RO127477B1 - Procedeu de obţinere a unui aliment funcţional cu potenţial bioprotectiv, antioxidant şi implicaţii fiziologice complexe - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui aliment funcțional, cu potențial bioprotectiv antioxidant și implicații fiziologice complexe.

Acutizarea factorilor cauzatori de stres, nivelul ridicat al radiațiilor nocive și al poluanților, impun găsirea de soluții alternative față de medicina alopată, preferabil prin consumul de alimente funcționale bioprotective.

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui aliment funcțional obținut prin concentrarea compușilor cu potențial bioprotectiv din rășină de pin.

Acțiunile complexe de bioprotecție a rășinilor de pin se bazează pe conținutul lor înalt de compuși terpenoidici, cu precădere a acizilor diterpenoidici abietic și dehidroabietic.

Conform descoperirilor din ultimii ani, compușii terpenoidici pot exercita un efect relevant de stimulare a metabolismului carbohidraților și lipidelor, constituind un „senzor al consumului lipidelor din dietă.

Ingerarea acestora prezintă beneficii complexe pentru sănătate, respectiv, de normalizare a unor funcții endocrine, de scădere a colesterolului și a lipidelor serice, de stimulare a imunității, de protecție în osteoporoză, de ameliorare a sindromului metabolic (MTS) etc.

Aceste acțiuni sunt corelate fiziologic la nivel molecular cu modulatori nucleari care activează proliferarea peroxizomilor (PPARs) implicați în homeostazia energetică (Goto, T., Takahashi, N., Hirai, S., & Kawada T., 2010, Various terpenoids derived from herbal and dietary plants function as PPAR modulators and regulate carbohydrate and lipid metabolism, PPAR research, 2010. article I. D. 483958, 9 pag ).

De semnalat, de asemenea, reconsiderarea importanței rășinilor de conifere, ca resurse cu potențial fitoterapeutic, în prevenirea și tratarea a numeroase disfuncții, dintre care semnalăm:

- potențialul de implicare a rășinilor de pin în reglarea producției de androsteroni, în afecțiuni ca acneea juvenilă sau hiperplazia benignă a prostatei, prin inhibarea enzimei testosteron 5 α-reductază (Roh, S. S., Park, Μ. K., & Kim, Y. U., 2010, Abietic Acid from Resina Pini of Pinus Species as a Testosterone 5. ALPHA.-Reductase Inhibitor. Journal of Health Science, 56(4), 451-455);

- rășinile de pin, cu un conținut înalt în acizi abietic și dehidroabietic, se indică a fi utilizate și în tratamentele de prevenire a fracturilor și a osteoporozei, întrucât s-a demonstrat că pot media nivelul de asimilare a calciului și a potasiului, prin mecanisme moleculare de activare a canalelor de conductanță a ionilor de Ca²⁺ și K⁺ (Sakamoto K., Nonomura T., Ohya S., Muraki K., Ohwada T., & Imaizumi Y., 2006, Molecular mechanisms for large conductance Ca²⁺ - activated K⁺ channel activation by a novei opener, 12, 14dichlorodehydroabieticacid, Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 316(1), 144-153);

- potențialul acidului abietic și al derivaților acestuia, ca inhibitori ai celulelor maligne, cu reducerea dimensiunii tumorilor (Lin C. H., & Chuang H. S., 2006, Use of abietic acid and derivatives thereof for inhibiting cancer, US 7015248, Washington, DC: US Patent and Trademark Office);

- compușii bioactivi din rășini, extrașiîn solvenți lipofili, se preferă în tratarea infecțiilor cronice și a ulcerațiilor, prin inhibarea deopotrivă a bacteriilor și a fungilor (Sipponen A., Rautio M. L., Jokinen J. J., Laakso T., Saranpaa P., & Lohi J., 2007, Resin-salve from Norway spruce-a potențial method to treat infected chronic skin ulcers?, Drug metabolism letters, 7(2), 143-145).

RO 127477 Β1 în arealul autohton, utilizarea rășinilor de pin în scopuri terapeutice a fost consemnată 1 de-a lungul timpului. Astfel, rășinile topite și încorporate în grăsimi animaliere s-au aplicat pentru a atenua durerile reumatismale. Efectele lor analgezice au fost evidențiate în prezent 3 prin lucrări științifice (Gonzâlez M. A., Perez-Guaita D., Correa-Royero J., Zapata B., Agudelo L., Mesa-Arango A., & Betancur-Galvis L., 2010, Synthesis and biological 5 evaluation of dehydroabietic acid derivatives, European journal of medicinal chemistry, 45(2), 811-816). 7

Rășinile macerate în băuturi alcoolice, ca, de exemplu, țuica și vinul roșu, se administrau persoanelor de vârsta a treia cu disfuncții ale gonadelor (Tradiții în Bucovina). 9

Componența rășinilor de pin este deosebit de complexă, cu predominarea structurilor de tip terpenoidic, cu volatilitate diferențiată. Fracțiunile volatile sunt reprezentate de mono 11 și sesquiterpene, ca, de exemplu, a- și β-pinen, camfen, mircen, terpineol, limonen, cariofolen etc. 13

Fracțiunile acide sunt constituite mai ales din acizi abietic și dehidroabietic, acizii pimaric și palustric. 15

Foarte importantă sub aspect fitoterapeutic este și prezența fitoestrogenilor hidroximatairezinol și secoizolaricirezinol, și a pinosivanilor stilbenici. 17

Dependent de nivelurile diferențiate ale acestor compuși, s-au semnalat însușiri anxiolitice, antivirale, antitumorale, respectiv, de îmbunătățire a activității medicamentelor 19 anticanceroase.

Produsul rezultat în urma procedeului revendicat în prezenta cerere de brevet de 21 invenție, bazat pe extracte concentrate din rășină de pin (cu însușirile sanogene menționate anterior), integrat pe suporturi, respectiv, proteine (gelatină) și monozaharide, cu adaos de 23 acidulanți (acid malic) pentru atractivitatea însușirilor senzoriale, se integrează în categoria alimentelor funcționale, conform conceptelor și definițiilor prefigurate încă din anul 1993 în 25 Japonia - [Food for Specified health uses (FOSHU)].

Această categorie de produse ilustrează conceptul de „consum special de promovare 27 a sănătății prin substanțe alimentare, incluse în viața zilnică, pentru aportul acestora la îmbunătățirea stării de sănătate și minimizarea riscurilor de apariție a îmbolnăvirilor, care 29 sunt generate de un stil de viață și de o alimentație inadecvate.

Componența produsului din prezenta cerere de brevet de invenție ilustrează, de 31 asemenea, însușirile de aliment funcțional [prezentate de Constantin Banu și colab., în publicația intitulată „Alimente funcționale, suplimente alimentare și plante 33 medicinale, Editura ASAB, București, 2010, pp. 37-358], conform cărora alimentul funcțional este similar ca aspect cu un aliment convențional, destinat a fi consumat ca parte a 35 dietei, dar care a fost modificat pentru a conferi proprietăți fiziologice, pe lângă faptul că asigură și necesități nutriționale. 37 în acest context, produsul rezultat în urma invenției poate fi asimilat și consumat ca un aperitiv tradițional zaharos, întrucât, alături de potențialul sanogen, prezintă însușiri sen- 39 zoriale atractive, cu aromă revigorantă de conifere.

Din punctul de vedere al soluțiilor tehnice propuse până în prezent, s-au evidențiat 41 următoarele informații documentare:

CN 101708194 (A), 19.05.2010, cu titlul „Procedeu pentru fabricarea unui extract 43 de scoarță de pin/Process for manufacturing pine bark extract, descrie un procedeu cuprinzând adăugarea de etanol 50.. .70% la un material neprelucrat de scoarță de pin, într-un 45 raport de 8 la 1, realizarea extracției de trei ori la 70°C (prima dată timp de 3 h, a doua oară timp de 2% h, iar a treia oară timp de 2 h), colectarea extractelor, distilarea etanolului în vid, 47 urmat de o serie de etape ca: centrifugare, trecerea extractului centrifugat printr-o coloană cromatografică cu rășină macroporoasă, reluarea și desorbția acestuia, recuperarea etanolului 49 sub vid și obținerea în final a unui extract concentrat sub formă de pastă.

RO 127477 Β1

FR 2792203 (A1), 20.10.2000, cu titlul „Noi compoziții pe bază de extracte vegetale naturale și utilizarea acestora, în special în domeniile farmaceutic și cosmetic/Nouvelle compostion â base d'extraits vegetaux naturels, et son utilisation, notamment dans Ies domaines pharmaceutiques ou cosmetiques, descrie un procedeu de obținere a unei compoziții pe bază de extract de pin și coacăze, constând în extracția hidroalcoolică a unor fragmente de scoarță de pin și de frunze de coacăze, cu etanol 96,3% și apă deionizată, la temperatura ambiantă, cu agitare mecanică lentă, la întuneric, urmată de o etapă de separare și filtrare a extractului final, care poate fi folosit în compoziții farmaceutice și cosmetice.

JPS 5581816 (A) (rezumat), 20.06.1980, descrie un agent antibacterian cu acțiune împotriva germenilor supurativi, care conține rășină de pin drept component activ principal, și poate fi administrat oral, sub formă de pastile, pudră, capsule, tablete cu înveliș zaharos, obținute prin metode convenționale.

JP 2001095491 (A) (rezumat), 10.04.2001, se referă la o bomboană antifumat, care conține: cel puțin o componentă dintre pudră din frunze de pin, extract de frunze de pin și rășină de pin, ulei de mentă sau un mentol cristalin; un miez care conține zahăr și un sirop gros de malț; un înveliș care conține zahăr.

S-a avut în vedere performanța limitată a unor soluții în contextul problemei tehnice pe care procedeul conform invenției urmărește să o rezolve, după cum urmează:

CN 101708194 (A), 19.05.2010: se menține o temperatură de 70°C pe parcursul demersurilor extractive un timp relativ îndelungat, în total operații extractive cu o durată de 7,5 h. Aportul termic, deși moderat, poate afecta stereostructurile bioactiveterpenoidice, constituite din terpenoidele polinucleare ciclice, labile termic și, în final, minimizează potențarea efectelor sanogene. Nu se precizează conținutul final în compuși bioactivi, raportat procentual la pasta concentrată, și nici utilizările concrete ale produsului.

în documentul FR 2792203 (A1), 20.10.2000, nu se motivează preferințele fitoterapeutice și nici efectele sinergice pentru care s-au selectat raporturile de participare dintre resursele naturale introduse la extracție. Absorbțiile și desorbțiile succesive pot influența nivelul de puritate, dar nu clarifică modul în care contribuie la îmbunătățirea potențialului farmaceutic și/sau cosmetic.

JP S5581816 (A) are în vedere exclusiv însușirile antimicrobiene, și nu delimitează componenții de aditivare din punctul de vedere al conținutului procentual, raportat la componentul activ antibacterian. Nu apare nicio indicație asupra compușilor naturali individualizați, predominant pentru efectele antibacteriene, aspect important în corelarea raportului structură/categorii de compuși cu activitate antimicrobiană și indicații de utilizări diversificate.

Referitor la cererea de brevet JP 2001095491 (A), prezentarea motivelor pentru care produsul „antifumat este un antidot care va stopa dorința de a fuma este relativ sumară în ceea ce privește mecanismul de acțiune. De asemenea, este neclară metoda de încorporare a ingredientelor menționate într-un înveliș bazat pe zaharuri, respectiv, proporția dintre zaharuri și compoziția deținătoare de compuși naturali protectivi „antifumat.

Problema tehnică pe care o rezolvă procedeul conform invenției constă în obținerea unui aliment funcțional de tip produs zaharos cu un conținut ridicat de compuși bioactivi antioxidanți.

Procedeul conform invenției constă din următoarele etape:

a) prepararea unui extract etanolic concentrat de rășină de pin, prin recoltarea rășinii de pin de la arborii sănătoși, necontaminați cu ciuperci, preferabil în lunile aprilie-mai, în zilele însorite, condiționarea prin îndepărtarea resturilor de scoarță și impurități minerale, introducerea la macerare, cu agitare intermitentă, în absența luminii, cu soluție etanolică

RO 127477 Β1

96% v/v, în raport de 1:8...1:10, timp de 7...9 zile, urmată de separarea dispersiei rezultate 1 prin filtrare, spălând de 2 ori filtrul cu cantități proaspete de soluție etanolică 96%, obținându-se un extract fluid cu o capacitate antioxidantă de 3200.. .3500 micromoli TEAC/g extract, adăugare 3 de apă, la un volum de 30% față de volumul extractului etanolic, și distilarea etanolului în vid, la maximum până la un nivel al etanolului remanent de 10...25% din volumul etanolului inițial. 5 în extractul fluid, rezultatîn urma filtrării și spălării filtratului cu etanol de 96%, se adaugă apă, pentru a facilita distilarea etanolului și a concentra substanța activă în volume minimale; 7

b) prepararea unui substrat glucidic gelifiant, care conține o soluție glucidică având o concentrație de 55...65%. 7,5% gelatină alimentară și 1,3...1,5% acid malic, în condiții de 9 solubilizare a acestor ingrediente la 6O...7O°C;

c) integrarea extractului etanolic concentrat de rășină de pin în substratul glucidic 11 gelifiant, la30...40°C, astfel că din amestecul soluției glucidice cu extractul concentrat de pin, gelatină și acid malic rezultă un amestec final care conține 33,3% zaharoză, 5% gelatină și 13 0,8% acid malic, și care se fasonează în minimatrițe, care se mențin la 4°C timp de 24 h, se detașează din minimatrițe după gelifiere, rezultând minitablete care se pudrează cu praf de 15 cacao sau se copertează cu ciocolată amăruie, și care, în final, conțin 86,5 mg substanțe active, predominant terpenoide, per 5 g de produs finit. 17

Prin integrarea soluției glucidice (a) cu extractul concentrat de rășină de pin (b), în produsul final, gelatina, care în substratul glucidic s-a introdus la nivel de 7,5%, va repre- 19 zenta aproximativ 5%, iar acidul malic, care în soluția glucidică s-a introdus la nivel de

1,3...1,5%, va reprezenta aproximativ 0,8%. 21

Procedeul de obținere a unui aliment funcțional, conform invenției, prezintă următoarele avantaje: 23

- asigură solubilizarea terpenoidelor bioactive, fără riscul degradării structurilor polinucleare sau al pierderii în compuși volatili, întrucât extracția etanolică se realizează la tem- 25 peratura mediului ambiental, iar îndepărtarea excesului de etanol se realizează în vid, la maximum 45°C; 27

- parametrii tehnologici previzionați mențin în extract un nivel al capacității antioxidante foarte înalt, comparativ cu al altor produse, respectiv, de 3200...3500 micromoli 29 TEAC/g. Se asigură penetrarea eficientă a solventului în rășină vâscoasă;

- încorporarea pe substrat proteic gelifiant reține și stabilizează terpenoidele volatile, 31 și mărește nivelul de biofolosință metabolică a acestora;

- delimitează cantitativ ingredientele de aditivare, respectiv, participarea procentuală 33 a zahărului și a acidulantului, astfel încât să rezulte un produs cu însușiri senzoriale de miros și gust atractive, cu atribute revigorante; 35

- s-a realizat concentrarea unei doze relevante de terpenoide bioactive cu potențial energizant și revigorant, la nivelul de 86,5 mg/5 g produs, într-o formă de consum tradițio- 37 nală, integrabilă în meniurile zilnice, sub forma unor aperitive dulci.

Prin procedeul conform invenției se are în vedere integrarea într-o formă compatibilă 39 sinergică a rășinilor de pin, pe suporturi utilizate tradițional în industria produselor zaharoase, respectiv, gelatină, zahăr și un acidulant, preferabil acid malic. 41

Procedeul se bazează pe conceptul prelucrării la temperaturi minimale, pentru a nu afecta compușii bioactivi sub aspect stereostructural și de menținere a activității antioxidante 43 a extractelor din rășină de pin, situată la niveluri foarte înalte, comparativ cu alte categorii de extracte naturale. 45

Mai detaliat, procedeul conform invenției constă din următoarele etape:

- rășina de pin recoltată de pe arborii sănătoși (necontaminați de ciuperci), preferabil 47 în zilele însorite, se condiționează prin îndepărtarea resturilor de scoarță sau a impurităților minerale; 49

RO 127477 Β1

- rășina se introduce la macerare cu agitare intermitentă, în absența luminii, cu etanol de concentrație 96%, la raporturi cuprinse între 1:8 și 1:10 rășină:etanol de 96% v/v, se menține la macerat 7...9 zile, asigurându-se penetrarea eficientă a solventului în materialul vâscos;

- materialul insolubil se separă prin filtrare, după care se spală de 2 ori pe filtru cu cantități proaspete de solvent. Se obține un extract fluid, cu o concentrație în substanțe active de 2,4...2,6%. Capacitatea antioxidantă a extractului fluid, evaluat cu metoda ABTS, se situează la valori de 3200...3500 micromoli TEAC/g produs;

- extractul etanolic concentrat (96% etanol) se adiționează cu un volum de apă, la un nivel de 30% față de volumul extractului etanolic inițial, apoi amestecul se distilează în vid la o temperatură de maximum 45°C. Distilarea se realizează pentru ca produsul final, conceput ca un aliment funcțional, să nu prezinte un nivel al etanolului inadecvat produsului sanogen. Nivelul etanolului remanent în extractul fluid se va situa preferențial la niveluri de maximum 10...25% din volumul total;

- se obține soluția glucidică concentrată de 55...65%, prin încălzirea zahărului la un raport de 1:0,6 zahăr:apă, urmată de răcire și de adaos al acidului malic dizolvatîn prealabil;

- se obține o dispersie de gelatină prin preînmuierea gelatinei în apă rece, inițial la temperatura mediului ambiant, și apoi pe o baie de apă, pentru dizolvarea completă a gelatinei la 6O...7O°C, urmată de o răcire ușoară la 3O...4O°C;

- extractul concentrat din rășină de pin se integrează prin omogenizare cu soluția glucidică și cu dispersia de gelatină, se toarnă în minimatrițe dreptunghiulare, cu dimensiuni de

1,2...2,5 cm, care se răcesc la temperatura mediului ambiant;

- seturile de minimatrițe se introduc în frigider pentru răcire, la 4°C, timp de 24 h, pentru stabilizarea completă a gelului;

- minitabletele se detașează din matrițe prin imersie în apă caldă, timp de 10...20 s, și apoi se pudrează cu praf de cacao, sau se copertează cu ciocolată amăruie, fluidificată în prealabil pe o baie de apă.

în continuare, se dă un exemplu de realizare a procedeului conform invenției.

Exemplu g rășină de pin condiționată (în care s-au identificat prin analize GC-MS peste 40 de compuși terpenoidici, dintre care acidul abietic majoritar, la nivel de 20...22%, a- și βpinen, 3-caren, camfen, a-murolen, β-felandren, borneol, cedren, cubenol, isoleden, terpenoide polinucleare, fitoestrogeni, derivați ai androstanului, ai acidului pimaricși palustricetc.) se introduc în 80 ml etanol de 96%. Se macerează cu agitare intermitentă timp de 7 zile, după care se filtrează și reziduul insolubil se spală pe filtru de 2 ori cu 10 ml de etanol de 96%, 50 g zahăr cristal se introduce în 30 ml apă de robinet (în raport de 1:0,6 zahăr:apă) și se încălzește încet până la dizolvarea completă, cu agitare continuă. Este de preferat să se obțină concentrații glucidice de minimum 50%. Soluția glucidică se răcește la temperatura camerei și apoi se introduce la preînmuiere 7,5 g gelatină alimentară în 50 ml apă rece și acid malic 1,3...1,5%, dizolvatîn prealabil.

Substratul gelifiant se menține pe o baie de apă, la 6O...7O°C, pentru a facilita completa dizolvare a gelatinei.

Extractul etanolic concentrat, din rășină de pin, se prelucrează pentru a nu atinge în produsul finit concentrații de etanol nedorite pentru un aliment funcțional, și pentru a realiza o bună încorporare a rășinii în substratul glucidic.

Se are în vedere îndepărtarea excesului de etanol prin distilare în vacuum la maximum 45°C, iar nivelul etanolului remanent va trebui să nu depășească 25%.

RO 127477 Β1 întrucât în acest caz viscozitatea amestecului rășinos va fi prea mare, anterior 1 îndepărtării etanolului, în extractul inițial se adaugă un volum de apă de circa 30% față de volumul extractului inițial. 3

Se va obține o fracțiune hidroetanolică cu particule de rășină, fin dispersate.

în etapa ulterioară, o cantitate de 35 ml din dispersia hidroetanolică a rășinii de pin 5 se va integra în substratul glucidic gelifiant rezultat din omogenizarea soluției glucidice concentrate cu gelatina solubilizată, la temperatura de 3O...4O°C, pentru a asigura o bună 7 omogenizare.

Prin amestecul soluției glucidice cu extractul concentrat de rășină de pin, în produsul 9 final gelatina, care în soluția glucidică s-a introdus la nivel de 7,5%, va reprezenta aproximativ 5%, iar acidul malic, care în substratul glucidic s-a introdus la un nivel de 11

1,3...1,5%, în produsul final va reprezenta aproximativ 0,8%.

După răcire, se va obține un produs gelifiat, cu o greutate de circa 150 g, din care pot 13 rezulta circa 30 minitablete. Nivelul de reprezentare a compușilor bioprotectivi antioxidanți se va cifra la valori de minimum 86,5 mg/minitablete de 5 g. 15 însușirile senzoriale de gust și miros sunt atractive, iar dozele de compuși antioxidanți pot fi relevante la nivelul de consum zilnic a 2 tablete de 5 g, preferabil dimineața și seara, 17 sub forma unui desert (aperitiv dulce).

Claims (1)

1. Revendicare

   Procedeu de obținere a unui aliment funcțional cu potențial bioprotectiv antioxidant și implicații fiziologice complexe, pe bază de extract etanolic vegetal din pin, caracterizat prin aceea că:

   i) se prepară un extract etanolic concentrat, de rășină de pin, prin recoltarea rășinii de pin de la arborii sănătoși, necontaminați cu ciuperci, preferabil în lunile aprilie-mai, în zilele însorite, condiționarea prin îndepărtarea resturilor de scoarță și impurități minerale, introducerea la macerare, cu agitare intermitentă, în absența luminii, cu soluție etanolică 96% v/v, în raport de 1:8...1:10, timp de 7...9 zile, urmată de separarea dispersiei rezultate prin filtrare, spălând de 2 ori filtrul cu cantități proaspete de soluție etanolică 96%, obținându-se un extract fluid cu o capacitate antioxidantă de 3200...3500 micromoli TEAC/g extract, adăugare de apă, la un volum de 30% față de volumul extractului etanolic, și distilarea etanolului în vid, la maximum 45°C, până la un nivel al etanolului remanent de maximum 10...25% din volumul etanolului inițial;

   ii) se prepară un substrat glucidic gelifiant, care conține o soluție glucidică având o concentrație de 55...65%, 7,5% gelatină alimentară și 1,3...1,5 % acid malic, în condiții de solubilizare a acestor ingrediente, la 6O...7O°C;

   iii) se integrează extractul etanolic concentrat de rășină de pin în substratul glucidic gelifiant, la maximum 30.. ,40°C, astfel că din amestecul soluției glucidice cu extractul concentrat de pin, gelatină și acid malic rezultă un amestec final care conține 33,3% zaharoză, 5% gelatină și 0,8% acid malic, și care se fasonează în minimatrițe care se mențin la +4°C timp de 24 h, se detașează din minimatrițe după gelifiere, se pudrează cu praf de cacao sau se copertează cu ciocolată amăruie, conținutul de substanță activă reprezentând aproximativ 86,5 mg/5 g de produs finit.