	0,061
26.09	456	0,085	0,0061	0,56	0,062
10.10	470	0,088	0,0065	0,66	0,065
24.10	484	0,089	0,0066	0,72	0,072

Пример 3. Органолептические характеристики лососевого жира, стабилизированного фуллереном.

Органолептические характеристики лососевого жира (определение качества по вкусу и запаху), используемого как питательная добавка, являются также важными. Были использованы стандартизированные способы органолептических испытаний: одну каплю лососевого жира помещали на руку и создавали тонкий слой с помощью куска стекла. По истечении одной минуты качество жира можно было определять по вкусу и запаху. Для получения независимых результатов испытания проводили с участием пяти человек один раз в неделю. Результаты этих тестов были такими: после 17 месяцев жир лосося, содержащий фуллерен С60 в качестве добавки, по-прежнему демонстрирует хорошие потребительские свойства. Как запах, так и вкус были удовлетворительными в этот момент времени, и лучше для жира, стабилизированного фуллереном, который оставался хорошим в течение 600 дней, чем для жира, стабилизированного розмарином, который хранился только 300 дней.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Стабилизированное масло, отличающееся тем, что оно включает фуллерен (С60) и фосфоглицериды.
2. Стабилизированное масло по п.1, отличающееся тем, что указанное масло включает до 0,05 мас.% фуллерена, предпочтительно до 0,001 мас.% фуллерена.
3. Стабилизированное масло по одному или более из пп.1, 2, отличающееся тем, что указанное масло включает рыбий жир.
4. Стабилизированное масло по п.3, отличающееся тем, что указанное масло включает лососевый жир.
5. Стабилизированное масло по одному или более из пп.1-4, отличающееся тем, что указанное масло является пригодным для употребления в пищу.
6. Способ стабилизации масла посредством использования фуллерена (С60) в качестве антиоксиданта, отличающийся следующими стадиями:

a) растворение фуллерена в фосфоглицеридах,

b) добавление растворенного фуллерена со стадии а) к указанному маслу.
7. Способ по п.6, отличающийся добавлением к указанному маслу до 0,05 мас.% фуллерена, предпочтительно до 0,001 мас.% фуллерена.
8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что вначале получают концентрат, включающий фуллерен (С60) и фосфоглицериды, и затем указанный концентрат смешивают с указанным маслом для его стабилизации.
9. Применение стабилизированного масла по одному или более из пп.1-5 в качестве питательной добавки.
10. Способ улучшения вкуса и запаха масла при хранении, включающий:

a) растворение фуллерена в фосфоглицеридах,

b) добавление растворенного фуллерена со стадии а) к указанному маслу.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что вначале получают концентрат, включающий фуллерен (С60) и фосфоглицериды, и затем указанный концентрат смешивают с указанным маслом для его стабилизации.