PL193796B1 - Kompozycja dla zmniejszania absorpcji cholesterolu, sposób przygotowywania produktów spożywczych o zmniejszonej przyswajalności cholesterolu oraz kompozycja spożywcza obejmująca produkt spożywczy zawierający cholesterol i dodatek do żywności - Google Patents

Abstract

1. Kompozycja dla zmniejszania absorpcji cholesterolu, znamienna tym, że zawiera wodną homogeniczną mieszaninę micelarną roślinnego sterolu i emulgatora, którym jest sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych produktu reakcji kwasu mlekowego z kwasem tłuszczowym, wysuszoną na bardzo drobny, rozpuszczalny w wodzie proszek, przy czym stosunek molowy sterolu roślinnego do emulgatora wynosi od 1:0,1 do 1:10.

Description

Opis wynalazku

Fitosterole są sterolami roślinnymi o budowie podobnej do cholesterolu, są znane od wielu lat jako środki zmniejszające absorpcję cholesterolu i poziom zawartości cholesterolu w osoczu, same nie będąc absorbowanymi. Obniżenie poziomu zawartości cholesterolu w układzie krążenia i cholesterolu zawartego w liproproteinach o małej gęstości jest ważną częścią strategii zapobiegania i leczenia choroby układu krwionośnego, a szczególnie choroby wieńcowej serca. Absorpcja cholesterolu stanowi krytyczny składnik metabolizmu cholesterolu w całym ciele. Cholesterol pochodzący z pożywienia, a także z endogennego wydzielania żółci, trafia do jelit i około 50% ilości tych wymieszanych składników docierającej do jelit ulega absorpcji (Bosner, M. S., Ostlund, R.E., Jr., Osofisan, O., Grosklos, J., Fritschle, C., Lange, L.G., 1993). Niezdolność do ilościowej absorpcji cholesterolu stanowi więc kluczowy mechanizm eliminacji cholesterolu z ciała.

Leki stosowane zwykle do leczenia przypadków występowania wysokiego poziomu cholesterolu mają niewielki lub żaden wpływ na absorpcję cholesterolu. Na przykład, silne nowe inhibitory reduktazy koenzymu A, w postaci hydroksymetyloglutarylu odznaczają się głównie działaniem zmierzającym raczej do ograniczenia syntezy cholesterolu niż do zwiększenia jego eliminacji. Środki izolujące kwas żółciowy, takie jak żywica jonowymienna, cholestyramina, działają w jelitach, ale nie wiążą cholesterolu i mogą w istocie zwiększyć absorpcję cholesterolu przy przedłużonym podawaniu (McNamara, D.J., N.O. Davidson, P. Samuel i E. H. Ahrens, Jr. 1980, „Cholesterol absorption in man: effect of administration of clofibrate and/or cholestyramine”, J. Lipid Res. 21:1058-1064). Chociaż podawana doustnie neomycyna zmniejsza skutecznie absorpcję cholesterolu, to jest toksyczna i ma tę wadę, że wymaga przedłużonego podawania silnego antybiotyku (Samuel, P., 1979, „Treatment of hypercholesterolemia with neomycin -A time for reappraisal”, N.Engl. J.Med. 301:595-597). Lek Cytellin^®, wodną zawiesinę mieszaniny fitosteroli, wytworzyła firma Eli Lilly Co. dla leczenia podwyższonego poziomu cholesterolu, lecz nie był on sprzedawany od 1985 r. Jak widać, jest oczywiste, że nowe inhibitory absorpcji cholesterolu uzupełniłyby stosowane obecnie sposoby leczenia przypadków występowania wysokiego poziomu zawartości cholesterolu w osoczu.

Skoro fitosterole są produktami naturalnymi, stanowiącymi nietoksyczne i niedrogie produkty uboczne przetwórstwa żywności, to mogą one być ważnymi środkami do leczenia osobników o nieznacznie podwyższonym poziomie zawartości cholesterolu w osoczu lub środkami dla całej ludności w produktach żywnościowych lub dodatkach do żywności. Zastosowanie fitosteroli może zmniejszyć potrzebę stosowania leków wchłanianych ogólnoustrojowo.

Pomimo ich potencjalnej atrakcyjności, użyteczność fitosteroli była ograniczona przez małą i zmienną skuteczność oraz konieczność stosowania dużych dawek. Na przykład, dawki 5-18 g sitosterolu/dzień zmniejszały ilość cholesterolu surowiczego o 16-20% (Farqhar, J.W. i M. Sokolow, 1958). Badanie reakcji na dawkę wykazało, że 3-9 g/dzień sproszkowanego sitosterolu było wymagane do obniżenia poziomu cholesterolu surowiczego o 12% (Lees, A.M., H. Y.I. Mok, R.S. Lees, M.A. McCluskey i S.M. Grundy. 1977, „Plant sterols as cholesterol-lowering agents:clinical trials in patients with hypercholesterolemia and studies of sterol balance”, Atherosclerosis 28:325-338). Dla zmniejszenia wymaganej ilości, w niedawnych doświadczeniach zastosowano sitostanol zamiast sitosterolu, gdyż wydaje się on silniejszy niż inne fitosterole i nie ulega absorpcji (Sugano, J., H. Morioka, and I. Ikeda., (1977), „A comparison of hypocholesterolemic activity of β-sitostanol in rats”, J.Nutr. 107:2011-2019). U osobników w stanie ciężkiej hipercholesterolemii, sitostanol w ilości 1,5 g/dzień zmniejszył ilość cholesterolu surowiczego o 15% (Heinemann, T., O. Leiss i K. von Bergmann (1986) „Effect of lowdose sitostanol on serum cholesterol in patients with hypercholesterolemia”, Atherosclerosis 61:219-223). Jednakże, sitostanol w ilości 3 g/dzień nie wywarł żadnego wpływu na osobniki z umiarkowaną hipercholesterolemią (Denke, M.A. (1995), „Lack of efficacy of low-dose sitostanol therapy as an adjunct to a cholesterol-lowering diet in men with moderate hypercholesterolemia”, Am. J. Clin. Nutr. 61:392-396).

Liczni badacze proponowali sposoby zwiększenia rozpuszczalności lub biodostępności fitosteroli, w celu zwiększenia ich użyteczności. W oparciu o badania naszczurach i stwierdzenie, że estry fitosterolu są znacznie lepiej rozpuszczalne w oleju niż wolne sterole, zaproponowano zastosowanie estrów fitosteroli w oleju dla zmniejszenia absorpcji cholesterolu (Mattson, F.H., R.A. Volpenhein i B.A. Erickon, (1977), „Effect ofplant sterol esters on the absorption of dietary cholesterol”, J. Nutr.107:1139-1146). W opisie patentowym US 5502045 ujawniono zastosowanie estru sitostanolu w oleju dla leczenia hipercholesterolemii u ludzi. Stwierdzono, że 2,8 g sitostanolu/dzień, podanew postaci estru sitostanolu w margarynie, zmniejszyło cholesterol LDL o 16% (Miettinen, T.A., P. Puska, H. Gylling, H. Vanhanen

PL 193 796 B1 i E. Vartiainen, (1995), „Reduction of serum cholesterol with sitostanol-ester margarine in a mildly hypercholesterolemic population”, N. England J. Med. 333:1308-1312). Jednakże, zastosowanie estru sitostanolu rozpuszczonego w tłuszczu spożywczym ma tę wadę, że wymaga podawania 23-50 g/dzień tłuszczu spożywczego, co jest o 21% mniej skuteczne w zmniejszaniu absorpcji cholesterolu u ludzi w porównaniu ze sterolem nieestryfikowanym (Mattson, F.H., S.M. Grundy i J.R. Crouse, (1982), „Optimizing the effect of plant sterols on cholesterol absorption in man”, Am. J. Clin. Nutr. 35:697-700).

Inni badacze badali sposoby poprawy użyteczności nieestryfikowanych fitosteroli. Opisany w zgłoszeniu WO 95/00158 kompleks sitosterolu i niewchłanialnej spożywczej, włóknistej pektyny zmniejszał cholesterol surowiczy o 16,4% po podaniu ludziom cierpiącym na hipercholesterolemię w dawce 2,1 g/dzień. Jednakże, nie wykonano żadnych pomiarów wpływu na absorpcję cholesterolu, a kompleks był rozpuszczalny tylko w około 50%, nawet przy silnie zasadowym pH, co sugerowało ograniczoną biodostępność składnika sitosterolowego.

W opisie patentowym US 5244887 ujawniono zastosowanie stanoli włącznie z sitostanolem, w dodatkach do żywności, dla zmniejszenia absorpcji cholesterolu. Zgodnie z opisem patentowym US 5244887, przy wytwarzaniu dodatków, sitostanol rozpuszcza się z jadalnym środkiem ułatwiającym rozpuszczanie, takim, jak trigliceryd, przeciwutleniaczem, takim, jak tokoferol i środkiem dyspergującym, takim, jak lecytyna, Polisorbat 80 lub laurylosiarczan sodu. Jednakże nie podano żadnych danych pozwalających wybrać najskuteczniejsze składniki i ich ilości lub właściwe sposoby wytwarzania. Nie określono również skuteczności zmniejszania absorpcji cholesterolu.

Korzystny wariant realizacji przewiduje zawartość 25% wagowych stanoli w oleju roślinnym, lecz rozpuszczalność steroli w oleju wynosi tylko 2%.

W opisie patentowym US 5118671 ujawniono wytwarzanie kompleksów sitosterol-lecytyna do użytku farmaceutycznego, lecz nie przewidziano zastosowania doustnego dla zmniejszenia ilości cholesterolu.

Cholesterol jest absorbowany z jelitowej fazy micelarnej zawierającej sole żółciowe i fosfolipidy, będącej w równowadze z fazą olejową wewnątrz jelita. Podawanie fitosterolu w postaci stałego proszku lub wodnej zawiesiny nie jest korzystne z uwagi na ograniczoną prędkość i zakres rozpuszczalności w ciekłych fazach jelitowych. Estryfikacja fitosterolu i podawanie poprzez fazę olejową żywności jest drogą alternatywną, lecz ma ona wadę użycia olejów jadalnych jako nośnika.

Zgodnie z powyższym, celem przedmiotowego wynalazku jest zapewnienie układu podawania steroli roślinnych, szczególnie sitostanolu, który omija fazę olejową i zapewnia biodostępny sitostanol na takim poziomie, przy którym następuje zmniejszenie absorpcji cholesterolu aż o 37%, stosując równocześnie emulgator o dobrym smaku, w możliwie jak najmniejszych ilościach.

Celem przedmiotowego wynalazku jest również zapewnienie sposobu wytwarzania suchego, silnie rozdrobnionego, rozpuszczalnego w wodzie proszku, który zawiera sterol roślinny, korzystnie sitostanol i sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych produktu reakcji kwasu mlekowego z kwasem tłuszczowym, oraz który jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, tak, aby w zetknięciu z układem wodnym tworzył wodny kompleks pęcherzykowy, który może wnikać bezpośrednio do jelitowej fazy micelarnej, aby hamować absorpcję cholesterolu.

Innym celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie rozpuszczalnej w wodzie kompozycji dostarczającej sitostanol, nie rozpuszczony w tłuszczu, lecz połączony z korzystnym emulgatorem (steroilo-2-laktylan sodu) (SSL) w wodnym kompleksie pęcherzykowym, który może wniknąć bezpośrednio do jelitowej fazy micelarnej i dzięki temu jest w dużym stopniu biodostępny.

Innym celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie kompozycji o korzystnej zwiększonej rozpuszczalności, zawierającej sterol roślinny, korzystnie sitostanol, zmieszany z emulgatorem lepszym niż fosfolipidy, a mianowicie z SSL, odznaczającej się rozpuszczalnością w wodzie ponad 90%.

Jeszcze innym celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie sposobu zmniejszenia absorpcji cholesterolu z produktów żywnościowych zawierających cholesterol, polegającego na zmieszaniu silnie rozdrobnionego, rozpuszczalnego w wodzie proszku wodnej, jednorodnej mieszaniny micelarnej sitostanolu i SSL z produktem żywnościowym przeznaczonym do spożycia.

Przedmiotem wynalazku jest zatem kompozycja dla zmniejszania absorpcji cholesterolu, zawierająca wodną, homogeniczną mieszaninę micelarną roślinnego sterolu i emulgatora, którym jest sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych produktu reakcji kwasu mlekowego z kwasem tłuszczowym, wysuszoną na bardzo drobny, rozpuszczalny w wodzie proszek, przy czym stosunek molowy sterolu roślinnego do emulgatora wynosi od 1:0,1 do 1:10.

PL 193 796B1

Przedmiotem wynalazku jest również sposób przygotowywania produktów spożywczych o zmniejszonej przyswajalności cholesterolu, charakteryzujący się tym, że do produktów spożywczych zawierających cholesterol dodaje się silnie rozdrobnionego rozpuszczalnego w wodzie proszku wytworzonego z wysuszonej wodnej, jednorodnej mieszaniny micelarnej sterolu roślinnego i emulgatora, którym jest sól metalu alkalicznego produktu reakcji kwasu mlekowego i kwasu tłuszczowego, przy czym stosunek molowy sterolu roślinnego do emulgatora w proszku mieści się w zakresie w zakresie 1:0,1 do 1:10; a ilość mieszaniny dodana do wymienionego produktu żywnościowego jest wystarczająca dla uzyskania dawki od około 100 mg do około 1000 mg sitostanolu.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest kompozycja spożywcza obejmująca produkt spożywczy zawierający cholesterol i dodatek do żywności, w której dodatek do żywności jest rozpuszczalną w wodzie, jednorodną mieszaniną micelarną sitostanolu i emulgatora w postaci stearoilo-2-mleczanu sodu o stosunku molowym sitostanolu do emulgatora mieszczącym się w zakresie 1:0,1 do 1:10.

Opisano kompozycję dla hamowania absorpcji cholesterolu z jelita. Kompozycja obejmuje fitosterole, korzystnie sitostanol, rozproszony w emulgatorze stanowiącym sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych produktu reakcji kwasu mlekowego z kwasem tłuszczowym, korzystnie SSL. Stosunek molowy sterolu do emulgatora powinien wynosić od 1:0,1 do 1:10, korzystnie od 1:0,9 do 1:0,5.

Kompleks fitosterolu (sterolu roślinnego) z emulgatorem wytwarza się przez zmieszanie przy użyciu dużych sił ścinających, na przykład przez wirowanie, mieszanie, działanie ultradźwiękami lub przepuszczanie przez mały otwór mieszaniny fitosterolu i emulgatora w wodzie. Rozproszony materiał stosuje się następnie w otrzymanej postaci lub suszy się, na przykład stosując liofilizację lub suszenie rozpyłowe. Kompleks można stosować w postaci ciekłej, zanim zostanie wysuszony dowolnym sposobem lub można go suszyć, jak wskazano, a następnie po ponownym zetknięciu z cieczą tworzy on wodny kompleks pęcherzykowy, który może wnikać bezpośrednio do jelitowej fazy micelarnej. Nie stosuje się żadnego tłuszczu jako nośnika i nieoczekiwanie układ, nawet po wysuszeniu, nie zmienia swej budowy fizycznej w postaci miceli zawierających pęcherzyki, zawierające sterol roślinny i emulgator. Opisywana tu mieszanina ma zaletę dużej biodostępności, zbadanej in vitro w połączeniu ze sztuczną żółcią. Jest to znacząca cecha, której nie można osiągnąć stosując układy nośnika tłuszczowego.

Kompozycja jest użyteczna dla zmniejszania absorpcji cholesterolu u ludzi, w dawkach pomiędzy 10 i 1000 mg, a korzystną jest dawka 100-300 mg. Dawka jest mniejsza niż wymagana zgodnie z obecnymi zaleceniami. Kompozycję można stosować jako lek w postaci kapsułek lub tabletek lub jako dodatek do żywności. Alternatywnie, można ją stosować w żywności, jako dodatek do żywności lub substancję ogólnie uznaną za bezpieczną przy spożyciu przez ludzi.

Przy wytwarzaniu kompozycji użytecznej dla zmniejszania ilości cholesterolu, w postaci o dobrej biodostępności, pierwszy etap polega na uzyskaniu wodnej, jednorodnej, micelarnej mieszaniny sterolu roślinnego z emulgatorem.

Korzystny sposób przewiduje użycie sitostanolu, gdyż tylko małe ilości są absorbowane w jelicie cienkim, lecz z drugiej strony, ten sterol roślinny wykazuje duże działanie hamujące absorpcję cholesterolu. Odpowiednie są także podobne związki, włącznie z sitosterolem, kampesterolem, kampestanolem, stigmasterolem. Ponadto użyteczne w tym celu są również lignany, takie, jak sezamina i saponiny, lecz korzystny jest sitostanol.

Emulgatorem stosowanym w przedmiotowym wynalazku jest sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych produktu reakcji kwasu mlekowego z kwasem tłuszczowym, korzystnie SSL.

W pierwszym etapie sposobu według wynalazku, wodną jednorodną mieszaninę sterolu roślinnego i emulgatora miesza się aż do uzyskania jednorodności otrzymując mieszaninę micelarną. Korzystnym rodzajem mieszania jest mieszanie z wykorzystaniem dużych sił ścinających. Przykładowo, można stosować wirowanie, działanie ultradźwiękami, przepuszczanie przez mały otwór, takie jak w prasie francuskiej lub inne rodzaje mieszania. Najkorzystniejszym mieszaniem jest działanie ultradźwiękami. Powoduje ono rozproszenie materiału i zwiększa tworzenie mieszaniny micelarnej.

Zwykle, w odniesieniu do działania ultradźwiękami, można stosować dowolny sposób stosowany do wytwarzania emulsji, aby wytworzyć jednorodne mieszaniny sterolu roślinnego i emulgatora, oddzielnie lub w kombinacji. Na przykład, mieszarki Waringa lub inne mieszalniki o dużych siłach ścinających mogą zapewnić akceptowalne wyniki. Można stosować mikrofluidyzator. W tej ostatniej fazie procesu sterol roślinny i emulgator przeciska się przez ceramiczne kapilary pod wysokim ciśnieniem. Gdy stosuje się korzystną technikę działania ultradźwiękami, to wystarczający czas tego działania mieści się w zakresie 1,5 minuty do około 4 minut. W doświadczeniach w małej skali, działanie ultradźwiękami wykonuje się zwykle w ciągu około 1,5 minuty.

PL 193 796 B1

Proces suszenia nie jest krytyczny tak długo, jak długo nie powoduje zniszczenia kompleksu pęcherzykowego utworzonego pomiędzy sterolem roślinnym i emulgatorem. Zwykle, korzystne są łagodne sposoby suszenia, takie jak suszenie próżniowe, suszenie z wymrażaniem lub niskotemperaturowe suszenie powietrzem w temperaturze otoczenia. Gdy stosuje się ciepło, to temperatura w warunkach atmosferycznych nie powinna przekraczać 0°C.

Dawka suchego proszku może wynosić od 10 do 1000 mg dziennie, a korzystna dawka wynosi 25 do 300 mg dziennie. Najkorzystniejsze dawki, pozwalające osiągnąć znaczące zmniejszenie absorpcji cholesterolu, wynoszą od 100 do 300 mg, jeden raz do czterech razy w ciągu dnia.

W przedstawionym poniżej przykładzie objaśniono wynalazek bardziej szczegółowo, jednak przykładu tego nie należy traktować jako jakiegokolwiek ograniczenia wynalazku.

Przykład: zastosowanie SSL (stearoilolaktylanu sodu)

SSL jest potencjalnie ważny, gdyż stosuje się go w wielu produktach spożywczych, włącznie z wyrobami wypiekanymi, ma on wysoko akceptowalną jakość smaku i tekstury przy zastosowaniu do każdego produktu spożywczego.

₃

W doświadczeniach opisanych poniżej, sitostanol zawierający znacznikową ilość ³H-sitostanolu suszono z chloroformu razem ze środkiem ułatwiającym rozpuszczanie, poddano działaniu ultradźwięków w wodzie przy stężeniu 2,4 mmola sitostanolu, zamrożono i liofilizowano. Rozpuszczalność w sztucznej żółci określono dodając 8 mmoli taurocholanu sodu, 5 mmoli PC, 0,15 mola NaCl, 15 mmoli fosforanu sodu o pH = 7,4 (sztuczna żółć), wirując przez 30 minut w 37°C i odwirowując przy 17 000 x g przez 1 minutę. Tabletkę przemyto jeden raz, a połączone nadsącze i tabletkę liczono oddzielnie. Wyniki potrójnych doświadczeń przedstawiono poniżej w tabeli.

Tabela

Warunki	Stosunek molowy	Procent rozpuszczalności
1. Sitostanol + SSL	1:0,90	95,010,1
2. Sitostanol + SSL	1:0,68	94,5±0,1
3. Sitostanol + SSL	1:0,45	92,8±0,6
4. Sitostanol + lecytyna	1:1	89,1±1,2
5. Sitostanol + Recept 8160 Central Soya PC/LPC(a)	1:1,2	95,7±0,08
6. Etoksylowany MG(b)	1:1 wag.	82,5±4,0
7. Sitostanol + Tween® 20©	1:1 wag.	51,3±2,8
8. Sitostanol + GMS(d)	1:1	powtórna agregacja, po działaniu ultradźwiękami
9. Sitostanol + MO(e)	1:1	46,4±1,2

(a) PC/LPC = lecytyna/lizolecytyna (b) MG = monogliceryd (c) Tween^® jest zarejestrowanym znakiem towarowym dla monolaurynianu polioksyetyleno-sorbitanowego (d) GMS = monostearynian glicerylu (e) MO = 1-monooleina

W powyższej tabeli doświadczenia 4-5 przedstawiają korzystne kompozycje opisane w zgłoszeniu US 09/084,561. Widać, że można stosować mniejsze ilości SSL dla uzyskania porównywalnych rozpuszczalności z emulgatorem o korzystnym smaku. Tak więc, doświadczenia te wykazują, że SSL jest równie skuteczny jak lecytyna i lizolecytyna w rozpuszczaniu sitostanolu. Monoglicerydy, etoksylowany monogliceryd i polisorbinian 20 są mniej skuteczne.

Zrozumiałe jest, że możliwe są liczne modyfikacje w stosunku do dokładnych procedur i konkretnych składów kompozycji, które są zgodne z ideą wynalazku i wchodzą tym samym w jego zakres, bądź dokładnie, bądź na zasadzie ekwiwalentów.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kompozycja dla zmniejszania absorpcji cholesterolu, znamienna tym, że zawiera wodną homogeniczną mieszaninę micelarną roślinnego sterolu i emulgatora, którym jest sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych produktu reakcji kwasu mlekowego z kwasem tłuszczowym, wysuszoną na bardzo drobny, rozpuszczalny w wodzie proszek, przy czym stosunek molowy sterolu roślinnego do emulgatora wynosi od 1:0,1 do 1:10.
2. 2. Sposób przygotowywania produktów spożywczych o zmniejszonej przyswajalności cholesterolu, znamienny tym, że do produktów spożywczych zawierających cholesterol dodaje się silnie rozdrobnionego rozpuszczalnego w wodzie proszku wytworzonego z wysuszonej wodnej, jednorodnej mieszaniny micelarnej sterolu roślinnego i emulgatora, którym jest sól metalu alkalicznego produktu reakcji kwasu mlekowego i kwasu tłuszczowego, przy czym stosunek molowy sterolu roślinnego do emulgatora w proszku mieści się w zakresie w zakresie 1:0,1 do 1:10; a ilość mieszaniny dodana do wymienionego produktu żywnościowego jest wystarczająca dla uzyskania dawki od około 100 mg do około 1000 mg sitostanolu.
3. 3. Kompozycja spożywcza obejmująca produkt spożywczy zawierający cholesterol i dodatek do żywności, znamienna tym, że dodatek do żywności jest rozpuszczalną w wodzie, jednorodną mieszaniną micelarną sitostanolu i emulgatora w postaci stearoilo-2-mleczanu sodu o stosunku molowym sitostanolu do emulgatora mieszczącym się w zakresie 1:0,1 do 1:10.