биологически активное астаксантиносодержащее вещество, обладающее антиокислительной активностью

Формула изобретения

1. Биологически активное астаксантиносодержащее вещество, обладающее антиокислительной активностью, изготовленное в виде жидкой или твердой смеси гомогенно распределенных в ней компонентов, включающее астаксантиносодержащий комплекс: бета-каротина, кантаксантина, астацена, полу-астацена, лютеина, зеаксантина, а также растворителей, вспомогательных компонентов и инертных наполнителей, с величиной С содержания (вес.%) астаксантиносодержащего комплекса в веществе, выбранной в пределах 0,01-12, составленного из ди-цис-астаксантина, транс-астаксантина, 9-цис-астаксантина, 13-цис-астаксантина и 15-цис-астаксантина, выбранных соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ₁+C ₂+C)/C3,4,

1,001(С ₂+С₃+С)/С3,6,

1,001(С ₂+С₄+С)/С3,7,

1,001(C ₂+С₄+С₅+С)/С3,8,

где С - содержание астаксантиносодержащего комплекса в веществе,

C₁ - содержание ди-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₂ - содержание транс-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₃ - содержание 9-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₄ - содержание 13-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₅ - содержание 15-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

- экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от антиокислительной эффективности транс-астаксантина в пределах 0,122,3,

при этом содержание бета-каротина, кантаксантина, астацена, полу-астацена, лютеина, зеаксантина выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(С ₆+С₇+С)/С2,3,

1,002(С ₆+C₈+С)/С2,6,

1,003(С ₆+С₉+С)/С2,5,

1,001(С ₆+С₁₀+С₁₁+С)/С2,8,

где С₆ - содержание бета-каротина в веществе,

С₇ - содержание кантаксантина в веществе,

С₈ - содержание астацена в веществе,

С ₉ - содержание полу-астацена в веществе,

С₁₀ - содержание лютеина в веществе,

С₁₁ - содержание зеаксантина в веществе,

- экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от антиокислительной эффективности бета-каротина в пределах 0,18<у<1,3, а содержание растворителей, вспомогательных компонентов и инертных наполнителей выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ₁₂+C)/C990,

1,002(C ₁₂+C₁₃+C)/C1980,

1,001(C ₁₂+С₆+C₁₃+С)/С2980,

где С₁₂ - содержание растворителей в веществе,

C₁₃ - содержание вспомогательных компонентов в веществе,

С₁₄ - содержание инертных наполнителей в веществе,

- экспериментальный коэффициент, выбранный в пределах 0,151,7 в зависимости от величины С содержания астаксантиносодержащего комплекса в веществе.

2. Вещество по п.1, включающее в качестве растворителей астаксантиносодержащего вещества жирные масла растительного и животного происхождения, преимущественно, сафлоровое, оливковое масла и рыбий жир, содержание которых выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ¹ ₁₂+С² ₁₂+С)/С1920,

1,002(С ¹ ₁₂+С² ₁₂+С ³ ₁₂+С)/С2960,

где С¹ ₁₂ - содержание сафлорового масла в веществе,

С² ₁₂ - содержание оливкового масла в веществе,

С³ ₁₂ - содержание рыбьего жира в веществе.

3. Вещество по п.1, включающее в качестве вспомогательных компонентов астаксантиносодержащего вещества, преимущественно, стабилизаторы каротиноидов в виде розмарина и/или дигидрокверцетина и/или двуокиси цинка, содержание которых выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,0001(C ¹ ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,2,

1,0001(C ² ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,1,

1,0001(C ³ ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,3,

где С¹ ₁₃ - содержание розмарина в веществе,

С² ₁₃ - содержание дигидрокверцетина в веществе,

С³ ₁₃ - содержание двуокиси цинка в веществе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области биологически активных препаратов и предназначено для изготовления биоактивных астаксантиносодержащих веществ с высокой антиокислительной активностью.

Известно биологически активное вещество в виде пищевой добавки для телят [Патент РФ №2034566, МПК А 61 К 38/21, 13.02.92].

Известно также биологически активное вещество в виде пищевой добавки, снижающей поступление в организм катионных и анионных радиоактивных изотопов [Патент РФ №2012340, МПК А 61 К 35/02, 01.03.91 - ближайший аналог].

Недостатком известных веществ является их неоптимизированный состав в отношении использования наиболее рационального сочетания содержания, входящих в них компонентов, и в результате этого не достижение наиболее высоких значений антиокислительной активности. Настоящим изобретением решается поставленная задача наиболее рациональной оптимизации содержания компонентов биологически активных препаратов для достижения тем самым технического результата в отношении повышения биологической активности вещества, в частности антиокислительной его эффективности.

Антиокислительная эффективность определяется степенью уменьшения вредных свободных радикалов в единице объема тканевой культуры биообъекта под воздействием дозированного количества вещества.

Указанный технический результат обеспечивают с помощью биологически активного астаксантиносодержащего вещества, изготовленного в виде жидкой или твердой смеси гомогенно распределенных в ней компонентов, включающего астаксантиносодержащий комплекс: бета-каротина, кантаксантина, астацена, полу-астацена, лютеина, зеаксантина, а также растворителей, вспомогательных компонентов и инертных наполнителей. При этом вещество изготавливают с величиной С содержания (вес.%) астаксантиносодержащего комплекса в веществе, выбранной в пределах 0,01-12, составленного из ди-цис-астаксантина, транс-астаксантина, 9-цис-астаксантина, 13-цис-астаксантина и 15-цис-астаксантина, выбранных соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ₁+С ₂+С)/С3,4,

1,00(С ₂+С₃+С)/С3,6,

1,001(С ₂+С₄+С)/С3,7,

1,001(С ₂+С₄+С₅+С)/С3,8, где:

С - содержание астаксантиносодержащего комплекса в веществе,

C₁ - содержание ди-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₂ - содержание транс-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₃ - содержание 9-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₄ - содержание 13-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₅ - содержание 15-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

- экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от антиокислительной эффективности транс-астаксантина в пределах 0,122,3.

Содержание в веществе при этом бета-каротина, кантаксантина, астацена, полу-астацена, лютеина, зеаксантина выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(С ₆+С₇+С)/С2,3,

1,002(С ₆+С₈+С)/С2,6,

1,003(С ₆+С₉+С)/С2,5,

1,001(С ₆+С₁₀+С₁₁+С)/С2,8, где:

С₆ - содержание бета-каротина в веществе,

С₇ - содержание кантаксантина в веществе,

C₈ - содержание астацена в веществе,

С ₉ - содержание полу-астацена в веществе,

С₁₀ - содержание лютеина в веществе,

С₁₁ - содержание зеаксантина в веществе,

- экспериментальный коэффициент, выбранный в зависимости от антиокислительной эффективности бета-каротина в пределах 0,181,3.

А содержание растворителей, вспомогательных компонентов и инертных наполнителей выбрано в веществе соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ₁₂+C)/C990,

1,002(C ₁₂+C₁₃+С)/С1980,

1,001(C ₁₂+C₆+C₁₃+С)/С2980, где:

С₁₂ - содержание растворителей в веществе,

C₁₃ - содержание вспомогательных компонентов в веществе,

С₁₄ - содержание инертных наполнителей в веществе,

- экспериментальный коэффициент, выбранный в пределах 0,151,7 в зависимости от величины С содержания астаксантиносодержащего комплекса в веществе.

Указанный технический результат обеспечивают также с помощью вещества, включающего в качестве растворителей астаксантиносодержащего вещества жирные масла растительного и животного происхождения, преимущественно сафлоровое, оливковое масла и рыбий жир, содержание которых выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(С ¹ ₁₂+С² ₁₂+С)/С1920,

1,002(С ¹ ₁₂+С² ₁₂+С ³ ₁₂+С)/С2960, где:

С¹ ₁₂ - содержание сафлорового масла в веществе,

С² ₁₂ - содержание оливкового масла в веществе,

С³ ₁₃ - содержание рыбьего жира в веществе.

Указанный технический результат может быть также обеспечен с помощью вещества, включающего в качестве вспомогательных компонентов астаксантиносодержащего вещества преимущественно стабилизаторы каротиноидов в виде розмарина и/или дигидрокверцетина и/или двуокиси цинка, содержание которых выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,0001(С ¹ ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,2,

1,0001(С ² ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,1,

1,0001(С ³ ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,3, где:

С¹ ₁₃ - содержание розмарина в веществе,

С² ₁₃ - содержание дигидрокверцетина в веществе,

С³ ₁₃ - содержание двуокиси цинка в веществе.

При детальном описании предложенного вещества целесообразно охарактеризовать важнейшие его свойства и особенности изготовления, обеспечивающие достигаемый с его помощью практический результат. Описывать свойства и особенности предложенного вещества, известные из опубликованных источников, нет необходимости, а детально целесообразно остановиться только на его отличительных характеристиках.

Практика использования подтвердила, что указанный технический результат может быть обеспечен, в частности, с помощью предложенного биологически активного астаксантиносодержащего вещества только при достаточно высокой гомогенности распределения в нем компонентов, включающего астаксантиносодержащий комплекс: бета-каротина, кантаксантина, астацена, полу-астацена, лютеина, зеаксантина, а также растворителей, вспомогательных компонентов и инертных наполнителей. Высокую гомогенность распределения в веществе компонентов целесообразно поддерживать любыми известными методами в пределах 1-10%, что означает его гомогенизацию до уровня, когда возможность отклонения содержания любого из компонентов в любой точке объема вещества не превышает отклонения в указанных пределах от усредненного значения содержания этого компонента в веществе.

При этом для повышения, в частности, антиокислительной эффективности вещества его изготавливают с величиной С содержания (вес.%) астаксантиносодержащего комплекса в веществе, выбранной в пределах 0,01-12, составленного из ди-цис-астаксантина, транс-астаксантина, 9-цис-астаксантина, 13-цис-астаксантина и 15-цис-астаксантина, выбранных соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ₁+С ₂+С)/С3,4,

1,001(С ₂+С₃+С)/С3,6,

1,001(С ₂+С₄+С)/С3,7,

1,001(С ₂+С₄+С₅+С)/С3,8, где:

С - содержание астаксантиносодержащего комплекса в веществе,

C₁ - содержание ди-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₂ - содержание транс-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₃ - содержание 9-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₄ - содержание 13-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе,

С₅ - содержание 15-цис-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе.

Предложенная система неравенств, взаимосвязывающих основные компоненты биологически активного вещества, сформирована таким образом, что для оптимизации его состава содержание каждого нового компонента в веществе выбирают с учетом и в зависимости от фактического или задаваемого содержания С всего астаксантиносодержащего комплекса, а также от величины C₂ - содержания транс-астаксантина в астаксантиносодержащем комплексе. При этом, как показала практика, оказывается целесообразным величину С₂, как наиболее весомого по содержанию ингредиента, корректировать с помощью экспериментального коэффициента , выбранного в пределах 0,122,3 в зависимости от антиокислительной эффективности транс-астаксантина.

Содержание в веществе других биоактивных компонентов было выбрано также, как и вышеописанных компонентов, по оправдавшей на практике себя методике, а именно выбор бета-каротина, кантаксантина, астацена, полу-астацена, лютеина и зеаксантина был произведен соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(С ₆+С₇+С)/С2,3,

1,002(С ₆+С₈+С)/С2,6,

1,003(С ₆+С₉+С)/С2,5,

1,001(С ₆+С₁₀+С₁₁+С)/С2,8, где:

С₆ - содержание бета-каротина в веществе,

С₇ - содержание кантаксантина в веществе,

C₈ - содержание астацена в веществе,

С ₉ - содержание полу-астацена в веществе,

С₁₀ - содержание лютеина в веществе,

С₁₁ - содержание зеаксантина в веществе.

При этом С₆ - содержание бета-каротина при выборе каждого из последующих компонентов оказалось целесообразньм корректировать с помощью экспериментального коэффициента , выбираемого в зависимости от антиокислительной эффективности бета-каротина в пределах 0,181,3. А содержание растворителей, вспомогательных компонентов и инертных наполнителей в веществе было выбрано уже в зависимости от содержания С астаксантиносодержащего комплекса и содержания С₁₂ растворителей в веществе соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ₁₂+C)/C990,

1,002(C ₁₂+C₁₃+С)/C1980,

1,001(С ₁₂+С₆+C₁₃+С)/C2980, где:

С₁₂ - содержание растворителей в веществе,

С₁₃ - содержание вспомогательных компонентов в веществе,

C₁₄ - содержание инертных наполнителей в веществе.

При этом С₁₂ - содержание растворителей в веществе при выборе каждого из последующих компонентов оказалось целесообразным корректировать с помощью экспериментального коэффициента , выбираемого в пределах 0,151,7 в зависимости от величины С содержания астаксантиносодержащего комплекса в веществе.

Оптимизацию достижения указанного технического результата оказалось возможным также обеспечить с помощью вещества, включающего в качестве растворителей астаксантиносодержащего вещества жирные масла растительного и животного происхождения, преимущественно сафлоровое, оливковое масла и рыбий жир, содержание которых с использованием ранее описанной методики было выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,001(C ¹ ₁₂+С² ₁₂+С)/С1920,

1,002(С ¹ ₁₂+С² ₁₂+С ³ ₁₂+С)/С2960, где:

С¹ ₁₂ - содержание сафлорового масла в веществе,

С² ₁₂ - содержание оливкового масла в веществе,

С³ ₁₂ - содержание рыбьего жира в веществе.

Рациональным для повышения достигаемого технического результата может быть также использование вещества, включающего в качестве вспомогательных компонентов астаксантиносодержащего вещества преимущественно стабилизаторы каротиноидов в виде розмарина, и/или дигидрокверцетина, и/или двуокиси цинка, содержание которых с использованием ранее описанной методики было выбрано соответственно в количествах (вес.%) из соотношений:

1,0001(С ¹ ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,2,

1,0001(С ² ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,1,

1,0001(C ³ ₁₃+С₆+С)/(С+С₆)1,3, где:

С¹ ₁₃ - содержание розмарина в веществе,

С² ₁₃ - содержание дигидрокверцетина в веществе,

С³ ₁₃ - содержание двуокиси цинка в веществе.

Предложенное биологически активное астаксантиносодержащее вещество можно изготовить с использованием следующего способа, включающего подготовку базовой исходной среды с астаксантиногенерирующими микроводорослями, в которую подают при температуре 15-25°С воздух и углекислый газ, поддерживая соотношение их парциальных давлений в среде в пределах

1,001(Р ₁+Р₂)/Р₁1,4, где

Р₁ - парциальное давление воздуха,

Р₂ - парциальное давление углекислого газа.

Обработанную таким образом среду подают затем в фотобиореактор закрытого типа со светопроницаемыми стенками с мешалкой, в котором осуществляют инокуляцию микроводорослей в среде под воздействием оптического излучения с величиной светового потока 80-90 люмен, добавляя воду с величиной рН в пределах 5-7 и питательную смесь веществ, удельную массу которой выбирают по отношению удельной массы микроводорослей из соотношения:

1,06(m ₁+m₂)/m₁1,7, где

m₁ - удельная масса микроводорослей (их масса в единице объема),

m₂ - удельная масса питательной смеси (их масса в единице объема).

Созданными условиями осуществляют вегетативный рост микроводорослей в среде до достижения их удельной массы в пределах:

1,08(m ₁+m₃)/m₁1,3, где

m₃ - удельная масса микроводорослей в стадии завершения их вегетативного роста.

Далее полученную среду направляют в открытые биореакторы системы "краснения", в которую подают минеральные вещества преимущественно в виде хлорида натрия, и/или нитратов, и/или натрия фосфата, содержание (вес.%) которых выбирают в пределах:

1,001(C ₁₄+C₁₅+C₁₆+С₁₇)/С ₁₇2180, где:

С₁₄ - содержание хлорида натрия в минеральных веществах,

С₁₅ - содержание вспомогательных компонентов в веществе в минеральных веществах,

С₁₆ - содержание инертных наполнителей в минеральных веществах,

C₁₇ - содержание микроводорослей в полученной среде

Формирование гематоцист осуществляют в течение 70-90 часов до накопления астаксантина в них до содержания в пределах 1,5-3,0 вес.%. Полученную среду направляют в собирающую систему в виде аппарата центрифуго-вакуумного типа со скоростью вращения центрифуги в пределах 100-150 об/мин для удаления воды. Отжатые микроводоросли подают в сушильное устройство, поддерживая его производительность от 50 до 80 кг/час. Высушивание производят подачей горячего воздуха при температуре 40-50°С с постоянным вентилированием и перемешиванием микроводорослей. Из сушильного устройства микроводоросли подают в "разрушающую" мельницу валково-барабанного типа со скоростью вращения барабана 20-40 об/мин, где осуществляют освобождение гематоцист микроводорослей от их твердых оболочек, направляемых в отходы, измельчая при этом сырье до получения частиц необходимых размеров.

Измельченное сырье направляют в аппарат сверхкритической экстракции (флюидный реактор), где осуществляют выделение астаксантина посредством сверхполной углекислотной экстракции при давлении 300-400 атм и температуре 29-34°С. Далее смесь астаксантина и углекислого газа направляют в газожидкостный сепаратор докритического типа и, поддерживая в нем давление 150-200 атм и температуру от 15 до 40°С, производят разделение на астаксантиносодержащее сырье и углекислый газ. Выделенное астаксантиносодержащее сырье смешивают с растворителями в виде сафлорового масла с добавлением розмарина, оливкового или любого масла растительного происхождения, а также рыбьим жиром. В полученный масляный экстракт астаксантиносодержащего сырья подают сахар, желатиновый раствор, витамины С, Е и А и все это эмульсифицируют при температуре 30-45°С и скорости вращения барабана 20-100 об/мин до полной гомогенизации. После эмульсификации смесь подают в сушильную камеру, где производят сушку с распылением при давлении 3-5 атм и температуре 10-20°С, затем в полученные микрогранулы добавляют компоненты до завершения изготовления биологически активного астаксантиносодержащего вещества.

Учитывая использование ряда аналитических соотношений, следует отметить, что для практической реализации выбирают из множеств удовлетворяющих аналитические соотношения значений параметров в заявленных пределах только реально применимые, исключая отрицательные и другие практически невоспроизводимые или абсурдные, например, в виде комплексных или трансцендентных чисел, которые естественно исключаются из правовой охраны.

Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленного объекта, отраженных в формуле изобретения. Указанные в ней отличия дают основание сделать вывод о новизне данного технического решения, а совокупность испрашиваемых притязаний в связи с их неочевидностью - о его изобретательском уровне, что доказывается также вышеприведенным детальным описанием заявленных объектов. Соответствие критерию промышленная применимость заявленных объектов доказывается как широким получением и использованием различных биологически активных веществ в промышленных масштабах, так и отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых признаков.

Для доказательства достижения технического результата в дополнение к вышеизложенному и в качестве дополнительных сведений, подтверждающих возможность осуществления изобретения, целесообразно привести примеры практического выполнения вещества, при описании которых нецелесообразно многократно излагать информацию, общую для каждого из примеров и уже трижды с разной степенью подробности отраженную в формуле и описании изобретения. Целесообразно привести только количественную информацию, отличающую один пример от другого, которая для удобства сведена в таблицу.

При сопоставлении ближайшего из аналогов и примеров оказалось целесообразным использовать в качестве параметра, характеризующего достигаемый технический результат, например, параметр D, определяющий степень уменьшения вредных свободных радикалов в единице объема тканевой культуры биообъекта под воздействием дозированного количества предложенного вещества и при использовании при аналогичных условиях вещества по ближайшему из аналогов. Как следует из таблицы, в оптимальном варианте (пример 3 таблицы) достигалось наиболее высокое значение указанного выше результата: D=1,8. Заявленные существенные признаки, нижние (пример 1) и верхние (пример 2) значения их пределов и приведенных аналитических соотношений были получены на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их и известных из опубликованных источников данных, взаимосвязанных условиями достижения указанного в заявке технического результата, а также с использованием изобретательской интуиции, исходя из условия приближения параметра D к 1. Примеры 4,5 и 6 таблицы отражают произвольные варианты осуществления заявленного объекта при нахождении параметров, характеризующих их существенные признаки, внутри пределов, отраженных в формуле изобретения (D=1,5, 1,6 и 1,4).

Кроме указанного выше технического результата практическое осуществление заявленного объекта позволяет существенно расширить возможности его использования применительно, например, к различным модификациям биоактивных астаксантиносодержащих веществ, выполненных в виде кремов, бальзамов и т.п.

Таблица
№№ п/п	Название параметра	Номера вариантов практического выполнения
		1	2	3	4	5	6
1	С, вес.%	0,01	12	5,2	0,6	3,1	8,4
2	(C 1+C 2+C)/C	1,001	3,4	1,7	1,3	2,8	3,2
3	(С 2+С3+С)/С	1,001	3,6	1,8	1,4	2,1	3,5
4	(С 2+С4+С)/С	1,001	3,7	1,9	1,2	2,6	3,6
5	(С 2+С4+С 5+С)/С	1,001	3,8	2,1	1,5	2,8	3,7
6		0,12	2,3	0,9	0,5	1,3	2,2
7	(С 6+С7+С)/С	1,001	2,3	1,1	1,7	1,8	2,1
8	(С 6+С8+С)/С	1,002	2,6	1,2	1,4	1,9	2,5
9	(С 6+С9+С)/С	1,003	2,5	0,9	1,3	1,6	2,4
10	(С 6+С10+С 11+С)/С	1,001	2,8	1,1	1,5	1,7	2,7
11		0,18	1,3	0,9	0,72	1,1	1,2
12	(C 12+C)/C	1,001	990	21	86	240	960
13	(C 12+C13+C)/C	1,002	1980	17	65	140	1560
14	(C 12+C6+C 13+C)	1,001	2980	28	79	230	2920
15		0,15	1,7	1,1	0,46	1,3	1,6
16	(C 1 12+C2 12+C)/C	1,001	1920	14	51	370	1910
17	(C1 12+C2 12+C 3 12+C)/C	1,002	2960	19	340	480	2870
18	(С 1 13+С6+С)/(С+С 6)	1,0001	1,2	1,015	1,0021	1,017	1,16
19	(С2 13+С6+C)/(С+С 6)	1,0001	1,1	1,012	1,041	1,068	1,091
20	(C3 13+C6+C)/(C+C6 )	1,0001	1,3	1,017	1,19	1,21	1,29
21	D	1,01	1,02	1,8	1,5	1,6	1,4