Биологически активные добавки способы получения

Пробиотический препарат с железом

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ К ПИЩЕ

Коротко о хелатирующих агентах и хелатах

Так как речь в описании изобретения к патенту пойдет об использовании хелатирующих агентов в виде раствора казеиновых фосфопептидов, для начала дадим определение хелатам и хелатирующим агентам:

Хелатирующий агент (chelating agent) [греч. chela — клешня ; лат. agens (agentis) — действующий] — химические соединения клешневидной формы, лиганды, обладающие способностью связывать атомы металлов.

Лиганд (от лат. ligare — связывать) — атом, ион или молекула, связанные с неким центром (акцептором). Понятие применяется в биохимии для обозначения агентов, соединяющихся с биологическими акцепторами (рецепторами, иммуноглобулинами), а также в химии комплексных соединений, обозначая там присоединенные к одному или нескольким центральным (комплексообразующим) атомам металла частицы.

Хелатирующие агенты содержат два основных типа электронодонорных центров: А — химические группы, содержащие подвижный протон (напр., -COOH, -ОН, -SO₃H); Б — нейтральные электронодонорные группы (напр., R₂O, R₃PO, RN).

Примером хелатирующего агента может служить этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА), которая прочно и обратимо связывает дивалентные катионы (см. рис.1 и рис.2). Хелатирующие агенты играют важную роль в процессах жизнедеятельности, напр. гемоглобин, хлорофилл и витамин B₁₂ являются хелатными комплексами соответственно Fe 2+ -, Mg 2+ — и Со 2+ -оснований порфиринового ряда. Х.а. используют для вывода ядовитых и радиоактивных металлов из организма и растворения камней (напр., почечных), возникающих при нарушении обмена веществ. Термин «хелат» ввел M. Дрю в 192 0 г.

Соответственно, Хелаты — клешневидные комплексные соединения, образуются при взаимодействии ионов металлов с полидентатными (то есть имеющими несколько донорных центров) лигандами.

Хелаты содержат центральный ион (частицу) — комплексообразователь и координированные вокруг него лиганды. Внутренняя сфера хелата состоит из циклических группировок, включающих комплексообразователь.

Иногда разделяют понятия хелатного и внутрикомплексного соединения. Второе определение применяют в случае, когда атом-комплексообразователь замещает протон лиганда в соединении.

Хелаты используют в химии для разделения, концентрирования и аналитического определения различных элементов. В медицине и сельском хозяйстве — для введения в пищу микроэлементов (Fe, Cu, Mn и т. д.), благодаря высокой усвояемости хелатных комплексов по сравнению со свободными ионами металлов .

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ К ПИЩЕ

Описание изобретения к патенту РФ № 2345574

(О пробиотике с усвояемым железом)

Изобретение относится к микробиологической промышленности и биотехнологии, а именно к БАД на основе молочного сырья и железа. В приготовленную питательную среду на основе осветленной творожной сыворотки вносят хелатирующий агент в виде раствора казеиновых фосфопептидов в количестве 15-20% от объема среды и сульфат железа в количестве 0,35-0,45 мг/мл. Среду стерилизуют, охлаждают и вносят 3-5% активизированных культур пропионовокислых бактерий , проводят культивирование. Изобретение позволяет повысить усвояемость железа организмом, сократить срок его усвоения за счет подготовки пропионовокислыми бактериями пищеварительного тракта к приему биодоступного железа, увеличить количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий. 2 ил., 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к микробиологической промышленности и биотехнологии, а именно к биологически активным добавкам на основе молочного сырья и железа.

Известно, что дефицит железа приводит к повышению ломкости волос и ногтей, воспалению органов рото- и носоглотки, изменению характера вкусовых ощущений, снижению функции щитовидной железы и активности иммунной системы, повышению восприимчивости организма к различным инфекциям и, как следствие, к развитию железодефицитной анемии (ЖДА).

Железодефицитные состояния по-прежнему остаются актуальной, и во многих отношениях не решенной проблемой современной медицины. Для профилактики и лечения железодефицитных состояний принимаются препараты, содержащие железо. В медицинской и ветеринарной практике железосодержащие препараты применяются внутрь и парентерально (внутримышечно или внутривенно).

Препараты для парентерального применения представлены комплексными соединениями — декстраном, декстрином, сахаратом, глюконатом и сорбитолом (см.: Чернов В.М. «Применение внутримышечных препаратов железа в клинической практике» // Гематология и трансфузиология, 2004, т.49, № 3, с.27).

Имеются данные, что многократное введение декстрана железа в один и тот же участок мышцы может способствовать канцерогенезу. Кроме того, ионные парентеральные ферропрепараты вызывают достаточно серьезные побочные проявления: боль в месте введения, вкус железа во рту, снижение аппетита, лихорадку, крапивницу, артралгии, астму, тошноту и расстройства кровообращения (см.: «Дефицит железа у детей: проблемы и решения» Т.В.Казаков и др. // Consillium-Medicum приложение, 2002, т.4, № 3, с.15-17). Глюконат железа для внутривенного введения настолько токсичен, что может применяться только в режиме низких доз. Декстранат железа имеет невысокий, но значительный риск анафилаксии (см.: Чернов В.М. «Применение внутримышечных препаратов железа в клинической практике» // Гематология и трансфузиология, 2004, т.49, № 3, с.27).

Препараты для внутреннего применения представлены сульфатом железа (актиферрин, сорбифер дурулес, конферон, тардиферон, ферроплекс), хлоридом железа (гемофер, сироп алоэ с железом), глюконатом железа (апаферроглюконат), фумаратом железа (ферретоаб), а также препаратом трехвалентного железа — мальтофером (см.: Воробьев П.А. Анемичный синдром в клинической практике. — М.: Ньюдиамед, 2001. — 168 с.).

Лечение пероральными препаратами железа, чаще всего солевыми и двухвалентными, эффективно, просто, дешево, но ограничено побочными эффектами, плохой всасываемостью солевых препаратов железа.

Известен железосодержащий препарат Ферпос для профилактики алиментарной анемии, содержащий катионное двухвалентное железо с концентрацией 1,0±0,15% (см.: Заявка РФ № 92006763, кл. А61K 35/24, 1992 г.).

Однако данный препарат имеет невысокую биологическую активность за счет низкого содержания железа.

Известен железосодержащий препарат Ферокс для профилактики алиментарной анемии с концентрацией двухвалентного железа 1,0±0,15% (см.: Заявка РФ № 92006855, кл. А61K 33/26, 1995).

Однако препарат также имеет невысокую биологическую активность за счет низкого содержания железа.

Недостатком вышеназванных известных решений является то, что железо в этих препаратах, хоть и находится в двухвалентной форме, но в процессе усвоения может подвергнуться быстрому химическому окислению, что впоследствии приведет к образованию нерастворимого Fe 3+ , кот орый не усваивается организмом, накапливается в нем, вызывая тем самым, эффект отравления.

Связывать железо и оставлять его в усвояемой форме способны аминокислоты.

Дело в том, что ионы железа, находясь в оболочке аминокислоты, не требуют дополнительных превращений в организме, они являются готовыми к использованию и транспортировке клетками эпителия тонкой кишки, где происходит основной процесс усвоения. Такой процесс называется «хелатированием». Употреблять нехелатированные минеральные вещества (в том числе и железо) означает подвергать организм еще большей нагрузке, так как он пытается выделить дополнительные аминокислоты, необходимые для процесса хелатирования. Другими словами, организм будет пытаться самостоятельно хелатировать минеральные вещества, но этим перегрузит систему и растратит те аминокислоты, которые должны использоваться в других процессах.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является получение биологически активной добавки к пище «Magni Fe ++ «, содержащей 20 мг двухвалентного железа в виде аминокислотного хелата (см.: Шарманов Т.Ш. Отчет центра экспертизы БАД по клинической апробации биологически активной добавки «Magni Fe ++ «, 2003 г.).

Недостатком данного препарата является то, что при его изготовлении не предусмотрена подготовка желудочно-кишечного тракта к оптимальному усвоению железа.

Установлено, что существует причинная связь между слизистой желудка и дефицитом железа, что имеет непосредственное отношение к патогенезу железодефицитного состояния. У подавляющего числа больных ЖДА при биопсии слизистой оболочки желудка обнаружены морфологические изменения от поверхностного гастрита до глубокой атрофии железистого аппарата. В настоящее время считается, что морфофункциональные изменения слизистой оболочки желудка при ЖДА носят вторичный характер и являются не причиной, а следствием железодефицита (см.: «Способ лечения железодефицитной анемии» патент RU 2272641 С2, 27.03.2006 Бюл. №9).

С учетом имеющихся недостатков железосодержащих препаратов поиск новых биологически активных добавок для профилактики и лечения железодефицита остается актуальным.

Задачей настоящего изобретения является создание биологически активной добавки к пище, обогащенной усвояемым хелатированным железом, на основе пропионовокислых бактерий для восполнения недостатка железа в организме и профилактики ЖДА.

Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении усвояемости железа организмом, сокращении срока усвоения за счет подготовки пропионовокислыми бактериями пищеварительного тракта к приему биодоступного хелатного железа, увеличении количества жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий.

Проведенные исследования по данной проблеме не выявили способов, идентичных предложенному.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно изобретению, в приготовленную питательную среду на основе осветленной творожной сыворотки вносят хелатирующий агент в виде раствора казеиновых фосфопептидов в количестве 15-20% от объема питательной среды и сульфат железа в количестве 0,35-0,45 мг/мл, среду стерилизуют, охлаждают, вносят 3-5% активизированных культур пропионовокислых бактерий и проводят культивирование.

Существенными отличительными признаками заявляемого способа являются: использование в качестве хелатирующего агента раствора казеиновых фосфопептидов и культивирование среды активизированными культурами пропионовокислых бактерий. Железо в питательную среду вводится в виде двухвалентной соли (FeSO₄).

Пропионовокислые бактерии (ПКБ) являются представителями нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека и животных, обладают морфокинетическим действием, образуют ферменты, участвующие в метаболизме белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот, продуцируют биологически активные соединения, в частности витамин В12 , выполняют иммуногенную и антимутагенную функцию, а также участвуют в детоксикации экзо- и эндогенных токсических агентов. Пропионовокислые бактерии положительно влияют на пристеночное пищеварение, абсорбируя промежуточные метаболиты, в состав которых могут входить и микроэлементы, конкурирующие с железом при всасывании (см.: Воробьева Л.И. Пропионовокислые бактерии. М.: Изд-во МГУ, 1995. 380 с). Поэтому использование ПКБ в заявляемом способе позволит подготовить слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и улучшить всасывание ионов железа и тем самым ускорит темп нормализации гематологических показателей.

В качестве инокулята в заявленном способе использовались активизированные культуры пропионовокислых бактерий разных штаммов: Propionibacterium freudenreichii subsp.shermanii типа AC-2503, Propionibacterium freudenrichii subsp.fredenreichii типа AC-2500 и Propionibacterium cyclohexanicum Kusano типа AC-2260, полученных из фонда BKM Института Биохимии и Физиологии Микроорганизмов (Москва).

Авторами было исследовано влияние различных доз сульфата железа на биохимическую активность указанных микроорганизмов с целью использования их при производстве железосодержащей БАД. Для оценки влияния железа на рост пропионовокислых бактерий сравнивали количество жизнеспособных клеток по окончании процесса культивирования, а также удельные скорости роста культур в каждом варианте опыта. За контроль взята среда без добавления сульфата железа. Результаты представлены в таблице 1 и на фиг.1.

Источник

Производство биологически активных добавок: как создаются натуральные БАДы Amway

14 августа 2020

Лао-Цзы говорил, что всё великое начинается с малого. Путь к здоровью тоже может зародиться в первой пробежке, полезном завтраке или крохотном зёрнышке, которое превратится в один из компонентов биологически активной добавки. Какой путь проходит БАД* от NUTRILITE™ до того, как попасть в ваш дом?

1 этап — отбор растений

Производство начинается задолго до того, как семена растения попадут в почву. На первом этапе исследователи проводят проверку генов по базе, в которой не менее 1300 видов растений. Все они имеют уникальный код. Таким образом удаётся подобрать состав БАДа, способный принести наибольшую пользу. На 1 тыс. растений специалисты выполняют около 20 тыс. тестов. Amway является единственным производителем БАДов, который проводит такого рода проверку.

2 этап — отбор семян

Через руки исследователей компании проходят миллионы семян. Каждое из них бережно, словно дитя, проверяется на болезни, примеси, урожайность, содержание питательных веществ и другие важные факторы. Причём семена сертифицируют не только сотрудники Amway, но и независимые эксперты. К посеву допускаются лишь здоровые образцы с уникальным «свидетельством о рождении» — особым кодом, своего рода документом, подтверждающим, что они выдержали проверку на качество. Только компания Amway столь тщательно подходит к отбору семян, которые используются при выращивании растений для биологически активных добавок.

3 этап — выбор фермы

Место и условия выращивания имеют особое значение для сохранения полезных свойств растений. Поэтому Amway культивирует сырьё для БАДов на собственных полях общей площадью почти 2,5 тыс. га. Фермы в США, Мексике и Бразилии сертифицированы агентством International Federation of Organic Agricultural Movements как органические. Если для культуры местный климат не подходит, компания поручает выращивание сертифицированным фермам-партнёрам, расположенным на всех континентах, кроме Антарктиды. Их деятельность соответствует принципам компании. Партнёры не используют химикаты для борьбы с вредителями или ускоренного роста растений. Задача производителя — проверить получаемое сырьё по протоколу Amway Supplier Quality Process. Это обеспечивает строжайший контроль качества ингредиентов со стороны поставщиков, а также повторный входящий контроль каждой партии со стороны Amway. Всё, что не подходит по качеству, утилизируется для вторичного использования в сельском хозяйстве в качестве удобрения.

4 этап — выращивание

Amway создаёт условия для здорового роста культур, которые затем используются в БАДах. Почва перед посевом удобряется органическим компостом без содержания аммиака или растворимых нитратов. Такой компост не причиняет вреда растениям, не выжигает их. На ферме Trout Lake East в США его готовят по индивидуальному заказу из собственных остатков растительного сырья. На мексиканской ферме создан питомник для червей площадью 2000 м². Черви производят около 10 тысяч литров жидкого гумуса, используемого как удобрение, а также твёрдый гумус для компостирования.

Чтобы пищевые добавки не содержали химических примесей, на органических фермах запрещено использование пестицидов, инсектицидов и гербицидов. Вместо них в ход идут другие методы. За вредными насекомыми охотятся полезные, например, божьи коровки и богомолы. Грызунов, птиц и других мелких вредителей на американских угодьях истребляют соколы. В Мексике с ними борются при помощи естественных фунгицидов: корицы и репеллента с острым перцем, а также воздушной пушкой, позволяющей отогнать диких животных и тем самым уберечь их от ножей сельскохозяйственной техники. В Бразилии для борьбы с вредителями применяют натуральное масло ним (Azadirachta indica). Чтобы избавляться от сорняков, поля пропалывают вручную.

Используемая для ирригации вода проходит проверку в независимых лабораториях. На ферме Trout Lake East оборудована станция для мытья корней с опциями принудительной подачи воздуха и создания вакуума. Это помогает удалить остатки воды на корнях после мытья. Культуры, выращиваемые на мексиканских фермах, требуют орошения тремя разными методами. В Бразилии успешно опробована и введена в эксплуатацию собственная разработка — система ирригации LEPA для кругового полива. Помимо эффективного орошения, она позволяет экономично расходовать воду и электроэнергию, что соответствует духу и философии компании.

Наконец, повсеместно применяются сельскохозяйственные техники севооборота, использования покровных культур и совмещённого выращивания. Они направлены на развитие биологического разнообразия, ротацию растений, борьбу с вредителями, улучшение почвы, защиту от эрозии.

5 этап — сбор урожая

Чтобы не упустить лучший момент для сбора урожая, за всходами ведётся круглосуточный мониторинг. Проверки проходят каждый час. Как только растения достигают зрелости, их аккуратно собирают и отправляют на обработку. Эта процедура занимает всего несколько минут. Она позволяет предотвратить рост микробов в собранных культурах и не допустить их проникновения в БАДы. Лишь Amway среди других производителей БАД предлагает подобный уровень обработки.

6 этап — экстракция

Растения высушивают прямо на ферме в течение 20 минут после сбора. На экстракцию отправляются все полезные части: кожица, семена, корни, листья. Но даже тот материал, что не попадает в биологически активные добавки, используется на 100 %: остатки отправляют обратно в почву в качестве удобрения.

7 этап — производство

На фабрике по производству БАДов готовые таблетки и капсулы проходят более 200 тестов на безопасность и качество. Химики, микробиологи, инженеры-биотехнологи, технологи пищевой продукции — все они контролируют продукты Amway, проводя за год около полумиллиона проверок. Каждый БАД от NUTRILITE™ стандартизирован по составу и содержит строго определённое, одинаковое для всех партий количество ингредиентов в каждой таблетке или капсуле.

8 этап — упаковка

Команда инженеров проводит на производстве более 30 тыс. ежегодных проверок упаковки. Баночки проверяют на дефекты, протекание, устойчивость к давлению и другие причины ускоренного старения ради одной цели: БАД должна содержать заявленное на этикетке количество веществ в течение всего срока годности.

9 этап — доставка

Во время перевозок соблюдаются все меры предосторожности для обеспечения целостности упаковки и сохранности содержимого. Отдельную упаковку можно заказать курьерской доставкой или забрать самостоятельно. Главное, что и на этом этапе сохраняется приверженность чистоте, безопасности и эффективности, и БАД готов к употреблению в пищу в том же виде, что и выпускается с фабрики.

От маленького зёрнышка до запечатанной упаковки — процесс производства БАДов занимает несколько месяцев и задействует усилия множества человек. Их объединяет философия бренда NUTRILITE™, направленная на экологичность, безотходность, максимальную эффективность и сбалансированность биологически активных добавок.

Источник