Водорастворимый безводный концентрат убихинона q10, способ его приготовления, капсула, средство дляухода за кожей и средство для ухода за зубами, содержащие его - RU2287981C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к области пищевой промышленности, косметики и фармацевтики и, в частности, касается водорастворимого безводного концентрата убихинона Q₁₀ и способа его приготовления.

Такие вещества как коэнзим Q₁₀, токоферол, изофлавон, витамин А и т.д. являются липофильными и в отличие от водорастворимых веществ, таких как аскорбиновая кислота, они биологически доступны только в небольших количествах и, к тому же, по технологическим причинам они могут быть лишь весьма ограниченно использованы в традиционной пищевой сфере. Эти факты иллюстрируются приведенными ниже соображениями.

Для обеспечения преимуществ водорастворимого коэнзима Q₁₀ следует далее изучить механизмы усвоения липидов и эмульсии (жироводные смеси), которые не дают преимуществ при усвоении липидов.

Усвоение липидов

Значение и цель питания состоит в том, чтобы жизненно незаменимые питательные вещества, такие как витамины, минералы и микроэлементы, всасывались и использовались организмом. Поглощение этих веществ осуществляют клетки слизистой оболочки тонкой кишки.

Клетки тонкой кишки покрыты, например, микроскопически тонким слоем воды, благодаря чему клетки могут непосредственно всасывать лишь те вещества, которые растворимы в этой водной пленке. В результате этого биодоступность водорастворимых веществ, таких как сахар, соли и некоторые витамины (например, витамин С), является оптимальной.

Однако жирорастворимые вещества, такие как коэнзим Q₁₀ и витамины Е и А, не способны проникнуть в водную пленку и вместо этого они должны быть подвергнуты «предварительной обработке» в тонкой кишке. Это осуществляется посредством мицеллообразования с участием солей желчи. Стадия мицеллообразования является причиной того, что всасывание жирных веществ не может происходить столь же легко, как всасывание водорастворимых веществ. Этот недостаток очевиден из следующих фактов:

1. Мицеллообразование в тонкой кишке происходит с задержкой по времени или после выделения секрета желчи (желчного сока) и ферментов селезенки.

2. Мицеллообразование, которое является необходимым условием для усвоения, обеспечивает всасывание только части полученных с пищей жирных веществ.

3. В течение относительно долго протекающего образования и «съедения» мицелл в тонкой кишке, остальные процессы усвоения (транспорт и т.д.) продолжаются без перерыва, в результате чего образовавшиеся мицеллы, которые содержат жирные частицы, выделяются в основном не усвоенными.

Описанные факты объясняют очень низкую биодоступность жирорастворимых веществ, которая составляет приблизительно 25%. Для потребителя это означает, что он выводит неиспользованными большую часть поглощенных с пищей или пищевыми добавками жирорастворимых веществ, таких как жирорастворимые капсулы коэнзима Q₁₀. Кроме того, некоторые люди не способны всасывать жирорастворимые вещества из-за некоторых метаболических заболеваний, если только эти вещества не присутствуют в водорастворимой форме. На фиг.1 показано всасывание липидов клетками тонкой кишки.

Эмульсии

Эмульсии являются водно-масляными смесями, которые не дают никаких преимуществ для усвоения жира. Они обладают характерными особенностями липидов и масел или жирорастворимых веществ (таких как коэнзим Q₁₀). Эти соединения часто легче воды и по этой причине всплывают на поверхность как водных жидкостей, так и желудочных соков. В то же время эти соединения благодаря гидрофобным взаимодействиям располагаются вплотную друг к другу и в результате агломерации или коагуляции образуют более крупные структуры (фиг.2).

При крупномасштабном производстве эмульсий с целью повышения удельного веса липидорастворимых соединений жирорастворимые соединения, такие как витамины Е и А, обрабатывают бета-ацетат-изобутиратом (SAIB, Е 444) или сложным эфиром глицерина из корневой смолы (Е 445). Это способствует тому, чтобы частицы липидов или масла не поднимались на поверхность в водной среде. После этого добавляют в качестве стабилизатора rubber arabicum (арабский каучук, Е 414). Это препятствует тому, чтобы частицы липидов или масла сливались в более крупные структуры (капли). В последующей стадии частицы липидов и масла измельчают до размеров приблизительно 1 мкм с использованием гомогенизации (фиг.2).

Эмульсию получают с помощью описанного способа: мутную водно-масляную смесь, которая является изначально устойчивой, находясь в упаковке. Однако при ее потреблении она подвергается «разрушению» в желудке, т.е. происходит разделение фаз, в результате чего эмульсия не дает никаких преимуществ для усвоения эмульгированных липидов и масел. Эти факты становятся очевидными из следующего теста:

Когда эмульсию (мутную) нагревают до температуры тела и добавляют желудочные соки (хлористо-водородную кислоту), сразу же происходит визуально наблюдаемое разделение на водную и жирную фазы. В результате использование эмульсий не обеспечивает водорастворимости липидов. На фиг.2 показано приготовление эмульсии и ее инверсия за счет тепловых и кислотных эффектов.

Улучшение биодоступности жирорастворимых веществ путем превращения их в их водорастворимые варианты

Всасывание и использование (усвоение) липидов требуют образования мицелл в кишечнике, благодаря чему липиды могут проникать в клетку подобно водорастворимым веществам. Если мицеллы уже присутствуют в продукте, имея размер приблизительно 50 нм, и к тому же они устойчивы к теплу и к желудочным кислотам, эндогенный процесс мицеллообразования является излишним. В этом случае липиды, такие как коэнзим Q₁₀,подобно водорастворимым веществам полностью всасываются организмом из этих мицелл.

В соответствии с этим принципом наряду с другими был разработан водорастворимый коэнзим Q₁₀. В отличие от эмульсий солюбилизаты водорастворимого коэнзима Q₁₀ имеют точно такие же характеристики, что и водорастворимые вещества. Солюбилизат коэнзима Q₁₀ является абсолютно прозрачным и полностью сохраняет свою тепло- и кислотостойкость даже при 100°С и рН=1. Это дает основание делать вывод о вчетверо более высокой и быстрой биодоступности. На фиг.3 показано всасывание водорастворимых разновидностей первоначально жирорастворимых веществ через слизистую оболочку клеток тонкой кишки.

Мицеллоподобные структуры, которые уже присутствуют в продукте и содержат липиды (такие как коэнзим Q₁₀), устойчивы к действию температуры и кислоты в желудке. Они достигают тонкой кишки неповрежденными, прикрепляются к клеткам слизистой оболочки по всей их поверхности и легко всасываются, что приводит, таким образом, к вчетверо более быстрой биодоступности со стороны клетки, чем в случае «нормального» усвоения жира.

Для потребителя это означает, с одной стороны, экономическую выгоду и, с другой стороны, уверенность в том, что то, что он принимает, окажется эффективным.

Преимущества настоящего изобретения

Образование мицелл является ключевым и необходимым условием для усвоения или для клеточной резорбции липидов. Оно происходит либо с помощью желчных солей или ферментов в тонкой кишке или, согласно описанному здесь изобретению, еще внутри продукта. Мицеллы продукта, пропускающие активное вещество и образующиеся согласно изобретению, для того, чтобы подвергаться в пищеварительном тракте обработке не как жирорастворимые, а как водорастворимые вещества, должны отвечать следующим условиям, в результате чего в тонкой кишке отпадет необходимость в специальном мицеллообразовании.

1. Как можно меньший размер: чем меньшего размера мицеллы в продукте, тем меньше мутность.

2. Устойчивость к желудочной кислоте.

3. Длительная стабильность в продукте: длительная стабильность в продукте считается только в том случае, когда коэнзим Q₁₀не кристаллизуется после длительного периода хранения и продукт сохраняет прозрачность при 37°С.

Безводный водорастворимый концентрат коэнзима Q₁₀ предлагает потребителям преимущества двух новых фундаментальных разработок в одном продукте в случае его применения в капсулах, в частности в безжелатиновых капсулах (VegaGel):

a) Косметическая промышленность обеспечивается возможностью производить продукт для ухода за кожей, в котором полезный коэнзим Q₁₀ действительно впитывается клетками кожи. Выше отмечено, какого типа проблемы создает в пищеварительном тракте всасывание жирорастворимых веществ в результате мицеллообразования. Проникновение же жирорастворимых веществ через кожу является даже значительно большей проблемой, поскольку в этом случае отсутствует эндогенное мицеллообразование, которое могло бы обеспечить заметное впитывание, например, коэнзима Q₁₀.

b) Производство напитков приобретает большие технологические преимущества от того, что водорастворимый коэнзим Q₁₀ оптимальным образом пригоден для приготовления высокопривлекательных прозрачных напитков, и от огромных дополнительных возможностей применения (описание к патенту США 6048566).

Однако описанный здесь концентрат в меньшей степени подходит для добавок в капсулах или других форм применения из-за высокого содержания воды. Таким образом, целью изобретения является разработка высококонцентрированного, т.е. 3%-ного, безводного концентрата коэнзима Q₁₀, который является прозрачным и водорастворимым при комнатной температуре и температуре тела (без дополнительного нагрева) и благодаря этому является более технологичным при переработке и обладает также лучшей биодоступностью в случае капсул и сопоставимых форм применения, а также при использовании в косметике и т.д.

Для этой цели изобретение предусматривает водорастворимый, существенно безводный концентрат убихинона, который содержит эмульгатор со значением гидрофильно-липофильного баланса от 9 до 16, убихинон Q, а также легкое масло с высоким содержанием триглицерида. В качестве эмульгатора особенно полезен полисорбат 80. В качестве легкого масла в особенности подходят растительные масла с высоким содержанием триглицеридов, таких как α-линоленовая кислота, γ-линоленовая кислота, линолевая кислота и олеиновая кислота. Сафлоровое масло, например, содержит до 83% линолевой кислоты и до 24% олеиновой кислоты. Льняное масло, которое также может быть использовано для целей изобретения, содержит до 71% линоленовой кислоты, до 31% линолевой кислоты и до 23% олеиновой кислоты. Подсолнечное масло, соевое масло и оливковое масло содержат эти компоненты и также могут быть использованы в качестве легких масел изобретения. Дополнительные необходимые характеристики концентрата по изобретению сформулированы в зависимых пунктах формулы изобретения.

Для приготовления концентрата согласно изобретению коэнзим Q₁₀ добавляют к эмульгатору с гидрофильно-липофильным балансом от 9 до 16, который нагревают до температуры приблизительно 60°С.

Смесь перемешивают при повышенной температуре до тех пор, пока она не станет гомогенной и прозрачной. После этого нагревают до повышенной температуры легкое масло и добавляют к смеси. Полученную в результате этого вторую смесь перемешивают при повышенной температуре до тех пор, пока она также не станет гомогенной и прозрачной. Эта вторая смесь может затем быть охлаждена до комнатной температуры. Дополнительные предпочтительные стадии способа по изобретению сформулированы в зависимых пунктах формулы изобретения.

Дополнительно к возможности непосредственного применения нового продукта в капсулах или сопоставимых формах распространения, а также в косметике и т.д. новый продукт дает по сравнению с водными разновидностями преимущества в том, что реакция, а следовательно, и скорость разложения в продукте могут быть понижены благодаря его вязкостным характеристикам, и в том, что даже после длительного хранения не образуется никакого осадка или остатка. В результате упомянутого добавления масел эффективно устраняется возможная кристаллизация в концентрате при температуре тела. Таким образом, настоящее изобретение является существенным усовершением описания к патенту США 6048566, где неразбавленный и не содержащий воды концентрат основы растворим в воде только при температуре выше 45°С, т.е. при температуре значительно более высокой, чем температура тела (37°С). На фиг.4 показано сравнение обычных эмульсий с водорастворимым коэнзимом Q₁₀ (мицеллярной смесью).

Далее изобретение иллюстрируется несколькими неограничивающими примерами приготовления концентрата.

Пример 1:

Материал: 1) 30 г чистого коэнзима Q₁₀ (желтый порошок)

2) 820 г эмульгатора со значением гидрофильно-липофильного баланса от 9 до 16, преимущественно моноолеата полиоксиэтилен-сорбитана (polysorbate 80, lamesorb SMO 20)

3) 150 г сафлорового масла или подобного растительного масла

Способ: 820 г эмульгатора со значением гидрофильно-липофильного баланса от 9 до 16, преимущественно полисорбат 80, нагревают до приблизительно 85°С. После этого добавляют 80 г чистого коэнзима Q₁₀ (желтый порошок) и перемешивают смесь (общее количество 850 г), поддерживая температуру равной приблизительно 85°С (примерно 5 мин) до тех пор, пока смесь не станет гомогенной и прозрачной. После этого к смеси добавляют 150 г нагретого до 85°С сафлорового масла или подобного растительного масла и перемешивают смесь при приблизительно 95°С (примерно 2 мин) до тех пор, пока вся смесь (1000 г) не станет гомогенной и прозрачной. После охлаждения до комнатной температуры или температуры тела прозрачность и водорастворимость остаются неизменными.

Измерение мутности проводили с использованием Turb 550 или Turb 550 мутность: IR фирмы WTW в соответствии с рекомендациями Управления по охране окружающей среды США или в соответствии с ISO 7027/DIN 27027. Измерение мутности упомянутой выше смеси с водой до 0,01%-ного разбавления, что соответствует 100 мг коэнзима Q₁₀ в 1 л (тройная рекомендуемая суточная доза), составило значение: 3,0±0,2 при комнатной температуре на шкале от 1 до 1000. Измеряемое вещество считается прозрачным при значениях от 1,0 до 10,0.

Пример 2:

Материал: 1) 30 г чистого коэнзима Q₁₀ (желтый порошок)

2) 790 г эмульгатора полисорбат 80

3) 160 г сафлорового масла

Способ: 750 г полисорбат 80 нагревают до приблизительно 85°С. После этого добавляют 50 г коэнзима Q₁₀ и перемешивают смесь (840 г), поддерживая температуру равной приблизительно 85°С (примерно 5 мин) до тех пор, пока смесь не станет гомогенной и прозрачной. После этого к этой смеси добавляют 160 г нагретого до 85°С сафлорового масла, продолжая поддерживать температуру равной приблизительно 85°С (примерно 2 мин) до тех пор, пока вся смесь (1000 г) не станет гомогенной и прозрачной. После охлаждения до комнатной температуры или температуры тела прозрачность и водорастворимость остаются неизменными.

Измерение мутности проводили как указано в примере 1, используя, как выше, 0,01%-ное разбавление водой упомянутой выше смеси. Это дало значение: 5,0±0,2 при комнатной температуре на шкале от 1 до 1000.

Пример 3:

Материал: 1) 30 г чистого коэнзима Q₁₀ (желтый порошок)

2) 730 г эмульгатора со значением гидрофильно-липофильного баланса от 9 до 16, преимущественно моноолеата полиоксиэтилен-сорбитана (polysorbate 80, lamesorb SMO 20)

3) 160 г сафлорового масла или подобного растительного масла

4) 100 г глицерина

Способ: 730 г эмульгатора со значением гидрофильно-липофильного баланса от 9 до 16, преимущественно полисорбат 80, нагревают до приблизительно 85°С. После этого добавляют 30 г чистого коэнзима Q₁₀ (желтого порошка) и перемешивают, поддерживая температуру равной приблизительно 85°С (примерно 5 мин) до тех пор, пока смесь не станет гомогенной и прозрачной. После этого к этой смеси добавляют нагретые до приблизительно 85°С 140 г сафлорового масла и 100 г глицерина. Поддерживая температуру равной приблизительно 85°С, смесь перемешивают (примерно 2 мин) до тех пор, пока вся смесь (1000 г) не станет гомогенной и прозрачной.

Измерение мутности проводили с использованием Turb 550 или Turb 550 IR фирмы WTW в соответствии с рекомендациями Управления по охране окружающей среды США или в соответствии с ISO 7027/DIN 27027. Измерение мутности описанной выше смеси, смешанной с водой до 0,01%-ного разбавления, что соответствует 100 мг коэнзима Q₁₀ в 1 л (тройная рекомендуемая суточная доза), составило значение мутности 4,0±0,2 при комнатной температуре на шкале от 1 до 1000. Измеряемое вещество считается прозрачным при значениях от 1,0 до 10,0.

При более низкой концентрации Q₁₀, как описано в примере 3, может быть использована соответствующая более низкая концентрация эмульгатора. Добавляемый при этом глицерин служит для дополнения смеси до 1000 г. Естественно, могут быть также использованы другие безводные заполняющие материалы.

Рекомендация приготовления пятипроцентных концентратов водорастворимого коэнзима Q₁₀ объясняется следующим:

1) Концентрация коэнзима Q₁₀ выше пяти процентов несет в себе риск кристаллизации коэнзима Q₁₀, которая может ухудшить или устранить водорастворимость концентрата.

2) Концентрация коэнзима Q₁₀ ниже трех процентов привела бы к тому, что для удовлетворения суточной потребности потребовался бы соответственно больший объем, который, однако, был бы слишком велик для применения в капсулах.

Один грамм трехпроцентного водорастворимого концентрата коэнзима Q₁₀ содержит 30 мг коэнзима Q₁₀. Это количество соответствует суточной потребности и с точки зрения объема может применяться в капсулах.

С учетом значительно лучшей биодоступности водорастворимого концентрата коэнзима Q₁₀ необходима только половина рекомендуемой в настоящее время питательной нормы, т.е. 15 мг коэнзима Q₁₀ в водорастворимой форме (вариант в соответствии с изобретением). Количество коэнзима Q₁₀ (15 мг) содержится в 500 мг водорастворимого концентрата.

Одна капсула, которая содержит 500 мг водорастворимого концентрата коэнзима Q₁₀ в соответствии с примером 3 с 15 мг коэнзима Q₁₀, содержит также более низкое количество эмульгатора - моноолеата полиоксиэтилен-сорбитана (polysorbate 80, lamesorb SMO 20). С технологической точки зрения ограничений для добавляемого количества эмульгатора моноолеата полиоксиэтилен-сорбитана не существует. Справедливо правило «достаточного количества» ("quantum satis").

Концентраты, созданные в соответствии с приведенными выше примерами 1-3, после охлаждения до комнатной температуры становятся сметанообразными и прозрачными. Будучи нагретым до комнатной температуры, концентрат становится прозрачной (вязкой) текучей средой, легко смешиваемой со слегка нагретой (до примерно 37°С) водой. Смесь этих концентратов с чистой водой дает совершенно прозрачный, стабильный и устойчивый к желудочной кислоте раствор, в котором содержащийся там коэнзим Q₁₀включен в форме мицеллоподобных структур, которые:

a) всасываются в тонкой кишке в четыре раза быстрее и количественно лучше подобно водорастворимым веществам без участия солей желчи и

b) которые впервые создают возможность того, что первоначально жирорастворимое вещество проникает в более глубокие слои кожи в большем количестве (в области косметики).

В дополнение к капсулам концентраты, созданные в соответствии с приведенными примерами 1-3, могут быть переработаны путем мягкого и/или твердого желатинирования в слоистый материал и/или начинку для различных пищевых продуктов, таких как шоколад, жевательная резинка и т.д. В неразбавленной или, предпочтительно, в разбавленной форме описанные концентраты могут быть упакованы в капельные бутылки или питьевые ампулы. Кроме того, концентраты могут добавляться к продуктам для ухода и чистки зубов (зубным пастам).

Реферат

Описан водорастворимый, по существу, безводный концентрат убихинона, который содержит эмульгатор с величиной гидрофильно-липофильного баланса от 9 до 18, примерно от 3% масс. до 5% масс. убихинона Q₁₀ и примерно от 8% масс. до 20% масс. легкого масла, содержащего триглицериды. Описан также способ приготовления концентрата. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула