БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ДОБАВКА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
BIOLOGICALLY ACTIVE ADDITIVE AND ITS PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к пищевой и химико-фармацевтической промышленности и касается биологически активной добавки (БАД) к пище с функциями энтеросорбента и обладающей антиоксидантным действием. Эта композиция предотвращает синтез белков, приводящих к экспрессии неблагоприятных генов, обладает противоопухолевым и противовоспалительным действием, улучшает работу толстого кишечника, снижает риск сердечнососудистых заболеваний и диабета.
Известна биологически активная добавка к пище, которая в качестве антиоксидантных веществ фенольной природы содержит дигидрокверцитин 88-92 мас.% и дигидрокемпферол 8-12 мас.% (патент RU №2154967, опубл. 27.08.2000). Она получена путем экстракции измельченной древесины лиственницы водой при нагревании, охлаждения, фильтрования, упаривания экстракта и растворения его в органическом растворителе с последующим извлечением целевого продукта методом колончатой хроматографии раствора на селикагеле. Элюирование осуществляют водно-спиртовым раствором. Продукт упаривают и кристаллизуют из раствора.
Недостатком этой добавки является наличие в ней примесей неизвестного состава, что может привести к побочным явлениям при ее употреблении, а также длительность и трудоемкость процесса получения указанной композиции.
Известна биологически активная композиция, позволяющая восстановить функциональное состояние иммунной системы в условиях повышенных нагрузок, включающая в качестве антиоксиданта дигидрокверцетин (патент RU №2410979, опубл. 10.02.2011). Согласно изобретению добавка содержит хитозан различной молекулярной массы, аскорбиновую кислоту и экстракт зеленого чая, при следующем соотношении компонентов в мг:
Дигидрокверцетин
2,5-3,0
Хитозан
190-200
аскорбиновая кислота
3,0-4,0
экстракт зеленого чая
3,5-4,0
Недостаток данной композиции заключается в том, что хитозан, содержащийся в добавке, адсорбирует не только дигидрокверцетин, но и многие другие вещества, в том числе кислоты, снижая перильстатику толстого кишечника. Это связано с тем, что в пустом толстом кишечнике выделяется слизь, имеющая слабощелочную среду, которая является сигналом для спокойствия перильстатическим мышцам. Для хорошей работы кишечника необходима слабокислая среда. Хитозан подщелачивает среду, тем самым способствуя застою кишечника и усилению процессов гниения. Кроме того, хитозан обладает низкой десорбционной способностью, что существенно снижает скорость выделения дигидрокверцетина в организме. Таким образом, указанная композиция обладает недостаточно высоким антиоксидантным и пролонгированным действием.
Технический результат предлагаемого изобретения, а также решаемая им задача заключаются в повышении эффективности антиоксидантного воздействия на свободные радикалы за счет введения в организм в режиме пролонгированного действия, обеспечивая эффективную профилактику онкозаболеваний, улучшении гомеостаза толстого кишечника, снижении воспалительных процессов.
С возрастом у человека количество мутирующих (поврежденных) генов увеличивается и естественным образом существующая концентрация белка сиртуина не в состоянии обеспечить необходимый объем ремонта. Сиртуин предотвращает экспрессию генов, отвечающих за синтез белков, в которых организм в настоящее время не нуждается.
Онкологические заболевания прямого кишечника относят к группе заболеваний в заметной степени предопределяемых наследственностью. Механизм запуска процесса новообразований заключается в синтезе гормонов (белков), приводящих к экспрессии неблагоприятных генов. В качестве «спускового механизма» экспрессии может выступать любой неблагоприятный фактор, влияющий на нарушение гомеостаза толстого кишечника. К числу этих факторов следует отнести:
- наличие большого количества поврежденний «благоприятных» генов,
- неблагоприятная pH среды кишечника,
- наличие токсинов в пищевых массах,
- воспалительные процессы, приводящие к массовому образованию свободных радикалов,
- потребление биологически активных, в том числе лекарственных средств.
Таким образом, потребители, имеющие в составе своего генома гены, составляющие панель, ответственную за рак толстого кишечника, должны формировать собственный рацион питания из расчета создания наиболее благоприятных условий гомеостаза для прямого кишечника. К числу таких условий следует отнести в первую очередь слабокислое pH среды.
Слабокислое pH формируется при помощи микрофлоры толстого кишечника путем гидролиза остаточного количества углеводов, дошедших до прямого кишечника. При избыточном содержании в пищевой кашице (химусе) толстого кишечника белков, пептидов и аминокислот создаются условия для гниения при помощи гнилостных бактерий с образованием аммиака. При этом формируется щелочное значение pH, неблагоприятно действующее на гомеостаз толстого кишечника.
При гниении азотсодержащего субстрата кроме аммиака образуются другие промежуточные продукты жизнедеятельности неблагоприятной микробиоты, представляющие собой токсины для организма, в том числе свободные радикалы. Эти вещества влияют, прежде всего, на экспрессию неблагоприятных генов. В связи с этим для лиц, имеющих предрасположенность к онкозаболеваниям толстого кишечника, рацион питания должен включать продукты, содержащие вещества, обладающие протекторными свойствами по отношению к злокачественным новообразованиям, а также к формированию неблагоприятной среды в толстом кишечнике.
В качестве таких компонентов рациона питания могут быть использованы природные антиоксиданты (фитоалексины), например, ресвератрол и пищевые волокна, обладающие сорбционной активностью по отношению к токсинам и самому ресвератролу, например, целлюлоза.
Технический результат изобретения достигается тем, что предлагаемая биологически активная добавка к пище содержит ресвератрол и мелкокристаллическую целлюлозу при следующем соотношении компонентов в мг: ресвератрол - 4-6, мелкокристаллическая целлюлоза - 950-1000. Добавку получают путем высушивания мелкоокристаллической целлюлозы при температуре 70-75°C в течение 1,5-2,0 ч, ее вакуумирования при пониженном давлении 0,04-0,05 МПа для десорбции летучих соединений в течение 2-2,5 ч, погружения высушенной целлюлозы в водный раствор ресвератрола концентрацией 7-10 мас.% с целью адсорбции антиоксиданта на 20-30 мин. при температуре 60-75°C, центрифугирования полученной смеси для отделения свободной воды, высушивания композиции в вакууме при температуре 60-65°C до остаточной влажности 10-11% и ее охлаждения до 18-20°C.
Ресвератрол представляет собой полифенол, который выделяется некоторыми растениями (например, виноградом). Наряду с функцией имитации калорийно ограниченной диеты ресвератрол обладает свойствами восстановления поврежденных ДНК, запуская механизм их синтеза. Механизм действия ресвератрола реализуется путем усиления синтеза белка сиртуина, который предотвращает экспрессию генов, отвечающих за синтез белков, в которых организм в настоящее время не нуждается. Влияние на синтез сиртуина имеет локальное значение. Восстановление и ремонт ДНК происходит в месте расположения ресвератрола.
Ресвератрол также характеризуется свойствами противоракового действия за счет антиоксидативного эффекта. Противораковые действия ресвератрола включают целый ряд механизмов. В частности, он, вероятно, снижает активность энзимов циклооксигеназы. Этот фермент способствует повышению уровня провосполительных соединений и на 30-40% снижает риск развития рака прямой кишки и кожи.
Значимым фактором подавления активности циклооксигеназы является также торможение образования кровеносных сосудов в раковых клетках, что значительно замедляет рост опухоли. Ресвератрол даже вызывает апоптоз (самоликвидацию) раковых клеток путем повышенного синтеза белков p53, p21, p27 и других. Такое влияние было отмечено при изучении влияния ресвератрола на рак: простаты, лимфатической ткани, пищевода, сетчатки, груди.
Ресвератрол оказывает антиоксидативное влияние на активность супероксида кислорода, а также является кардиопротектором в связи с тем же антиоксидативным действием на клетки сосудов и сердца.
Однако отмечается низкая биодоступность ресвератрола для места его ожидаемой локализации, что существенно снижает ожидаемый эффект. Пролонгировать действие ресвератрола необходимо, используя какой-либо природный адсорбент. В предлагаемом изобретении в качестве такого адсорбента применяют мелкокристаллическую целлюлозу.
Мелкокристаллическая целлюлоза (МКЦ) относится к целлюлозе «предельной» степени полимеризации. Она обладает уникальной способностью к образованию устойчивых гелеобразных дисперсий в воде и органических растворителях. Именно эта уникальная способность МКЦ при ее реализации в условиях механических, температурных и ряде других воздействий приводит к развитию ее внутренней поверхности, значительному увеличению доступности гидрофильных групп и, как следствие, повышению сорбционной и реакционной способности в целом.
Присутствие МКЦ положительно влияет на возрастание скорости выделения лекарственных препаратов, способствуя усилению действия лекарственного вещества. Кроме того, МКЦ играет роль мягкого физиологического регулятора и во многих случаях, несмотря на инертность, наблюдается пролонгирование действия лекарственных форм. Существенным является также то, что в изобретении МКЦ используется в чистом виде, без дополнительной химической модификации.
Помимо названных свойств целлюлоза улучшает перистальтику кишечника, ускоряет прохождение пищи по пищеварительному тракту, поглощает слизь, токсины, жиры. Ее употребление уменьшает риск заболевания желудочно-кишечного тракта, а также за счет способности набухать в воде, целлюлоза снижает вероятность развития ожирения. Целлюлоза понижает уровень холестерина и сахара в крови, таким образом, снижается риск сердечнососудистых заболеваний и диабета.
На рисунке приведена изотерма адсорбции ресвератрола на кристаллической целлюлозе, где адсорбция выражена в мг ресвератрола на 1 г целлюлозы.
Из рисунка видно, что наибольшая сорбционная емкость по ресвератролу кристаллической целлюлозы наблюдается при концентрации водного раствора ресвератрола 7-10% и составляет 4-7 мг/г. При увеличении концентрации раствора ресвератрола его адсорбция на целлюлозе повышается, но это приводит к преждевременной десорбции ресвератрола в организме, снижая пролонгированное действие добавки.
Следовательно, в 1 г целлюлозы содержится в среднем 4-6 мг ресвератрола. Поскольку заявленная композиция относится к профилактическим средствам, то при подборе дозировки исходили из рекомендаций института питания РАМН, согласно которым суточная норма потребления клетчатки (целлюлозы) составляет 20-25 г, ресвератрола в профилактических целях - 10-12 мг, в лечебных - 100 мг.
Следовательно, профилактическая доза добавки составляет 2-3 г, а лечебная - 17-25 г в сутки.
Таким образом, качественный и количественный состав композиции обеспечивает комплексное воздействие на организм: ресвератрол вызывает мощный антиоксидантный эффект, снижая риск возникновения злокачественных опухолей и воспалительных процессов, целлюлоза уменьшает вероятность развития заболеваний желудочно-кишечного тракта, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.
Кроме того, ингредиенты композиции усиливают действие друг друга, вызывая синергетический эффект, т.к. целлюлоза адсорбирует ресвератрол в оптимальных количествах (т.е. в суточной норме добавки содержится суточная норма пищевого волокна и ресвератрола) и пролонгирует его действие в организме. Такое действие объясняется также тем, что десорбция ресвератрола из целлюлозы происходит только в среднещелочной среде при pH более 8. В тонком кишечнике pH составляет 7,5-8. При таких значениях щелочности десорбция незначительна. Конечными продуктами гнилостного бактериального разложения белков в толстом кишечнике при аномалии в его функционировании являются такие токсичные и биологически активные вещества, как амины, сероводород, метан, оказывающие отравляющее действие на весь организм человека. Следствием этой ненормальной ситуации становятся запоры, колиты, энтероколиты и у предрасположенных людей - онкология.
Высушивание и вакуумирование мелкокристаллической целлюлозы перед ее погружением в водный раствор ресвератрола позволяет повысить адсорбцию ресвератрола, т.к. высвобождаются активные центры сорбции. При высушивании целлюлозы менее 1,5 ч и при температуре менее 70°C происходит недостаточное испарение влаги, а при температуре более 75°C и длительности процесса более 2,0 ч может наблюдаться разрушение структуры целлюлозы и снижение ее адсорбционной емкости по отношению к ресвератролу. При вакуумировании целлюлозы менее 2 ч происходит недостаточная десорбция летучих соединений, а при вакуумировании более 2,5 ч снижается эффективность процесса. Погружение мелкокристаллической целлюлозы в раствор ресвератрола температурой менее 60°C и/или менее, чем на 20 мин, приводит к недостаточной адсорбции антиоксиданта, а при продолжительности процесса более 30 мин и/или температуре, превышающей 75°C, снижается его эффективность. Высушивание полученной композиции в вакууме при температуре, не превышающей 65°C, необходимо для более высокой сохраняемости ее свойств. Если влажность добавки составляет более 11%, то снижаются сроки ее хранения, при влажности менее 10% увеличивается длительность высушивания.
Предлагаемую композицию применяют либо в виде порошка путем добавления в блюда во время еды, либо в виде желатиновых капсул также во время еды.
Пример. Берут 1000 мг микрокристаллической целлюлозы с влажностью 14,0%, высушивают при температуре 75°C в течение 1,5 ч, вакуумируют при давлении 0,04 МПа для десорбции летучих соединений в течение 2 ч, погружают высушенную целлюлозу в водный раствор ресвератрола с концентрацией 9 мас.% с целью адсорбции антиоксиданта на 25 мин при температуре 60°C до остаточной влажности 10%, охлаждают до 20°C и получают 961,7 мг композиции при следующем содержании компонентов в мг:
ресвератрол
5,7
микрокристаллическая целлюлоза
956
Потребитель. Пол - мужской. Возраст - 57 лет. Профессия - преподаватель вуза. Способ приема - перорально в сутки по 20 г целлюлозы с ресвератролом (4 раза по 5 г) во время еды.