ПИЩЕВЫЕ ЭМУЛЬСИИ
FOOD EMULSIONS

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка претендует на приоритет в отношении предварительной заявки США No 61/380577, поданной 7 сентября 2010 года, которая включена сюда в качестве ссылки во всей своей полноте.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), в том числе омега-3, омега-6 и омега-9 жирные кислоты являются жизненно важными для повседневной жизни и функционирования. Например, благотворное влияние омега-3 жирных кислот, таких как и все-цис-5,8,11,14,17-эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК) и все-цис-4,7,10,13,16,19-докозагексаеновой кислоты (ДГК) на снижение уровня триглицеридов сыворотки крови, хорошо известно. Все-цис-9,12,15-октадекатриеновая кислота (АЛК) является предшественником незаменимых жирных кислот ЭПК и ДГК. Было продемонстрировано, что все-цис-5,8,11,14-эйкозатетраеновая кислота (АК) и ее предшественники все-цис-6,9,12-октадекатриеновая кислота (ГЛК), и все-цис-9,12-октадекадиеноевая кислота (ЛК) являются полезными для детей.
Различные из этих соединений также известны другими кардиопротекторными преимуществами, такими как предотвращение нарушений ритма сердца, стабилизация атеросклеротических бляшек, снижение агрегации тромбоцитов и снижение артериального давления. См., например, работы Dyrberg et al., In: Omega-3 Fatty Acids: Prevention and Treatment of Vascular Disease. Kristensen et al., eds., Bi & Gi Publ., Verona - Springer - Verlag, London, pp.217-26, 1995; O'Keefe and Harris, Am J Cardiology 2000, 85:1239-41; Radack et al., "The effects of low doses of omega-3 fatty acid supplementation on blood pressure in hypertensive subjects: a randomized controlled trial." Arch Intern Med 151:1173-80, 1991; Harris, "Extending the cardiovascular benefits ofomega-3 fatty acids." Curr Atheroscler Rep 7:375-80, 2005; Holub, "Clinical nutrition: 4 omega-3 fatty acids in cardiovascular care," CMAJ 166(5):608-15, 2002. Действительно, Американская кардиологическая ассоциация также сообщила, что омега-3 жирные кислоты могут снизить риск сердечнососудистых и сердечных заболеваний. Другими преимуществами ПНЖК являются те, что связаны с предотвращением и/или лечением воспалительных и нейродегенеративных заболеваний, а также с улучшением когнитивного развития. См., например, работу Sugano and Michihiro, "Balanced intake of polyunsaturated fatty acids for health benefits. "J Oleo Sci 50(5):305-11, 2001.
В дополнение к источникам рыбьего жира, ПНЖК могут быть получены и их получают из микробных источников, включая, без ограничения, Mortiarella Alpina для АРК и различные виды Thraustochytrids для ДГК и ЭПК. В настоящее время в дополнительном стремлении к сокращению расходов, связанных с коммерческим производством этих масел, растения генетически модифицируют, чтобы включить гены, которые производят различные ПНЖК.
Несмотря на убедительные доказательства пользы ПНЖК в профилактике сердечнососудистых заболеваний, среднее ежедневное потребление этих жирных кислот жителями Северной Америки, по оценкам составляет от 0,1 до 0,2 грамм, по сравнению с предложенным для получения пользы ежедневным потреблением 0,65 грамм (Webb, "Alternative sources of omega-3 fatty acids." Natural Foods Merchandiser 2005, XXVI (8):40-4). Поскольку изменение структуры питания населения является трудным, дополнение питания ПНЖК является важным подходом к решению этой проблемы. К сожалению, многие ПНЖК чувствительны к окислению и могут иметь неприятные органолептические свойства. Кроме того, соблюдение схем приема диетических добавок требует дисциплины, которая часто является недостаточной. В свете пользы ПНЖК для здоровья желательно найти новые способы доставки этих и других полезных материалов субъекту.
Доставка ПНЖК при помощи введения их в рецептуру пищевых композиций была бы желательным способом с точки зрения приемлемости и соблюдения приема потребителями. Тем не менее, характеристики гидрофобности и окислительной стабильности, связанные со многими ПНЖК, создают значительные проблемы для включения их в пищевые композиции. Один из подходов включает в себя использование эмульсий. Эмульсии были использованы в качестве транспортного средства доставки различных веществ. Например, эмульсии использовались в косметике, моющих средствах, средствах личной гигиены, сельском хозяйстве, разведке нефтяной промышленности. Однако, большинство эмульсий не разбавляется водой, то есть, при разбавлении водой, эмульсия становится мутной или молочно-белой. Таким образом, наблюдается большой интерес к получению эмульсии, которая остается прозрачной при разбавлении и является стабильной в течение длительного периода времени. Для коммерческого предназначения, целью было создание эмульсий, которые остаются прозрачными при разбавлении и являются стабильными в течение длительного периода времени. Также важно, чтобы эмульсия имела высокий коэффициент загрузки, для более эффективной доставки, и являлась достаточно недорогой, чтобы быть экономически эффективной в учете стоимости напитков. Способ приготовления такой эмульсии также должен быть коммерчески рентабельным. Эмульсия с этими свойствами может быть включена в воду и другие прозрачные или почти прозрачные напитки, не влияя на основной вид напитка и без существенного увеличения стоимости напитка для потребителей. Эта цель с ПНЖК, сложными эфирами и их глицеридами пока не достигнута удовлетворительно.
Патент США 5798333 раскрывает способ приготовления водорастворимой, прозрачной циклоспорин-в-воде эмульсии с использованием токоферзолана (витамина Е ТПГС) в качестве эмульгатора. Этот патент описывает использование избытка эмульгатора (в 7,5 раз) для растворения циклоспорина. Циклоспорин обладает низкой молекулярной массой и лучшей растворимостью, в сравнении с различными длинноцепочечными ПНЖК. Готовый продукт представляет собой полутвердый нетекучий гель, содержащийся в состоящей из двух частей желатиновой капсуле.
Международная публикация W02009/117152 раскрывает разбавляемую водой, прозрачную неполярную наноэмульсию, содержащую витамин Е ТПГС, омега-3 триацилглицерин рыбьего жира и воду. Соотношение эмульгатора к рыбьему жиру составляет от 1,6:1 (мас./мас.) до 6:1 (мас./мас.). Кроме того, используются дополнительные компоненты, такие как бензиловый спирт, пропиленгликоль, глицерин, фосфолипиды и стабилизаторы эмульсии на основе камеди.
8
В другом примере из Патента США 5753241, для приготовления эмульсии используют этап гомогенизации под очень высоким давлением, составляющим 10 Па. Тем не менее, такое давление, как правило, находится за пределами диапазона нормального давления, используемого в пищевой промышленности, который, как правило, составляет от 1500 фунтов на квадратный дюйм до 6000 фунтов на квадратный дюйм.
В свете вышесказанного, в области техники эмульсий ПНЖК и других полезных материалов и способах их получения является необходимой эмульсия, невидимая в жидкости, в которую она введена, которая имеет высокий коэффициент загрузки, имеет подходящие органолептические свойства и является экономически эффективной. Композиции и способы, описанные здесь, отвечают этим и другим потребностям.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с предназначением раскрытых материалов, соединений, композиций, изделий и способов, как воплощено и широко описано здесь, раскрытый объект изобретения, в одном аспекте относится к композициям и способам получения и использования таких композиций. В еще одном аспекте, описанный объект изобретения относится к эмульсиям. Описаны также способы получения и использования раскрытых эмульсий.
Дополнительные преимущества будут изложены частично в нижеследующем описании и частично будут очевидны из описания или могут быть изучены при помощи практического осуществления описанных ниже аспектов. Преимущества, описанные ниже, будут реализованы и достигнуты с помощью элементов и комбинаций, конкретно указанных в прилагаемой формуле изобретения. Следует понимать, что и предшествующее общее описание, и последующее подробное описание являются только примерными и пояснительными и не являются ограничительными.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Материалы, соединения, композиции и способы, описанные здесь, могут быть поняты более легко с помощью ссылки на следующее подробное описание конкретных аспектов раскрытого объекта изобретения и примеров, включенных в настоящий документ.
До того как настоящие материалы, соединения, композиции и способы будут раскрыты и описаны, должно быть понятно, что аспекты, описанные ниже, не ограничиваются конкретными способами синтеза или конкретными реагентами, так как они могут, конечно, меняться. Также следует понимать, что терминология, которая используется в настоящем документе, используется только с целью описания конкретных аспектов и не предназначена для ограничения.
Кроме того, в данном описании даны ссылки на различные публикации. Раскрытие этих публикаций во всей их полноте включено в данную заявку в качестве ссылки для того, чтобы более полно описать состояние техники, к которой относится раскрытый объект. Раскрытые ссылки также индивидуально и конкретно включены сюда путем ссылки на материал, содержащийся в них, который обсуждается в том предложении, в котором находится ссылка.
Общие определения
В этом описании и в пунктах формулы изобретении ниже будет сделана ссылка на ряд терминов, которые должны быть определены в соответствии со следующими значениями.
По всему объему описания и формулы по настоящему изобретению слово "содержать" и другие формы этого слова, такие как "содержащий" и "содержит", обозначает включение, но не ограничивается этим, и не предполагает исключение, например, других добавок, компонентов, чисел или этапов.
Используемые в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа, обозначаемые английскими артиклями "a", "an" и "the", включают множественные обозначения, если в контексте ясно не указано иное. Таким образом, например, ссылка на "соединение" включает смеси из двух или более таких соединений, ссылка на "эмульгатор" включает смеси из двух или более таких эмульгаторов, ссылка на "сорастворитель" включает смеси из двух или более таких сорастворителей и т.д.
Термин "необязательный" или "необязательно" обозначает, что описанная в дальнейшем ситуация или условие может происходить или может не происходить, и что описание включает случаи, когда ситуация или условие происходят, и примеры, когда не происходят.
Диапазоны в настоящем документе могут быть выражены в виде от "приблизительно" одного конкретного значения и/или до "приблизительно" другого конкретного значения. Когда представлен такой диапазон, другой аспект включает от одной конкретной величины и/или до другой конкретной величины. Аналогично, когда величины выражены в виде приближений, с помощью предлога "приблизительно" будет понятно, что конкретная величина составляет другой аспект. Кроме того, будет понятно, что предельные величины каждого диапазона являются значимыми как относительно другой предельной величины, так и независимо от другой предельной величины. Также понятно, что существует множество указанных в настоящем документе величин, и что каждая величина также указана в настоящем документе как "приблизительно" эта конкретная величина, помимо самой величины. Например, если указана величина "10", то "приблизительно 10" также описана. Также понятно, что если величина указана, то значение "меньшая чем или равная" величине, "больше чем или равная величине" и возможные диапазоны между величинами также описаны, что соответственно понятно специалисту в данной области техники. Например, если указана величина "10", тогда "меньше чем или равно 10", так же как и "больше чем или равно 10" тоже указаны. Кроме того, следует учесть, что данные по всему объему заявки приведены в разнообразном виде и эти данные представляют конечные значения и начальные значения и области любого сочетания точек данных. Например, если описана конкретная точка данных "10" и конкретная точка данных "15", понятно, что больше чем, больше чем или равно, меньше чем, меньше чем или равно, и равно 10 и 15 считаются указанными, а также диапазон между 10 и 15. Кроме того, понятно, что каждое значение между двумя конкретными значениями также указано. Например, если указаны 10 и 15, тогда 11, 12, 13 и 14 также являются указанными.
Ссылки в описании и завершающей формуле изобретения на части по массе конкретного компонента в композиции обозначают массовое отношение между одним компонентом и любыми другими компонентами в композиции, для которой выражена часть по массе. Таким образом, в соединении, содержащем 2 части по массе компонента Х и 5 частей по массе компонента Y, Х и Y присутствуют в массовом соотношении 2:5, и находятся в таком соотношении вне зависимости от того, содержатся ли в соединении дополнительные компоненты.
Процент по массе (мас.%) компонента, если специально не указано обратное, основан на общей массе состава или композиции, в которые компонент включен.
"Субъект", как используется здесь, означает животное. В одном аспекте, субъект является млекопитающим, таким как примат, а в другом аспекте субъектом является человек. Термин "субъект" также включает в себя домашних животных (например, кошки, собаки и др.), и поголовье домашнего скота (например, крупного рогатого скота, лошадей, свиней, овец, коз и т.д.).
Под "маслом" понимается композиция, содержащая одну или более ПНЖК, например, омега-3 жирные кислоты, омега-6 жирные кислоты, и/или омега-9 жирные кислоты, или их производные, как описано в других местах данного документа. ПНЖК могут быть в форме свободной кислоты, в форме соли, в форме триацилглицеринового эфира, фитостеролового эфира, и/или в форме метилового или этилового эфира, и термин "масло" может включать любую одну или более из этих форм. Если не указано иное, термин "масло" употребляется здесь в общем смысле и не подразумевает какого-либо конкретного уровня чистоты, какого-либо конкретного уровня гидрофобности, какой-либо конкретной физической формы или свойства, или какого-либо специфического источника. "Масло", если не указано иное, включает в себя композиции, полученные из ресурсов морских животных, например, рыбных, микробных источников, и/или растительных источников. Термин "масло" может быть использован здесь как синоним термина "дисперсная фаза".
"Эмульсия" используется здесь для обозначения любой гетерогенной системы, которая содержит дисперсную фазу и непрерывную фазу. Этот термин не должен ограничиваться конкретным размером капель или частиц дисперсной фазы. Термин "эмульсия", используемый здесь, включает микроэмульсии и наноэмульсии.
Микроэмульсия является термодинамически стабильной эмульсией, которая образуется спонтанно.
Наноэмульсия используется для обозначения определенного типа эмульсии, где размер частиц или капель в дисперсной фазе, как правило, составляет менее 0,1 мкм.
Термин "прозрачный" используется здесь для обозначения характеристики раскрытых эмульсий. Прозрачность эмульсии может быть измерена с помощью различных способов. Тем не менее, если не указано иное, эмульсия, которая имеет поглощательную способность менее 0,1 А образца толщиной 1,3 см при длине волны 400 нм считается прозрачной. Полупрозрачная эмульсия имеет поглощательную способность от 0,3 А до приблизительно 0,1 А при измерении при длине волны 400 нм в образце толщиной 1,3 см. Под "разбавляемой прозрачной эмульсией" понимают, что после разбавления водой в любых соотношениях, в том числе после неограниченного разбавления водой, поглощение света эмульсией не становится выше, чем приблизительно 1% от значения этой эмульсии до разведения.
Сейчас будет сделана ссылка в деталях на конкретные аспекты раскрытых материалов, соединений, композиций, изделий и способов, примеры которых проиллюстрированы в прилагаемых Примерах.
Материалы и композиции
Здесь раскрыты материалы, соединения, композиции и компоненты, которые могут быть использованы для, могут быть использован в сочетании с, могут быть использованы в подготовке или являются продуктами раскрытых способов и композиций. Эти и другие материалы являются раскрытыми здесь, и понятно, что, когда комбинации, подмножества, взаимодействия, группы и т.д. этих материалов раскрываются, в то время как конкретная ссылка каждого различного индивидуального и коллективного сочетаний и перестановок этих соединений может не быть раскрыта в прямой форме, каждая является конкретно рассмотренной и описанной здесь. Например, если раскрывается соединение и обсуждается ряд модификаций, которые могут быть внесены в число компонентов или остатков соединения, каждая и любая комбинация и перестановка, которые возможны, является специально предусмотренной, если специально не указано обратное. Таким образом, если раскрывается класс компонентов А, В, и С, а также класс компонентов D, Е, и F, и раскрывается пример комбинации композиции A-D, то даже если не перечислен каждый из них в отдельности, индивидуально и коллективно предусматривается каждый из них. Таким образом, в этом примере, каждая из комбинаций А-Е, A-F, B-D, В-Е, B-F, C-D, С-Е и C-F является специально предусмотренной и должна считаться раскрытой из раскрытия А, В, и С; D, Е, и F; и примера сочетания A-D. Подобным образом, любое их подмножество или комбинация также конкретно рассматривается и раскрывается. Так, например, подгруппы А-Е, B-F и С-Е, специально предусмотрены и должны считаться раскрытыми из раскрытия А, В, и С; D, Е, и F; и примера сочетания A-D. Эта концепция относится ко всем аспектам данного раскрытия, включая, но, не ограничиваясь, этапами в способах изготовления и использования раскрытых композиций. Таким образом, если существует ряд дополнительных этапов, которые могут быть выполнены, то понятно, что каждый из этих дополнительных этапов может быть выполнен с любым конкретным аспектом или с сочетанием аспектов раскрытых способов, и что каждая такая комбинация является специально предусмотренной и должна считаться раскрытой.
Эмульсии
Здесь раскрыты эмульсии, которые содержат дисперсную фазу (например, масло) и непрерывную фазу. Дисперсная фаза может содержать одну или более ПНЖК и/или их производные. Кроме того, в раскрытых эмульсиях присутствует один или более эмульгаторов, один или более сорастворителей, и один или более моно и/или дисахаридов.
В раскрытых эмульсиях, соотношение эмульгатора к дисперсной фазе рассчитывается путем деления массового процента эмульгатора в эмульсии на массовый процент дисперсной фазы. Раскрытые эмульсии имеют соотношение эмульгатора к дисперсной фазе примерно равное 1,5 или меньше. То есть, количество эмульгатора, используемого в раскрытых эмульсиях, является незначительно выше, но в большинстве случаев примерно равно или меньше, чем количество дисперсной фазы. В некоторых конкретных примерах, соотношение эмульгатора к дисперсной фазе составляет приблизительно 1,5; 1,4; 1,3; 1,2; 1,1; 1,0; 0,9; 0,8; 0,7; 0,6 или 0,5, где любое из указанных значений может образовывать верхний или нижний предел диапазона, например, приблизительно от 1,5 до приблизительно 0,1, приблизительно от 1,2 до приблизительно 0,3, приблизительно от 1 до приблизительно 0,5, или приблизительно от 1 до приблизительно 0,7.
Размер
Раскрытые эмульсии могут иметь различные размеры капель или частиц. Например, раскрытая эмульсия может включать частицы размером до приблизительно 200 нм, в частности, менее чем около 100 нм. Конкретные примеры включают, но не ограничиваются эмульсиями, которые имеют средний размер капель менее чем приблизительно 5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 или 200 нм, где любое из указанных значений может образовывать верхний или нижний предел.
Размер капель можно определить способами, известными в данной области техники, такими как рассеяние света, микроскопия, спектроскопически, и т.п.
Прозрачность
Существуют различные способы, с помощью которых может быть измерена или охарактеризована прозрачность эмульсии. В некоторых случаях может быть использован турбидиметр. Другой способ, используемый здесь, представляет собой спектроскопическое измерение поглощательной способности. В частности, прозрачность раскрываемых эмульсий определяется путем разбавления эмульсии деионизированной водой, чтобы иметь 50 мг дисперсной фазы на 250 г непрерывной фазы. Ультраспектрометр Ultrospec 2000 от компании Pharmacia Biotech (Кембридж, Великобритания) используется для измерения светопоглощательной способности разведенного образца эмульсии при длине волны 400 нм. Чистая деионизированная вода используется в качестве эталона. Размерность кювет составляет 4,5 см на 1,3 см на 1,3 см. Прозрачные эмульсии, раскрытые здесь, обладают поглощательной способностью при 400 нм меньше, чем приблизительно 0,3; 0,2 или 0,1 А.
Дисперсная фаза
Дисперсная фаза раскрытых эмульсий может содержать один, два или даже более компонентов. Например, дисперсная фаза может включать одну или более ПНЖК и/или их производных. Производные ПНЖК могут включать в себя алкильные эфиры (например, этиловые эфиры), глицеридные эфиры (например, моно-, ди- и триацилглицерин), стероловые эфиры (например, фитостероловые эфиры), а также соли ПНЖК. Смеси и комбинации ПНЖК и их производные также являются подходящими для использования здесь в дисперсных фазах.
1
6
Конкретные примеры ПНЖК включают, но, не ограничиваясь перечисленным, природную и синтетическую α-линоленовую кислоту (18:3ω3) (АЛК), октадекатетраеновую кислоту (18:4 со3) (стеаридоновая кислота), эйкозапентаеновую кислоту (20:5ω3) (ЭПК), докозагексаеновую кислоту (22:6ω3) (ДГК), докозапентаеновую кислоту (22:5ω3) (ДПК), эйкозатетраеновую кислоту (24:4ω3), 16:3ω3, 24:5ω3, и/или низиновую кислоту (24:6ω3), арахидоновую кислоту (20:4ω6) (АРК); другие уже отмечались в других местах этой спецификации. Эти и другие ПНЖК, либо в их свободной форме, этерифицированной форме или в форме соли, можно найти и получить из морских масел (например, рыбий жир, тюлений жир, масло криля), микробных масел (включая естественные, а также модифицированные микроорганизмы, путем классического мутагенеза или генетических изменений), таких как водорослевое масло (например, масло микроводорослей), грибковое масло, масло периллы, а также растительное масло (полученное из встречающихся в природе растений или из генетически модифицированных растений), среди прочих. Предшественники ПНЖК, например, АЛК и ГЛК и производные, такие как полигликолизированные производные или полиоксиэтиленовые производные также могут присутствовать в дисперсной фазе. В других конкретных примерах, дисперсная фаза может содержать ДГК и/или ЭПК, их C-С-алкилиный эфир, их триацилглицериновый эфир, их фитостероловый эфир, их соль и/или их смесь.
В конкретных примерах дисперсная фаза может содержать микробное масло, например, и водорослевое масло (например, масло из динофлагеллят, таких как Crypthecodinium cohnii) или грибковое масло (например, масло из Mortiarella Alpina, Thraustochytrium, Schizochytrium, или их смесь), и/или растительное масло, включая их смеси.
В конкретных примерах дисперсная фаза может содержать морское масло, такое как природный и очищенный и концентрированный рыбий жир. Примеры подходящего рыбьего жира включают, без ограничения, рыбий жир из атлантических рыб, рыбий жир из тихоокеанских рыб, рыбий жир из средиземноморских рыб, светлый прессованный рыбий жир, рыбий жир, полученный обработкой щелочью, термообработанный рыбий жир, светло- и темно-коричневый рыбий жир, жир скумбрии, жир европейской сардины, жир тилапии, жир тунца, жир сибаса, жир палтуса, жир меч-рыбы, жир барракуды, жир трески, жир менхадена, жир сардины, жир анчоуса, жир мойвы, жир атлантической трески, жир атлантической сельди, жир атлантической макрели, жир атлантического менхадена, жир лососевых рыб, жир тунца и акулий жир, включая их смеси и комбинации. Также для наполнителя подходит рыбий жир, полученный не щелочной обработкой. Другие подходящие для использования здесь морские масла включают без ограничения жир кальмара, жир осьминога, жир криля, тюлений жир, китовый жир и т.п., включая их смеси и их комбинации. Любое ПНЖК масло и любая комбинация ПНЖК масел может быть использована в раскрытых композициях и в раскрытых способах их приготовления.
ПНЖК, раскрытые здесь, также могут представлять собой неочищенные масла, полуочищенные (также называемые очищенными щелочью), или очищенные масла из таких источников как описанные здесь. Еще дополнительно, раскрытые эмульсии могут использовать масла, содержащие реэтерифицированные триацилглицерины.
Кроме того, дисперсная фаза может присутствовать в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 15% по массе эмульсии. В конкретных примерах, дисперсная фаза может присутствовать в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 15%, от приблизительно 3% до примерно 12%, от приблизительно 5% до приблизительно 10%, от приблизительно 7% до приблизительно 10%, или от приблизительно 8% до приблизительно 9% в расчете на общую массу эмульсии. В предпочтительном аспекте, дисперсная фаза составляет около 8,5% по массе эмульсии.
Эмульгаторы
Раскрытые эмульсии содержат один или более эмульгаторов. В дополнение к присутствию в определенном соотношении с дисперсной фазой, эмульгаторы, пригодные для использования здесь, имеют значение ГЛБ (гидрофильно-липофильного баланса), составляющее приблизительно от 10 приблизительно до 40. Типично, эмульгатор имеет значение ГЛБ, равное приблизительно 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, или 40, где любое из указанных значений может образовывать верхний или нижний предел диапазона. В конкретных примерах, эмульгатор имеет значение ГЛБ, составляющее приблизительно от 12 приблизительно до 16, более конкретно, приблизительно от 12 до 14, или приблизительно 13. Значения ГЛБ могут быть рассчитаны по способу Гриффина (Griffin, W.C., Journal of the Society of Cosmetic Chemists 1, 311 (1949)) или при помощи другого эмпирического способа, такого как, например, способ растворимости (Little R.C., Journal of Colloid and Interface Science, 65(3): 587, 1978).
Производные витамина Е
В различных примерах здесь, эмульгатор представляет собой полиалкиленгликоль-производное витамина Е, такое как полученные из токоферола и токотриенола эмульгаторы, в которых фрагмент витамина Е представляет гидрофобную область эмульгатора и присоединяется через линкер к полиалкиленгликолю. Эти эмульгаторы могут быть образованы с помощью этерификации эфира токоферола полиалкиленгликолем. Эфир токоферола производится путем этерификации токоферола линкером. Термин токоферол относится к любой природной или синтетической форме витамина Е, и может относиться к одному соединению или к смеси. Примеры токоферолов включают, например, α-токоферол, D-α-токоферол, β-токоферол, γ-токоферол, и δ-токоферол. Линкер представляет собой дикарбоновую кислоту (карбоновую кислоту, обладающую двумя карбоксильными группами, например, янтарную кислоту), такую как янтарная кислота. Примерами дикарбоновых кислот, которые могут быть использованы в качестве линкеров в этих токоферольных и токотриенольных ПЭГ диэфирных эмульгаторах, являются янтарная кислота, себациновая кислота, додекандиовая кислота, пробковая кислота или азелаиновая кислота, цитраконовая кислота, метилцитраконовая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота, глутаровая кислота, глутаконовая кислота, фумаровые кислоты и фталевые кислоты.
Подходящие примеры эмульгаторов, полученных из витамина Е, включают, не ограничиваясь перечисленным, полиэтилепгликолевые (ПЭГ) производные токоферола, такие как токоферола полиэтиленгликоль диэфиры (ТПГД). Предпочтительный эмульгатор представляет собой токоферола полиэтиленгликоль сукцинат (ТПГС). ТПГС аналоги, ТПГС гомологи, и производные ТПГС также подходят. Другие примеры эмульгаторов включают токоферола себацат полиэтиленгликоль, токоферола додеканодиоат полиэтиленгликоль, токоферола суберат полиэтиленгликоль, токоферола азелаат полиэтиленгликоль, токоферола цитраконат полиэтиленгликоль, токоферола метилцитраконат полиэтиленгликоль, токоферола итаконат полиэтиленгликоль, токоферола малеат полиэтиленгликоль, токоферола глутарат полиэтиленгликоль, токоферола глютаконат полиэтиленгликоль, и токоферола фталатполиэтиленгликоль, среди прочих.
Подходящие эмульгаторы могут также включать другие ПЭГ производные, обладающие схожими свойствами, например, ПЭГ производные стеролов, например, холестерин или ситостерол, и ПЭГ-производные других жирорастворимых витаминов, например, некоторые формы витамина А (например, ретинол) или витамина D (например, витамин D1-D5).
2
n
В предпочтительном аспекте, эмульгатор содержит токоферола полиэтиленгликоль сукцинат (ТПГС), такой как ТПГС-1000 и/или d-α ТПГС. В другом примере эмульгатор представляет собой аналог ТПГС. Аналог ТПГС относится к соединениям, кроме ТПГС, которые схожи с исходным ТПГС соединением, но немного отличаются в композиции, например, за счет изменения, добавления или удаления атома, одной или более единиц (например, метиленовой единицы(единиц)-(СН)) или одной или более функциональных групп. Аналоги ТПГС включают поверхностно-активные вещества производные витамина Е, включая ПЭГ производные витамина Е, включая ПЭГ диэфиры витамина Е, такие как, но, не ограничиваясь перечисленным, токоферола полиэтиленгликоль себацат (ПТС), токоферола полиэтиленгликоль додеканодиоат (ПТД), токоферола полиэтиленгликоль суберат (ПТСр), токоферола полиэтиленгликоль азелаат (ПТАз), и полиоксиэтанил токотриенил себацат (ПТриенС) а также другие ПЭГ производные витамина Е.
2
2
ПЭГ фрагменты в ПЭГ-производном эмульгаторе, включая ПЭГ фрагменты в ПЭГ-производных витамина Е, включают ПЭГ фрагменты, выбранные из любого одного или более ПЭГ-ОН, ПЭГ-NHS, ПЭГ-СНО, ПЭГ-SH, ПЭГ-NH, ПЭГ-COH, метилированные ПЭГ (m-ПЭГ) и разветвленные ПЭГ, и включают ПЭГ фрагменты, обладающие молекулярной массой, составляющей приблизительно от 200 кДа приблизительно до 20000 кДа, приблизительно от 200 кДа приблизительно до 6000 кДа, приблизительно от 600 кДа приблизительно до 6000 кДа, приблизительно от 200 кДа приблизительно до 2000 кДа, приблизительно от 600 кДа приблизительно до 1500 кДа, или приблизительно от 600 кДа приблизительно до 1000 кДа.
Предпочтительными примерами подходящих эмульгаторов являются витамин Е полиэтиленгликоль (ПЭГ)-производные эмульгаторы, такие как токоферола полиэтиленгликоль сукцинат (ТПГС) со значением ГЛБ, составляющим приблизительно от 12 приблизительно до 14 (например, приблизительно 13).
Желательно, чтобы эмульгаторы являлись приемлемыми органами, контролирующими пищевые продукты, при их конкретном уровне применения. Например, ТПГС-1000, который имеет фрагмент ПЭГ с молекулярной массой 1000 кДа, считается разрешенным для использования в пищевой промышленности, и под названием Eastman Vitamin Е TPGS™ является коммерчески доступным от компании Eastman Chemical Company, Kingsport, TN, USA. Этот ТПГС является водорастворимой формой витамина Е естественного происхождения, который получают путем этерификации карбоксильной группы кристаллического сукцината d-альфа-токоферильной кислоты полиэтиленгликолем 1000 (ПЭГ 1000), и содержит общий токоферол на уровне между 260 и 300 мг/г. Аналогичное соединение может быть получено путем этерификации карбоксильной группы d, 1 формы синтетического витамина Е с ПЭГ 1000. Этот токоферила полиэтиленгликоль является водорастворимым препаратом жирорастворимого витамина (витамина Е), например, как описано в Патентах США под номерами 3102078, 2680749 и в опубликованных заявках США под номерами 2007/0184117 и 2007/0141203. Также примером поверхностно-активного вещества ТПГС, которое может быть использовано в описанных композициях, является водорастворимый природный витамин Е (ТПГС), коммерчески доступный от ZMC-USA, The Woodlands, TX, USA.
Полисорбаты
2
2
В других примерах, эмульгаторы могут быть полисорбатами. Полисорбаты представляют собой маслянистые жидкости, полученные из ПЭГ-илированного сорбитана (производное сорбита), этерифицированного жирными кислотами. Примерами подходящих полисорбатов являются полисорбат 20 (Твин 20 или полиоксиэтилен (20) сорбитанмонолаурат), полисорбат 40 (Твин 40 или полиоксиэтилен (20) сорбитанмонопальмитат), полисорбат 60 (Твин 60 или полиоксиэтилен (20) сорбитанмоностеарат), и полисорбат 80 (Твин 80 или полиоксиэтилен (20) сорбитанмоноолеат). Число после полиоксиэтиленовой части относится к общему числу оксиэтилен-(CHCHO)-групп, обнаруженных в молекуле. Число после полисорбатной части относится к типу жирной кислоты, связанной с полиоксиэтилен сорбитановой частью молекулы. Монолаурат обозначают при помощи числа 20, монопальмитат обозначают при помощи числа 40, моностеарат при помощи числа 60 и моноолеат при помощи 80.
В некоторых примерах эмульгатор не является лецитином.
Растворители
Непрерывная фаза раскрытых эмульсий содержит воду. Тем не менее, дополнительные растворители (например, сорастворители) также могут присутствовать в непрерывной фазе, а в некоторых случаях являются предпочтительными. Например, может быть использован полярный растворитель, такой как пропиленгликоль, глицерол и глицерин. Эти сорастворители могут присутствовать в количестве приблизительно от 1% приблизительно до 45% по массе эмульсии. В конкретном примере, сорастворитель присутствует в количестве приблизительно от 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, и 45% по массе композиции, где любое из значений может образовывать верхний или нижний предел диапазона, например, приблизительно от 5% приблизительно до 20%, приблизительно от 9% приблизительно до 18%, приблизительно от 13% приблизительно до 17%, приблизительно от 13% приблизительно до 17%, приблизительно от 14% приблизительно до 16%, приблизительно от 20% приблизительно до 45%, или приблизительно 15% по массе эмульсии.
В раскрытых эмульсиях, количество воды составляет приблизительно от 13 приблизительно до 25% по массе эмульсии, например, приблизительно 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, и 25% по массе эмульсии, где любое из указанных значений может образовывать верхний или нижний предел диапазона, например, приблизительно от 14% приблизительно до 22%, приблизительно от 17% приблизительно до 20%, приблизительно от 17% приблизительно до 25%, приблизительно от 20% приблизительно до 23%, приблизительно от 21% приблизительно до 24%, и приблизительно от 22% приблизительно до 25% по массе эмульсии.
В целом, общее количество растворителя (как воды, так и любого сорастворителя) составляет меньше чем приблизительно 50% по массе от общей массы эмульсии. В различных примерах, общее количество растворителя в раскрытых эмульсиях составляет менее чем приблизительно 45%. Еще далее, общее количество растворителя в эмульсии составляет приблизительно 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48,49, или 50% по массе эмульсии, где любое из указанных значений может образовывать верхний или нижний предел диапазона, например, приблизительно от 30% приблизительно до 50%, приблизительно от 32% приблизительно до 45%, приблизительно от 34% приблизительно до 42%, приблизительно от 36% приблизительно до 40%, или приблизительно от 37 приблизительно до 38% по массе эмульсии.
В некоторых примерах эмульсия практически не содержит бензиловый спирт, например, менее чем приблизительно 5, 4, 3, 2 или 1% бензилового спирта, или около 0% бензилового спирта по массе эмульсии.
Моно- и дисахариды
Непрерывная фаза раскрытых эмульсий также содержит один или более моно- и/или дисахаридов. Примеры моносахаридов включают глюкозу, фруктозу, галактозу, арабинозу, рибозу, рибулозу, ксилозу, маннозу, и ксилулозу. Примеры дисахаридов включают сахарозу, лактозу, целлобиозу, сорбозу, трегалозу, мальтозу и раффинозу, и им подобные. Различные сахаридные производные, такие как ксилит, сорбит и изомальт также подходят для использования в раскрытых эмульсиях.
В целом, общее количество моно- и/или дисахаридов составляет более чем приблизительно 40% по массе от общей массы эмульсии. В различных примерах, общее количество этих Сахаров в раскрытых эмульсиях составляет приблизительно от 30% приблизительно до 66% по массе эмульсии. Еще далее, общее количество растворителя в эмульсии может составлять приблизительно 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65,и 66% по массе эмульсии, где любое из указанных значений может образовывать верхний или нижний предел диапазона, например, приблизительно от 40 приблизительно до 66%, приблизительно от 45% приблизительно до 50%, приблизительно от 46% приблизительно до 48%, приблизительно от 48% приблизительно до 50%, приблизительно от 47% приблизительно до 49%, или приблизительно от 45 приблизительно до 47% по массе эмульсии.
Раскрытые композиции также практически не содержат полисахариды, такие как камеди, например, менее чем приблизительно 5, 4, 3, 2, или 1% полисахарида, или около 0% полисахарида по массе эмульсии. Раскрытые эмульсии могут, в некоторых случаях, быть по существу свободными от фруктозного кукурузного сиропа.
Антиоксиданты
Эмульсии, раскрытые здесь, могут также содержать антиоксидант. Антиоксидант может присутствовать в непрерывной фазе и/или в дисперсной фазе. Подходящие примеры антиоксидантов включают, но не ограничиваются перечисленным, фенольные соединения, растительный экстракт, или серосодержащее соединение. В некоторых примерах, раскрытых здесь, антиоксидант может быть аскорбиновой кислотой или ее солью, например, аскорбатом натрия. В других примерах, антиоксидант может быть витамином Е, CoQ10, токоферолами, жирорастворимыми производными более полярных антиоксидантов, такими как аскорбиловые эфиры жирных кислот (например, аскорбил пальмитат), растительными экстрактами (например, маслом розмарина, шалфея и орегано, экстрактом зеленого чая), экстрактами водорослей и синтетическими антиоксидантами (например, БГТ, ТБГХ, этоксиквин, алкил галлаты, гидрохиноны, токотриенолы).
Способы приготовления эмульсий
Способы приготовления раскрытых эмульсий также описаны здесь. В общем, раскрытые эмульсии могут быть получены путем эмульгирования смеси эмульгатора, дисперсной фазы (например, масла), растворителя, и моно- и/или дисахарида. В качестве более конкретного примера, эмульгатор при необходимости сначала расплавляют, а затем смешивают с компонентами дисперсной фазы и сорастворителем(ями). Соотношение эмульгатора к дисперсной фазе составляет приблизительно 1,5 или меньше. Концентрация эмульгатора в этой первой смеси выше критической концентрации мицеллообразования эмульгаторов (ККМ), таким образом образуются наноразмерные мицеллы эмульгатора, содержащие дисперсную фазу. Сорастворитель также помогает рассредоточить эмульгаторные мицеллы и избежать желатинизации некоторых эмульгаторов при контакте с водой.
Смесь затем может быть объединена с раствором моно- и/или дисахарида в воде. Не желая быть связанными теорией, этот раствор сахара имеет две функции: во-первых, раствор сахара повышает вязкость и способствует уменьшению размеров частиц путем гомогенизации на следующем этапе; во-вторых, сахар действует как стабилизатор эмульсии и позволяет избежать формирования жидких кристаллов, которые вызывают агрегацию капель и помутнение эмульсии.
Финальная смесь может затем быть гомогенизирована. Гомогенизацию используют, чтобы уменьшить размер капель эмульсии. Из-за того, что небольшие количества эмульгатора используются на первом этапе и концентрацию эмульгатора разбавляют на втором этапе, эмульсия, которая выходит на втором этапе, не является микроэмульсией, и размер капель составляет более 100 нм. Чтобы уменьшить размер капель эмульсии, например, до менее чем 100 нм, и иметь прозрачную эмульсию, может быть использована гомогенизация под высоким давлением. Число прохождений, которые могут потребоваться, зависит от прилагаемого давления. Для давления в 5000 фунтов на квадратный дюйм, как правило, достаточно от пяти до десяти прохождений. Типичные уровни давления, которые могут быть использованы, составляют приблизительно от 1500 приблизительно до 6000 фунтов на квадратный дюйм. Технологии на основе микрофлюидизаторного процессора могут также быть использованы для получения эмульсий.
Этап эмульгирования может быть выполнен при условии наличия температуры плавления масла и для уменьшения шансов окисления. Например, эмульгирование может происходить при температуре приблизительно от -4 приблизительно до 80°С, приблизительно от 0 приблизительно до 20°С, приблизительно от 30°С приблизительно до 60°С, или приблизительно от 40°С приблизительно до 50°С.
Антиоксиданты, как отмечалось здесь, могут быть добавлены либо в непрерывную, либо в дисперсную фазу для защиты масел. Они могут быть добавлены на любом этапе в процессе образования эмульсии. На каком этапе добавлять антиоксидант и в каком количестве, будет зависеть от конкретного антиоксиданта.
Способы применения
Раскрытые эмульсии могут быть использованы для получения пищевых композиций для доставки масел субъекту. В конкретном примере, раскрытые эмульсии могут быть добавлены в напиток, так что напиток может стать источником ПНЖК и их производных. В другом конкретном примере, здесь раскрыты способы дополнения ПНЖК и их производных у субъекта путем введения эффективного количества раскрытой здесь эмульсии. В другом примере, здесь раскрыты способы лечения различных состояний человека, включая, но не ограничиваясь перечисленным, снижение уровней холестерина, уровней триглицеридов, или их комбинаций у субъекта путем введения эффективного количества эмульсии, описанной здесь.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры приведены ниже для иллюстрации способов и результатов в соответствии с раскрытым объектом изобретения. Эти примеры не предназначены для охвата всех аспектов объекта изобретения, раскрытого здесь, а для иллюстрации типичных способов и результатов. Эти примеры не предназначены для исключения эквивалентов и вариаций настоящего изобретения, которые являются очевидными для специалиста в данной области техники.
Были предприняты усилия, чтобы обеспечить точность в отношении чисел (например, количеств, температуры, уровня рН и т.д.), но должны быть учтены некоторые ошибки и отклонения. Если не указано иное, части являются частями по массе, температура приводится в °С или является комнатной температурой, а давление находится на уровне атмосферного или является близким к нему. Существует множество вариаций и комбинаций условий, например, концентраций компонентов, температур, уровней давления и других диапазонов и условий реакции, которые могут быть использованы для оптимизации чистоты продукта и выхода, полученного из описанного процесса. Только обоснованное и общепринятое экспериментирование будет необходимо для оптимизации таких условий процесса.
Некоторые материалы, соединения, композиции и компоненты, раскрытые здесь, могут быть получены коммерчески или легко синтезированы с использованием способов, в общем известных специалистам в данной области техники. Например, исходные материалы и реагенты, используемые в получении раскрытых композиций, являются либо доступными от коммерческих поставщиков, таких как Ocean Nutrition Canada Limited (Dartmouth, Canada), Aldrich Chemical Co., (Milwaukee, Wis.), Acros Organics (Morris Plains, N.J.), Fisher Scientific (Pittsburgh, Pa.), или Sigma (St. Louis, Mo.) или их получают при помощи способов, известных специалистам в данной области техники путем следующих процедур, изложенных в литературе, такой как работы Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis, Volumes 1-17 (John Wiley and Sons, 1991); Rodd's Chemistry of Carbon Compounds, Volumes 1-5 and Supplementals (Elsevier Science Publishers, 1989); Organic Reactions, Volumes 1-40 (John Wiley and Sons, 1991); March's Advanced Organic Chemistry, (John Wiley and Sons, 4th Edition); and Larock's Comprehensive Organic Transformations (VCH Publishers Inc., 1989).
Примеры 1-7. Прозрачные микро- и наноэмульсии на основе витамина Е ТПГС
Различные примеры были подготовлены с использованием ингредиентов в количествах, указанных в таблице 1. Витамин Е ТПГС (Zhejiang Medicine Company, Xinchang, Zhejiang, China) расплавляют с помощью водяной бани при температуре 60°С. Расплавленный ТПГС, пропиленгликоль, глицерин (Nealander International Inc., Mississauga, Canada) и рыбий жир (Ocean Nutrition Canada Limited, Dartmouth, Canada) затем смешивают вместе. Некоторые примеры (как указано в таблице 2) медленно добавляют в 66,7% водный раствор сахара. Полученную в результате смесь затем добавляют в ДИ воду при перемешивании, пока не образуется прозрачная эмульсия. Затем проводят гомогенизацию под давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм за 10 прохождений. Размер капель эмульсий составляет приблизительно 72 нм, как определено при помощи анализатора частиц Particle Analyzer Beckman Coulter LS230. Эмульсии остаются прозрачными после разбавления водой в любых соотношениях. Хранение осуществляется при температуре 4°С.
Прозрачность большинства образцов эмульсии тестировали при помощи светопоглощательной способности 0,94% раствора в ДИ воде (0,94 г эмульсии / 100 г воды для получения 50 мг ЭПК+ДГК на порцию 250 г) при 400 нм - 0,068 (ДИ вода в качестве эталона).
Таблица 1
Формула эмульсий, изготовленных с витамином Е ТПГС эмульгатором, различными маслами, а также различным соотношением эмульгатор/масло
Пример No.
Ингредиенты (в мас.%)
Комп. 1
Комп. 2
3
4
5
6
7
Витамин Е ТПГС*
19,3
19,9
8,5
5,4
6,0
6,8
5,4
Децитин
-
-
-
-
1,3
Пропиленгликоль
4,1
4,8
8,5
5,3
6,0
6,8
5,3
Глицерин
1,9
1,9
7,9
8,0
6,0
6,8
8,0
Сахар
44,4
48,3
49,0
47,3
47,4
Вода
65,7
64,9
22,2
24,2
24,5
23,7
23,7
Омега-3 масло
8,9<sup>А</sup>
8,5<sup>В</sup>
8,5В
8,8<sup>С</sup>
8,5<sup>С</sup>
8,5<sup>С</sup>
8,8<sup>С</sup>
ГЛБ
13,2
13,2
13,2
13,2
13,2
13,2
12
Соотношение эмульгатор/масло
2,1
2,3
1,0
0,61
0,7
0,8
0,72
Светопоглощательная способность при длине волны 400 нм (А)
-
-
0,068
0,117
0,105
0,098
0,073
А 30ТГ Омега-3 рыбий жир (270 мг/г ЭПК+ДГК; 320 мг/г общих Ω-3 в форме ТГ)
В 30ТГ Омега-3 рыбий жир (290 мг/г ЭПК+ДГК; 350 мг/г общих Ω-3 в форме ТГ)
С 30ТГ Омега-3 рыбий жир (250 мг/г ЭПК+ДГК; 300 мг/г общих Ω-3 в форме ТГ)
Примеры 1 и 2 являются сравнительными примерами, в которых соотношение эмульгатора к дисперсной фазе (в этих случаях омега-3 рыбий жир) составляет 2,1 и 2,3. В Примерах 1 и 2 сахар не использовали, и количество сорастворителя было относительно низким.
Примеры 8-12. Микро- и наноэмульсии с использованием различных эмульгаторов
За способом, описанным для Примеров 1-7 выше, последовали другие, с использованием различных других эмульгаторов. В Примерах 8-12 использованы эмульгаторы, которые имеют схожие или различные значения ГЛБ. Различные примеры были приготовлены с использованием ингредиентов в количествах, указанных в таблице 2.
Масло объединяли с полисорбатом, пропиленгликолем, соевым лецитином (Solae Company, St. Louis, Missouri, US), додецилсульфатом натрия и/или моноглицеридом (Abitech, Northampton, UK), как указано в таблице 2 для образования однородной смеси. Затем смесь медленно добавляли в 66,7% раствор сахара при перемешивании. Был добавлен глицерин, как указано в таблице 2. Смесь перемешивали в течение 5 минут, а затем гомогенизировали под давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм с использованием микрофлюидизатора за 10 проходов. Хранение осуществляли при температуре 4°С.
Прозрачность большинства образцов эмульсии тестировали при помощи светопоглощательной способности 1,8% раствора в ДИ воде (1,8 г эмульсии /100 г воды для получения 50 мг ЭПК+ДГК на порцию 250 г) при 400 им - 0,052 (ДИ вода в качестве эталона).
Таблица 2
Формула эмульсий с различными значениями ГЛБ, изготовленных с различными эмульгаторами и различными маслами
Пример No.
Ингредиенты (в мас.%)
8
9
10
11
Комп.12
Полисорбат 80
-
-
-
-
7,7
Полисорбат 85
6,6
6,6
Додецилсульфат натрия
0,9
3,8
-
Пропиленгликоль
4,4
4,4
8,8
8,3
4,4
Глицерин
4,0
4,0
-
-
4,0
Лецитин
2,2
2,2
-
-
-
Моноглицерид
-
-
-
-
1,2
Сахар
52,2
52,2
58,7
55,1
52,2
Вода
26,1
29,4
29,4
27,5
26,2
Омега-3 масло
4,5<sup>А</sup>
4,4<sup>А</sup>
2,2<sup>В</sup>
8,3<sup>В</sup>
4,4<sup>А</sup>
ГЛБ
10
10
40
40
13,5
Соотношение эмульгатор /масло
1,5
1,5
0,4
0,1
1,8
Светопоглощательная способность при 400 нм СА)
-
0,052
0,018
0,046
0,012
А Фракционированный охлаждением рафинированный 30ТГ Омега-3 рыбий жир (546 мг/г ЭПК+ДГК в форме ТГ)
В 30ТГ Омега-3 рыбий жир (250 мг/г ЭПК+ДГК; 300 мг/г общего Ω-3 в форме ТГ)
Эти примеры показывают, что раскрытые способы являются относительно независимыми от значения ГЛБ эмульгатора. Таким образом, может быть использован широкий спектр эмульгаторов с различными значениями ГЛБ.
Органолептическая оценка прозрачных омега-3 масло-в-воде эмульсий в напитках
Эмульсия в сравнительном Примере 2 была протестирована в нескольких напитках. Все напитки были пастеризованные. Эмульсию добавляли перед пастеризацией при уровне дозы, составляющем 32 мг ЭПК+ДГК на порцию 500 грамм. "Приемлемость вкуса" оценивали по шкале от 1 до 7, где 1 является наиболее приемлемым вкусом, а 7 является наиболее неприемлемым. От четырех до пяти членов комиссии приняли участие в сенсорном оценивании. Любой образец с оценкой "приемлемости вкуса" больше чем 4 был забракован. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты органолептической оценки для напитков, обогащенных эмульсией рыбьего жира-в-воде
Приемлемость вкуса после хранения при температуре 4°С
Время хранения (дни)
1
7
14
21
28
35
42
49
56
Лимон-лайм GATORADE™
1,5
2,2
3
3
2,75
12,5
2,125
2,5
4
Яблочный сок
4
4,4
4,5
6
забракован
Апельсин GATORADE™
2
1,8
2
3
1,75
2,5
1,75
1,25
2,25
Фруктовый пунш
3,75
4,4
5,25
4,75
забракован
Прозрачная эмульсия омега-3 масло-в-воде на основе витамина Е ТПГС может быть использована для обогащения апельсинового напитка GATORADE™ в количестве до 32 мг ЭПК+ДГК на порцию 500 граммов. Сенсорные ощущения обогащенного напитка GATORADE™ являются приемлемыми после хранения до 56 дней. Напиток лимон-лайм GATORADE™ был приемлем до 56 дней.
Для оценки двух формул прозрачной эмульсии: 1:1 и 2:1 при различных уровнях ПНЖК в апельсиновом напитке GATORADE™, включающем 20 мг, 32 мг и 50 мг на порцию 250 г.Формула образца прозрачной эмульсии 1:1 является такой же, как формула, показанная в Примере 3, а формула образца прозрачной эмульсии 2:1 является такой же, как формула, показанная в Сравнительном Примере 2. Приемлемость вкуса определяли так, как отмечалось выше, с оценкой ниже 4, являющейся приемлемой. Рыбный привкус был основан на шкале от 0 до 6, где 0 соответствует полному отсутствию рыбного вкуса, а 6 имеет совершенно рыбный вкус. Оценка рыбного привкуса ниже 2,0 является приемлемой. Результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4
Результаты органолептической оценки для апельсинового напитка GATORADE™, обогащенного эмульсией рыбьего жира-в-воде
Соотношение эмульгатор : масло
Доза ЭПК+ДГК / 250 г
Вкус
По сравнению с контролем (0)
Приемлемость (1-7)
Рыбный привкус (0-6)
Контроль
-
-
0
1,0
0,0
1:1
20
апельсиновый, парфюмерный, сладкий, терпкий, слегка соленый
0,3
1,9
0,1
1:1
32
апельсиновый, парфюмерный, сладкий, приглушенный, мыльный, цветочное послевкусие, слегка недостаточный, приглушенный
0,4
1,6
0,1
1:1
50
апельсиновый, парфюмерный, сладкий, слегка маслянистая текстура, слегка приглушенный, рыбный, терпкий, слегка мыльный
0,6
2,2
0,4
2:1
20
апельсиновый, парфюмерный, сладкий, зеленый, терпкий, очень мыльноватый
0,3
1,8
0,1
2:1
32
апельсиновый, парфюмерный, сладкий, слегка пластмассовый, слегка зеленый, терпкий, цветочный, слегка мыльный, жирный, слегка более кислый
0,6
2,1
0,0
2:1
50
апельсиновый, парфюмерный, сладкий, слегка горький, зеленый, цитрусный, цветочный, слегка мыльный, зеленый, жирный
0,4
2,1
0,2
Эмульсия масло-в-воде на основе ПНЖК витамина Е ТПГС может быть использована для обогащения апельсинового напитка GATORADE™ в количестве до 50 мг ЭПК+ДГК на порцию 250 граммов. Сенсорные ощущения обогащенного напитка GATORADE™ являются приемлемыми в начале тестирования.
Органолептическая приемлемость напитка лимон-лайм GATORADE™, обогащенного эмульсиями ПНЖК масло-в-воде оценивали с помощью приготовления образцов при уровне дозы, составляющем 50 мг ЭПК+ДГК на порцию 250 грамм и с различными антиоксидантами. В базовой формуле прозрачной эмульсии, перед добавлением различных антиоксидантов, использовали то же соотношение эмульгатор : масло, что и в Примере 3: в частности, витамин Е ТПГС (4,38%); 30ТГ омега-3 рыбий жир (4,38%), пропиленгликоль (4,38%), сахар (55,8%), вода (27,9%) и глицерин (3,2%) (всего 100%).
Различные антиоксиданты, в том числе лимонную кислоту, аскорбиновую кислоту, экстракт зеленого чая от компании Taiyo International, Inc (Minneapolis, MN) и 20М экстракт зеленого чая от Danisco Canada Inc. (Scarborough, Canada) добавляли раздельно для получения желаемой концентрации антиоксидантов, указанной в таблице 5.
Ускоренное исследование срока хранения было использовано для оценки срока хранения обогащенных напитков GATORADE™. Все образцы хранили при температуре 35°С в темноте и тестировали раз в две недели. Результаты представлены в таблице 5.
Можно использовать эмульсию рыбий жир-в-воде на основе витамина Е ТПГС для обогащения напитка лимон-лайм GATORADE™ ПНЖК. Обогащенный напиток может иметь срок хранения 6-8 месяцев.
Таблица 5
Органолептическое оценивание напитка лимон-лайм GATORADE™ с добавлением 50 мг ЭПК+ДГК эмульсии рыбий жир-в-воде и с различными антиоксидантами
Композиция образца при температуре 35°С
Приемлемость вкуса
Рыбный привкус
День 1
Нед. 2
Нед. 4
Нед. 6
Нед. 8
День 1
Нед. 2
Нед. 4
Нед. 6
Нед. 8
1:1, без антиоксидантов или АП<sup>а</sup> в водной фазе
1,8
3.2
-
-
-
0,2
1,4
-
-
-
0,8% лимонная кислота, 4,09% рыбий жир
1,3
3,4
-
-
-
0
1,4
-
-
-
0,5% лимонная кислота, 4,22% рыбий жир
1,8
3,8
-
-
-
0,2
2
-
-
-
0,5% лимонная кислота, 33.33% ВФКС<sup>б</sup>
1,8
3,6
-
-
-
0,2
1,4
-
-
-
0,2% лимонная кислота
1,6
3,4
-
-
-
0
1,6
-
-
-
2% аскорбиновая кислота,
1,8
4
-
-
-
0,3
1,8
-
-
-
1% аскорбиновая кислота, 3,97% рыбий жир
3,3
4,6
-
-
-
1
2,2
-
-
-
1% аскорбиновая кислота, 33,33% ВФКС
1,8
5
-
-
-
0
3,4
-
-
-
0,5% аскорбиновая кислота
1,3
5,6
-
-
-
0
3
-
-
-
0,05% Danisco экстракт зеленого чая 20 М
1,4
3,4
-
-
-
0
1
-
-
-
0,05% 20М, 33,33% ВФКС
1
3,6
-
-
-
0
0,8
-
-
-
0,1% Danisco экстракт зеленого чая 20М
1
2,4
3,3
3,6
5,2
0
0,4
1
1,5
3
0,05% Taiyo экстракт зеленого чая. 4,35% рыбий жир
1,5
3,3
-
-
-
0.2
1,4
-
-
-
0,1% Taiyo экстракт зеленого чая. 4,35% рыбий жир
2
3,3
-
-
-
0,4
1,2
-
-
-
0,1% Taiyo экстракт зеленого чая, 33,33% ВФКС
1,4
3,6
-
-
-
0
1,8
-
-
-
0,2% Taiyo экстракт зеленого чая, 4,13% рыбий жир
1,8
2,4
3,2
3,6
4,7
0,4
0,8
1,2
1,8
3,2
551 частей на миллион АП, 5,8% Рыбий жир
2,2
2,4
3,8
-
-
0,4
0,4
1,8
-
-
<sup>а</sup> АП - оскорбил пальмат
<sup>б</sup> ВФКС - Высокофруктозный кукурузный сироп
Следует отметить, что некоторые виды рыбьего жира уже имеют добавленные в них антиоксиданты. Например, рыбий жир может содержать Duralox, который представляет собой смесь лимонной кислоты со смешанным природным токоферолом и экстрактом розмарина. Таким образом, антиоксиданты, перечисленные в таблице 6, являются дополнением к тем, которые уже присутствуют в маслах.
Сравнительные Примеры 13-23. Прозрачная микроэмульсия на основе полисорбата
Различные примеры были приготовлены с использованием ингредиентов в количествах, указанных в таблице 6. Сахар (Redpath Сахар Ltd., Toronto, Canada) растворяли в ДИ воде, чтобы приготовить 50% сахарный раствор. Полисорбат 80 (Sigma-Aldrich, Co., St. Louis, МО, USA), пропиленгликоль (Fisher Scientific Inc. Ottawa, Canada), полисорбат 85 (Sigma-Aldrich, Co., St. Louis, МО, USA), и омега-3 масло (Ocean Nutrition Canada Limited, Dartmouth, Canada) добавляли затем в сахарный раствор. Затем смесь эмульгировали до тех пор, пока она не становилась прозрачной при визуальном осмотре. Хранение осуществляли при температуре 4°С.
Все эмульсии при визуальном осмотре оставались прозрачными в течение периода более чем один год. Они также оставались прозрачными при разведении водой в любых соотношениях. Прозрачность проверяли визуально в сравнении с водой. Некоторые были проверены посредством спектроскопических способов, как описано выше. Например, разбавление эмульсии из Примера 16 в таблице 2 в концентрации 0,9%, которая дает 50 мг ЭПК+ДГК на порцию 250 г, обладало светопоглощательной способностью, составляющей 0,024 А при 400 нм. Некоторые кристаллы сахара выкристаллизовывались из эмульсии, но это не влияло па прозрачность эмульсии и разбавление эмульсии.
Таблица 6
Формула эмульсий, приготовленных с эмульгаторами на основе полисорбата и с различными ПНЖК
Пример No.
Ингредиенты (в мас.%)
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Полисорбат 80
52,1
59,6
43,5
43,4
43,5
43,4
42,0
42,2
43,4
42,1
35,1
Полисорбат 85
-
3,0
2,2
2,3
2,2
2,3
5,8
5,4
5,5
5,0
14,2
Пропиленгликоль
41,7
29,9
21,7
22,2
21,7
22,2
21,0
21,1
20,7
21,8
20,1
Abimono 90 LS
2,9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Сахар
-
-
13,6
13,3
13,6
13,3
13,0
12,9
12,5
12,4
10,2
Вода
-
-
13,6
13,3
13,6
13,3
13,0
12,9
12,5
-
-
Омега-3 масло
3,2<sup>C</sup>
7,5<sup>А</sup>
5,4<sup>А</sup>
5,6<sup>В</sup>
5,4<sup>А</sup>
5,6<sup>В</sup>
5,3<sup>D</sup>
5,6<sup>E</sup>
5,3<sup>F</sup>
5,6<sup>G</sup>
10,3<sup>G</sup>
ГЛБ
14,5
14,8
14,8
14,8
14,8
14,8
14,5
14,5
14,5
14,6
13,8
Соотношение эмульгатор/масло
17,2
8,3
8,5
8,2
8,5
8,2
9,1
8,5
9,2
8,4
4,8
А Этиловый эфир омега-3 рыбьего жира (660 мг/г ЭПК+ДГК; 740 мг/г общего Ω-3 в форме ЭЭ)
В Фракционированный охлаждением рафинированный омега-3 Рыбий жир (546 мг/г ЭПК+ДГК в форме ТГ)
С 30 ТГ омега-3 Рыбий жир (270 мг/г ЭПК+ДГК; 320 мг/г общего Ω-3 в форме ТГ)
D Фракционированное охлаждением рафинированное омега-3 водорослевое масло (350 мг/г ЭПК+ДГК)
E Фракционированный охлаждением рафинированный омега-3 морской рыбий жир 18/12 ТГ (250 мг/г ЭПК+ДГК; >300 мг/г общего Ω-3 в форме ТГ)
E Фракционированный охлаждением рафинированный омега-3 рыбий жир Side stream EX ЭПК 27/15 (420 мг/г ЭПК+ДГК)
G Фракционированный охлаждением рафинированный омега-3 рыбий жир ХВ 18/12 ТГ фракционированный охлаждением рафинированный (287 мг/г ЭПК+ДГК в форме ТГ)
Эти примеры показывают, что прозрачные эмульсии с ПНЖК могут быть приготовлены с эмульгаторами на основе полисорбата, но используется большой избыток этих конкретных эмульгаторов к маслу.
Сравнительный Пример 24
Следовали процедуре, изложенной в Примере 1 Патента США 5753241, за исключением того, что эмульгаторы, раскрытые в нем, были заменены на витамин Е ТПГС (Zhejiang Medicine Company, Xinchang, Zhejiang, China), а этиловый спирт был заменен на пропиленгликоль (Fisher Scientific Inc. Ottawa, Canada). Ингредиенты и количества приведены в таблице 7. Далее эмульсию гомогенизировали под давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм с использованием микрофлюидизатора (Microfluidics, Newton, MA, USA) за 15 проходов, чтобы она была сравнимой с Примером 6 в таблице 1 выше, где соотношение эмульгатор/масло = 0,8.
Таблица 7
Ингредиенты
Масса (г)
Процентное содержание (%)
Витамин Е ТПГС
20,4
6,8
Рыбий жир
25,5
8,5
Пропиленгликоль
45
15
Вода
191,4
63,8
Глицерин
17,7
5,9
Всего
300
100
Светопоглощательная способность разведения (0,94 г эмульсии/100 г воды для получения 50 мг ЭПК+ДГК на порцию воды 250 г при 400 нм) составляет 0,419, что не является прозрачным или полупрозрачным. Соответствующий образец в таблице 1 (т.е. Пример 6) обладает светопоглощательной способностью 0,098. Таким образом, присутствие сахара значительно влияет на различия в прозрачности.
Сравнительный Пример 25
Следовали процедуре, изложенной в Примере 1 Патента США 5798333, за исключением того, что циклоспорин был заменен на 30 ТГ рыбий жир. Ингредиенты и количества приведены в таблице 8.
Таблица 8
Ингредиенты
Масса (г)
Процентное содержание (%)
Витамин Е ТПГС
8
28,6
Рыбий жир (30 ТГ)
10
35,7
Пропиленгликоль
10
35,7
Всего
28
100
Светопоглощательная способность разведения (0,23 г эмульсии/100 г воды для получения 50 мг ЭПК+ДГК на порцию воды 250 г) при 400 нм составила 1,237, что не является прозрачным или полупрозрачным. Соответствующий образец в таблице 1 (т.е. Пример 6) обладает светопоглощательной способностью 0,098.
Сравнительный Пример 26
Следовали процедуре, изложенной в WO 2009/117152, страницы со 155 по 157, используя формулу в таблице 2А (ix), но было использовано уменьшенное количество витамина Е ТПГС чтобы сделать его сравнимым с Примером 6 в таблице 1 настоящего документа, который имеет соотношение эмульгатор/масло = 0,8. Ингредиенты и количества приведены в таблице 9. Также, образец гомогенизировали при 7400 об/мин, используя устройство Polytron РТ 6100 в течение 10 минут, вместо гомогенизирования при от 850 об/мин до 1200 об/мин, используя реверсивный гомогенизатор CJ-4E (Arde Barinco, Inc.)
Таблица 9
Ингредиенты
Фаза
Масса (г)
Процентное содержание (%)
Рыбий жир (30 ТГ)
Масло
40
10
Вода
Вода
325,2
81
Saladizer (TIC Gum, White Marsh, MD)
Вода
0,8
0,2
Витамин Е ТПГС
Масло
32
8
Saladizer
Масло
0,254
0,06
Бензиловый спирт
Масло
2,0
0,5
Лимонная кислота
Эмульсия
1,12
0,3
Всего
28
100
Светопоглощательная способность разведения (0,8 г эмульсии / 100 г воды для получения 50 мг ЭПК+ДГК на порцию воды 250 г) при 400 нм составила 2,162, что не является прозрачным или полупрозрачным. Соответствующий образец в таблице 1 т.е., Пример 6, обладает светопоглощательной способностью 0,098.
Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что различные модификации и изменения могут быть сделаны в настоящем изобретении без отхода от объема и сущности изобретения. Другие варианты воплощения изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники с учетом спецификации и практического применения изобретения, раскрытого здесь. Предполагается, что спецификацию и примеры можно рассматривать только как образцовые, с истинной сущностью и объемом изобретения, указанными в следующей формуле изобретения.