PL241417B1 - Formulacja kurkuminy w postaci suchej, sposób jej otrzymywania, koncentrat napoju, barwnik, napój oraz suplement diety ją zawierający - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest formulacja kurkuminy w postaci suchej zawierająca kurkuminoidy ekstraktu z kurkumy dyspergująca w wodzie, sposób jej wytwarzania oraz formulacja kurkuminy wytworzona tym sposobem. Wynalazek dotyczy też koncentratu napoju, napoju, barwnika, suplementu diety, kompozycji farmaceutycznej zawierających formulację kurkuminy według wynalazku jak również zastosowań formulacji kurkuminy w postaci suchej.

Description

PL 241 417 B1

Opis wynalazku

DZIEDZINA TECHNIKI

Przedmiotem wynalazku jest formulacja kurkuminy w postaci suchej zawierająca kurkuminoidy ekstraktu z kurkumy dyspergująca w wodzie. Wynalazek dotyczy też sposobu otrzymywania formulacji kurkuminy w postaci suchej, dyspergującej w wodzie oraz koncentratu napoju, barwnika, napoju oraz suplementu diety ją zawierających. Opisano również zastosowanie formulacji ekstraktu z kurkumy, dyspergującego w wodzie w produktach spożywczych, produktach paszowych, suplementach diety oraz produktach leczniczych.

STAN TECHNIKI

Ostryż długi, Curcuma longa powszechnie nazywany kurkumą to tropikalna roślina z rodziny Zingiberaceae pochodząca z południowej Azji. Kłącza kurkumy tradycyjnie wykorzystywane były jako składnik barwiący, ale również jako przyprawa. Kurkuma dość powszechnie wykorzystywana jest jako przyprawa, ale również jako dodatek do żywności i napojów (Govindarajan, 19 80; Salzer i in., 1975). Suszone kłącza kurkumy zawierają 3-5% olejków eterycznych oraz 0,02-6,0% kurkuminoidów, takich jak kurkumina, demetoksykurkumina oraz bisdemetoksykurkumina. Kurkuminoidy te mogą występować w różnych ilościach i proporcjach względem siebie, co uzależnione jest od czynników biologiczno-środowiskowych związanych z uprawą samego kłącza, a w przypadku oleożywicy lub ekstraktów od technologii ich otrzymywania. Poza właściwościami barwiącymi i przyprawowymi kurkuma, a szczególnie zawarte w niej kurkuminoidy wykazują różne właściwości lecznicze potwierdzone badaniami farmakologicznymi przeprowadzonymi z udziałem różnych zwierząt. Ekstrakty z kurkumy wykazują działanie przeciwzapalne, przeciwgrzybicze oraz przeciwnowotworowe (Amalraj i in., 2017; Yamamoto i in., 1997; Apisariyakul i in., 1995; Ruby i in., 1995). Kurkuminoidy, żeby mogły oddziaływać na organizmy żywe (ludzie i zwierzęta) muszą zostać w pierwszej kolejności dostarczone do organizmu, a następnie ulec wchłonięciu z przewodu pokarmowego do krwiobiegu (Amalraj i in., 2017; Jager i in., 2014).

Kurkuminoidy są związkami, które nie rozpuszczają się w wodzie i co więcej ich rozpuszczalność w tłuszczach roślinnych i zwierzęcych jest bardzo ograniczona i nie przekracza 1 mg ml^-1, co w znacznym stopniu utrudnia biodostępność kurkuminoidów z przewodu pokarmowego. Kurkuminoidy rozpuszczają się najlepiej w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak aceton, następnie octanie etylu, metanolu i etanolu (w przypadku etanolu, w celu zwiększenia rozpuszczalności kurkuminoidów wymagane jest ogrzewanie roztworu do temperatury wrzenia, czyli ok. 78°C, co powoduje termiczny rozkład kurkuminoidów) (Amalraj i in., 2017; Anderson i in., 2000). Ze względu na toksyczność rozpuszczalników, roztwory otrzymane w takiej formie nie mogą być podawane organizmom żywym. Poszukuje się metod i sposobów rozpuszczenia lub dyspersji kurkuminoidów w wodzie, żeby w takiej postaci były wprowadzane do organizmu ludzkiego lub zwierząt. Badania wykazały, że forma fizyczna lub chemiczna kurkuminoidów odgrywa kluczową rolę w ich biodostępności. Wykazano, że dyspersja kurkuminoidów w środowisku wodnym znacząco poprawia ich biodostępność (Jager i in., 2014). Dodatkowo celem opracowania formulacji kurkuminoidów rozpuszczalnych lub dyspergujących w wodzie jest ułatwienie połączenia ich z odpowiednią kompozycją smakowo-zapachową, dzięki czemu mogą być znacznie chętniej spożywane przez ludzi i zwierzęta. Kurkuminoidy w formie skoncentrowanej, podobnie jak sama sproszkowana kurkuma mają bardzo intensywny, charakterystyczny smak oraz są gorzkie, co praktyczne dyskwalifikuje możliwość spożywania ich bezpośrednio. W takiej formie mogą być albo kapsułkowane, albo stosowane jako dodatek do pożywienia. Opracowanie formulacji kurkuminoidów umożliwiającej ich dyspersję w środowisku wodnym jest dużym wyzwaniem technologicznym, również ze względu na niską rozpuszczalność kurkuminoidów w tłuszczach (rozpuszczalność w tłuszczach < 1 mg g^-1, natomiast w wodzie kurkuminoidy są całkowicie nierozpuszczalne). W przypadku produktów o przeznaczeniu spożywczym tworzenie układu dyspersyjnego musi być realizowane z rozpuszczalnikami organicznymi dozwolonymi w produkcji żywności, które następnie muszą zostać usunięte z finalnego produktu. Co więcej ich zawartość w końcowym produkcie musi spełniać wymagania prawne w sprawie zbliżenia przepisów ustawowych państw członkowskich dotyczących rozpuszczalników do ekstrakcji stosowanych w produkcji środków spożywczych i składników żywności (Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/32/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r).

W literaturze światowej opisanych jest wiele sposobów otrzymywania formulacji kurkuminoidów dyspergujących w wodzie. Bardzo częstym sposobem otrzymywania kurkuminoidów dyspergujących w wodzie jest rozpuszczanie ich w 70-80% etanolu razem z 3-cyklodekstryną, a następnie długie ogrzewanie i mieszanie, przez co najmniej 4 h w temperaturze 70°C (Mangolim i in., 2014; Marcolino i in., 2011).

PL 241 417 B1

Rozpuszczalniki (etanol i woda) usuwane najczęściej są w drodze suszenia rozpyłowego, ale również w wyniku odparowywania próżniowego czy liofilizacji. Taki sposób otrzymywania dyspergujących w wodzie kurkuminoidów ma kilka wad. Pierwsza podstawowa to niekorzystne przemiany chemiczne kurkuminoidów w środowisku wodno-etanolowym związane z ich termicznym rozkładem. Badania Wang i in. (1999) wykazały, że kurkuminoidy w środowisku wodnym pod wpływem podwyższonej temperatury nawet przy najbardziej korzystnym pH środowiska (kurkuminoidy wykazują największą stabilność przy pH między 3 a 6) ulegają rozkładowi. Wang i in. (1999) wykazał, że ogrzewanie kurkuminy w 37°C przez 2 h powoduje aż 10% strat tego związku. Tworzenie formulacji kurkuminoidów dyspergujących w wodzie powinno być prowadzone w możliwie niskich temperaturach, szczególnie w procesie łączenia ich z fazą wodną. Dodatkową wadą formulacji z wykorzystaniem β-cyklodekstryny jest ograniczone jej zastosowanie w produkcji żywności, β-cyklodekstryna (E 459) może być stosowana do produkcji np. napojów, ale jej zawartość nie może być większa niż 1 g kg^-1 (Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1129/2011). Ogranicza to możliwość wprowadzenia dowolnej ilości kurkuminoidów do gotowego produktu.

Inne formulacje kurkuminoidów dyspergujących w wodzie to związki te zaadsorbowane na krzemianach np. dwutlenku krzemu (Martins i in., 2013). Stosowanie kurkuminoidów zaadsorbowanych na dwutlenku krzemu (E 551) w produkcji np. napojów jest dość ograniczone, gdyż formulacja taka nie jest stabilna termodynamicznie i takie cząstki szybko sedymentują. Wynika to z dużej gęstości dwutlenku krzemu oraz samych kurkuminoidów z nim związanych.

Na rynku światowym dostępnych jest wiele różnych formulacji kurkuminoidów, jednakże nie wszystkie nadawać się mogą do produkcji napojów, czyli ich dyspersji w wodzie. Meriva® produkowany przez Indena SpA (Włochy) składa się z kurkuminoidów w ilości 18-20% zaadsorbowanych na celulozie mikrokrystalicznej z dodatkiem lecytyny sojowej (Cuomo i in., 2011). Produkt ten bardziej nadaje się do sporządzania preparatów stałych lub jako dodatek do żywności, ale innej niż napoje z powodu braku rozpuszczalności celulozy mikrokrystalicznej, która wypada z roztworu i sedymentuje. LongVida® produkowany przez Verdure Sciences (USA) jest preparatem, który zawiera ok. 20% kurkuminoidów zawieszonych w cząsteczkach tłuszczu o konsystencji stałej w temperaturze pokojowej z dodatkiem fosfatydylocholiny (Gota i in., 2010). Preparat zasadniczo stosowany jest do produkcji suplementów diety w postaci tabletek lub kapsułek, może być dodawany również do różnorodnej żywności, jednakże nie nadaje się do trwałej dyspersji kurkuminoidów w wodzie. CurQfen® produkowany przez Akay Flavours & Aromatics Pvt. Ltd., MicroActive Curcumin produkowany przez BioActives LLC (USA) zawiera w swoim składzie ok. 25% kurkuminoidów zawieszonych w krótkołańcuchowych triacyloglicerolach z dodatkiem wolnych kwasów tłuszczowych i estrów poliglicerolu. Formulacja stabilizowana jest hydroksypromylometylocelulozą, alginianem sodu oraz celulozą mikrokrystaliczną (Madhavi i in., 2014). Formulacja ta została opracowana głównie do wytwarzania tabletek/kapsułek zawierających w swoim składzie wysoko biodostępną kurkuminę. Preparat Micronized Curcumin produkowany przez Raps GmbH & Co., KG (Niemcy) zawiera w swoim składzie ok. 25% kurkuminy w proszku zdyspergowanej w triacetynie (trioctan glicerolu) oraz mieszaninie lipidów otrzymanych z nasion soi, palmy oleistej oraz rzepaku (Schiborr i in., 2014). Preparat nie rozpuszcza się w wodzie i nie nadaje się do otrzymywania stabilnych kurkuminoidów zdyspergowanych w wodzie. NovaSOL® produkowany przez FRUTAROM z Izraela to micelarna kurkumina o stężeniu ok. 7% w Tween-80 (Schiborr i in., 2014). Preparat nie może być stosowany w żywności, gdyż Tween-80 nie jest dopuszczony do stosowania w żywności w wielu krajach w tym w UE. CurcuWin® produkowany przez OmniActive Health Technologies (Indie) zawiera w swoim składzie 20-28% ekstraktu z kurkumy (mieszanina trzech kurkuminoidów), który zawieszony jest w mieszaninie o składzie 63-75% poliwinylopirolidon (E1201), 10-40% pochodnych celulozy z dodatkiem 1-3% naturalnych przeciwutleniaczy (Jager i in., 2014). Preparat umożliwia wytwarzanie tabletek/kapsułek, nie nadaje się jednak do produkcji napojów. CURCUGREEN® (BCM-95®) produkowany przez Arjuna Natural Extracts Ltd., (Indie) to olejek eteryczny składający się z 45% ar-turmeronu oraz kurkuminoidów (Antony i in., 2008). Preparat CURCUGREEN® nie rozpuszcza się w wodzie i nie nadaje się do produkcji napojów. Curcumin C3 Complex® + Bioperine® produkowany przez Sabinsa USA to mieszanina piperyny i kurkuminoidów bez specjalnej formulacji (Shoba i in., 1998). Preparat nie nadaje się do dyspersji w wodzie. CAVACURMIN® produkowany przez Wacker Chemie AG, (Niemcy) zawiera ok. 15% kurkuminoidów w połączeniu z γ-cyklodekstryną (Puroura i in., 1998). Produkt ten dysperguje w wodzie, jednakże w wysokiej temperaturze zachodzi tworzenie koniugatów kurkuminoidów z cyklodekstrynami (opisane to zostało wcześniej), a to sprzyja termicznemu rozpadowi kurkuminoidów. Dodatkowo γ-cyklodekstryna nie jest dozwolona do stosowania w żywności na terenie UE i preparatu nie można stosować do produkcji żywności w tym napojów. Theracurmin™ produkowany przez Theravalues Corp. (Japonia) to preparat

PL 241 417 B1 nano-koloidalny zawierający w swoim składzie nawet 30% kurkuminoidów. Preparat zawiera dodatkowo glicerynę oraz gumę Ghatti (Sasaki i in., 2011). Produkt dobrze dysperguje w wodzie, nadaje się do produkcji napojów, jednakże na chwilę obecną nie może być stosowany do produkcji żywności, gdyż guma Ghatti nie jest dopuszczona do produkcji żywności, jako substancja dodatkowa na terenie UE. Dodatkowo, ze względu na zawartość maltozy i maltodekstryny preparat Theracurmin™ charakteryzuje się słodkim smakiem, co ogranicza jego zastosowanie w produktach spożywczych. Zawartość maltozy i maltodekstrynu w preparcie Theracurmin™ ze względu na ich wysoki indeks glikemiczny i wysoką kaloryczność uniemożliwia jego wykorzystanie do wytwarzania napojów niskokalorycznych lub specjalnego przeznaczenia, np. dla diabetyków lub osób z nadwagą.

Wszystkie opisane powyżej komercyjnie dostępne formulacje kurkuminy opracowane były w celu maksymalizacji biodostępności kurkuminoidów z pominięciem aspektów technologicznych niezbędnych do opracowania formulacji nadającej się do dyspersji wodnej, a w konsekwencji do produkcji napojów.

UJAWNIENIE WYNALAZKU

PROBLEM TECHNICZNY

Problemem technologicznym wynikającym ze stanu techniki jest brak dostępnej formulacji w proszku z ekstraktu z kurkumy dyspergującej w wodzie, przy założeniu, że ekstrakt z kurkumy zawiera wysokie stężenia kurkuminoidów, korzystnie min. 90% w/w kurkuminoidów, w tym kurkuminy, demetoksykurkuminy oraz bisdemetoksykurkuminy, której dyspersja w wodzie będzie stabilna, bez obserwowalnego i zauważalnego przez dłuższy czas procesu sedymentacji lub śmietankowania. Po roztworzeniu formulacji w wodzie układ powinien być jednorodnie zabarwiony. Korzystnie, zawartość ekstraktu z kurkumy w końcowej formulacji wynosić powinna co najmniej 10%. Wszystkie substancje stosowane do produkcji formulacji powinny być dozwolone do stosowania w żywności, w tym na terenie UE zgodnie z aktualnie obowiązującymi przepisami w tym zakresie. Proces emulsyfikacji korzystnie powinien zachodzić w temperaturze maksymalnie pokojowej (20°C ± 2°C), aby uniknąć termicznego rozpadu kurkuminoidów. Wyższa temperatura skutkuje zmniejszeniem lepkości, a tym samym zwiększeniem rozkładu wielkości cząstek, co niekorzystnie wpływa na stabilność układu dyspersyjnego.

CEL WYNALAZKU

Celem wynalazku jest przezwyciężenie wskazanych niedogodności wynikających ze stanu techniki. Cel ten został osiągnięty przez opracowanie rozwiązania formulacyjnego, jak i sposobu jego wytwarzania oraz produktu otrzymanego tym sposobem umożliwiającego otrzymanie dyspergującej w wodzie formulacji ekstraktu z kurkumy o podniesionej stabilności, zwiększonej jednorodności, przy czym w sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy w postaci roztworu emulsyjnego i postaci suchej wszystkie substancje stosowane w procesie produkcyjnym są substancjami dopuszczonymi do stosowania w wytwarzaniu żywności.

Twórcy wynalazku nieoczekiwanie stwierdzili, że zastosowanie nieoczywistego układu substancji pomocniczych, korzystnie w postaci oktenylobursztynianu skrobi oraz pochodnych celulozy jako nośnika oraz wykorzystanie rozpuszczalnika organicznego dopuszczonego do stosowania w wytwarzaniu żywności, korzystnie w postaci octanu etylu, octanu metylu, octanu butylu, etanolu, butanolu, szczególnie korzystnie octanu etylu pozwala na wytworzenie w procesie homogenizacji emulsji o wąskim i małym rozkładzie cząstek (przeważająca większość o średnicy poniżej 1 μm, korzystnie mieszcząca się w zakresie od 0,1 do 1 μm), co zapewnia powstanie w procesie suszenia rozpyłowego dyspergowalnej formulacji zawierającego kurkuminoidy ekstraktu z kurkumy o pożądanych cechach fizyko-chemicznych i zwiększonej biodostępności.

ISTOTA WYNALAZKU

Przeprowadzone przez twórców innowacyjne badania wykazały, że wykorzystanie kombinacji oktenylobursztynianu skrobi i pochodnych celulozy, w szczególności hydeoksypropylocelulozy, lub hydroksypropylometylocelulozy jako nośnika dla rozpuszczonego w rozpuszczalniku organicznym dopuszczonym do stosowania w wytwarzaniu żywności, którym jest octan etylu, octan metylu, octan butylu, etanol, butanol, szczególnie korzystnie octanu etylu, ekstraktu z kurkumy, zawierającego kurkuminoidy, pozwala na uzyskanie w procesie homogenizacji emulsji. Dodatkowo twórcy stwierdzili, że dodatek roztworu polisacharydu, korzystnie pochodnej celulozy o wysokiej lepkości, szczególnie korzystnie karboksymetylocelulozy (CMC), korzystnie jeśli rozpuszczalnikiem jest woda, pozwala ustabilizować emulsję. Uzyskana emulsja jest stabilna i charakteryzuje się wąskim i małym rozkładem cząstek o średnicy poniżej 1 μm bez obserwowalnego gołym okiem procesu sedymentacji lub śmietankowania, korzystnie przez okres nie krótszy niż 12 miesięcy.

PL 241 417 Β1

Połączenie oktenylobursztynianu skrobi z celulozą modyfikowaną jako nośnika dla rozpuszczonego w rozpuszczalniku organicznym, ekstraktu z kurkumy, umożliwia wytworzenie opisanej formulacji kurkumy w postaci emulsji o wąskim i małym rozkładzie cząstek, nawet stosując jedynie homogenizację turbo-wirową. W celu uzyskania opisanej formulacji kurkumy w postaci suchej, najkorzystniej proszku przeprowadza się stabilizację układu emulsyjnego podczas suszenia formulacji kurkuminy w postaci emulsji polegającą na rozcieńczeniu wytworzonej emulsji w wodnym roztworze karboksymetylocelulozy (CMC) o stężeniu od 0,001 do 1%, korzystnie od 0,01 do 0,5%, korzystnie 0,10 do 0,20%, korzystnie 0,1-1,4%, w proporcji nie mniejszej niż 1 :6, korzystnie w proporcji około 1 :8 i suszeniu tak ustabilizowanej emulsji do otrzymania proszku np. w suszeniu rozpyłowym. Wytworzony proszek - formulacja kurkuminy w postaci proszku w dalszym ciągu charakteryzuje się wąskim i niskim rozkładem cząstek, a po roztworzeniu wytworzonego proszku uzyskuje się stabilny układ dyspersyjny dzięki wcześniejszej stabilizacji przez karboksymetylocelulozę.

Niespodziewanie okazało się, że możliwe jest uzyskanie cząstek fazy zdyspergowanej dla ekstraktu z kurkumy, zawierającego kurkuminoidy o wielkości cząstek fazy zdyspergowanej poniżej 1 pm, co umożliwia uzyskanie układu stabilnego z punktu widzenia termodynamiki układów emulsyjnych. Dolny zakres średnicy uzyskanych cząstek nie wpływa na stabilność wytwarzania emulsji, choć otrzymanie większości cząsteczek w określonym zakresie, korzystnie w zakresie średnicy cząstek 0,1-1 pm ułatwia na późniejszym etapie procesowanie przemysłowe takiego jednolitego produktu. Przy tak niewielkiej wielkości cząstek fazy zdyspergowanej dla tak przygotowanego ekstraktu prędkość sedymentacji wyliczona z równania Stokesa

V=[(2r²g(p_p-pf)]/(9q) będzie niska, co właśnie zapewnia końcowa formulacja kurkuminy według wynalazku.

Co bardziej nieoczekiwane okazało się, że opisana formulacja kurkuminy wykazuje wyższą biodostępność, tj. jest lepiej wchłaniana przez organizm niż znane i dostępne na rynku preparaty zawierające kurkuminę, jak również charakteryzuje się wyższą przenikalnością przez warstwę komórkową jelita. Nieoczekiwanie okazało się, że opisana formulacja kurkuminy zapewnia ulepszone właściwości w regulacji funkcji wątroby, lepiej aktywuje działanie enzymów wątrobowych, szczególnie enzymów z grupy dehydrogenaz w tym dehydrogenazy aldehydowej, wykazuje również większą aktywność w działaniu przeciwzapalnym, antynowotworowym i antydepresyjnym od znanych i dostępnych preparatów kurkuminy. Poniższe wyjaśnienia i definicje ogólne odnoszą się do umieszczonych w dalszej części wniosku opisów korzystnych przykładów wykonań wynalazku.

Niniejszy wynalazek, jak to zilustrowano poniżej, może być odpowiednio wykonany przy braku jakiegoś z elementu lub elementów, ograniczenia lub ograniczeń, nie ujawnionych tutaj konkretnie.

Gdy termin „zawierający” czy „obejmujący” jest używany w niniejszym opisie i zastrzeżeniach, to nie wyklucza on innych elementów. Dla celów niniejszego wynalazku termin „składający się z” jest uważany za korzystny przykład wykonania terminu „zawierający” „obejmujący”. Jeśli poniżej zdefiniowano grupę, która zawiera co najmniej pewną liczbę przykładów wykonania, należy to również rozumieć jako ujawnienie grupy, która korzystnie składa się tylko z tych przykładów wykonania.

Określenia „około” lub „w przybliżeniu” w kontekście niniejszego wynalazku oznaczają przedział dokładności, który specjalista z dziedziny zrozumie jako wystarczający, by nadal zapewnić efekt techniczny danej cechy. Termin „typowo” oznacza odchylenie od wskazanej wartości liczbowej ±10%, korzystnie zaś ±5%.

Terminy techniczne są używane zgodnie z ich typowym znaczeniem. Jeśli użyte jest specyficzne znaczenie, znaczenie zostanie szczegółowo opisane w odniesieniu do kontekstu, w którym został użyty dany termin.

Przez stabilność rozumie się wytworzenie układu zdyspergowanego o wielkości cząstek fazy zdyspergowanej <1 pm. Pod pojęciem stabilności rozumie się wytworzenie układu dyspersyjnego, gołym okiem jednorodnego bez widocznego procesu śmietankowania czy sedymentacji. Układ uważa się za stabilny, jeśli w czasie 20 min wirowania w wirówce przy 5000 obr. min'¹ i w temperaturze 25°C, ilość osadu na dnie probówki nie przekracza 30% w stosunku do masy wyjściowej dyspergowanej w wodzie formulacji w proszku.

Dyspersja oznacza układ złożony z co najmniej dwóch niemieszających się faz, z których przynajmniej jedną stanowi silnie rozdrobniony układ (faza zdyspergowana), rozproszony w drugiej fazie o charakterze ciągłym (faza dyspergująca), zwanej ośrodkiem dyspersyjnym.

PL 241 417 B1

Rozpuszczalność oznacza zdolność substancji o konsystencji stałej do rozpuszczania się w fazie ciekłej i wytworzenia układu dyspersyjnego, tworząc mieszaninę heterogeniczną.

Wynalazek dotyczy formulacji kurkuminy w postaci suchej, korzystnie proszku, rozpuszczalnej w wodzie, dającej układ dyspersyjny, którego faza zdyspergowana charakteryzuje się wielkością cząstek <1 μm. Dodatkowe cechy opracowanej formulacji kurkuminy według wynalazku to:

• Formulacja powstaje bez użycia etanolu lub innych alkoholi lub ketonów (np. aceton);

• Formulacja jest neutralna w smaku, czyli: brak smaku słodkiego, kwaśnego oraz gorzko-piekącego, czyli charakterystycznego smaku kurkumy;

• Formulacja wytwarzana jest w niskich temperaturach, co korzystnie wpływa na stabilność chemiczną kurkuminoidów.

Przedmiotem wynalazku jest formulacja kurkuminy w postaci suchej obejmująca:

- oktenylobursztynian skrobi w ilości 0,1-45% w/w, korzystniej 25-35% w/w, szczególnie korzystnie 28-32% w/w;

- pochodną celulozy w ilości 0,01-20% w/w w postaci hydroksypropylometylocelulozy, hydeoksypropylocelulozy lub ich mieszaniny, korzystnie pochodna celulozy jest w ilości 5-15% w/w, szczególnie korzystnie 8-10% w/w;

- ekstrakt z kurkumy w ilości 0,01-20% w/w, przy czym ekstrakt z kurkumy zawiera co najmniej 90% w/w kurkuminoidów, w tym kurkuminy, demetoksykurkuminy oraz bisdemetoksykurkuminy, korzystnie ekstrakt z kurkumy w ilości 5-15%, szczególnie korzystnie ekstrakt z kurkumy w ilości 8-10% (w/w);

- β-glukan w ilości 0,1-10% w/w, korzystnie 3-5% w/w, szczególnie korzystnie 3,8-4,2% w/w;

- pochodną celulozy o lepkości powyżej 5600 mPas w ilości 10-70% w/w, korzystnie w ilości 30-60% w/w, szczególnie korzystnie w ilości 48-52% w/w, przy czym pochodna celulozy o lepkości powyżej 5600 mPas jest wybrana z karboksymetylocelulozy, metylocelulozy, etylocelulozy, hydroksypropylocelulozy, etylometylocelulozy, gumy celulozowej usieciowanej, korzystnie pochodną celulozy o lepkości powyżej 5600 mPas jest karboksymetyloceluloza;

- oktenylobursztynian skrobi w ilości 0,1-45% w/w, korzystnie 25-35%, szczególnie korzystnie w ilości 28-32% w/w; przy czym co najmniej 60%, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek, korzystnie co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm.

W korzystnej formulacji kurkuminy w postaci suchej co najmniej 90%, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek, korzystnie co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę mieszczącą się w zakresie od 0,1 do około 1 μm.

Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania formulacji kurkuminy w postaci suchej, który obejmuje następujące etapy:

a) rozpuszcza się ekstrakt z kurkumy o zawartości min. 90% kurkuminoidów w rozpuszczalniku organicznym, dopuszczonym do stosowania w wytwarzaniu żywności, korzystnie octanie etylu, octanie metylu, octanie butylu, etanolu, butanolu, szczególnie korzystnie octanie etylu;

b) rozpuszczony ekstrakt kurkumy z etapu a) dodaje się do roztworu nośnika, którym jest mieszanina polimerów obejmująca oktenylobursztynian skrobi oraz pochodną celulozy, korzystnie pochodną celulozy jest hydeoksypropyloceluloza, hydroksypropylometyloceluloza, rozpuszczone w rozpuszczalniku polarnym, korzystnie w wodzie, przy czym korzystnie stosuje się chłodzenie, korzystnie temperatura mieszaniny polimerów w trakcie dodawania rozpuszczonego ekstraktu kurkumy mieści się w temperaturze od około 5°C do około 10°C (stosowanie wyższych temperatur wpływa na lepkość fazy ciągłej, co w konsekwencji przyczynia się do uzyskania układu emulsyjnego o niekorzystnym rozkładzie wielkości cząstek, tj. o średnicy powyżej 1 μm);

c) homogenizuje się mieszaninę uzyskaną w etapie b) do uzyskania emulsji, korzystnie w temperaturze od około 5°C do około 10°C (stosowanie wyższych temperatur wpływa na lepkość fazy ciągłej, co w konsekwencji przyczynia się do uzyskania układu emulsyjnego o niekorzystnym rozkładzie wielkości cząstek, tj. średnicy powyżej 1 μm);

d) emulsję uzyskaną w etapie c) rozcieńcza się wodnym roztworem β-glukanu (jest to polimer korzystnie wpływający na stabilność układu dyspersyjnego), korzystnie, w stężeniu 1-8% β-glukanu korzystnie z owsa lub jęczmienia, o niskiej lepkości (korzystnie o lepkości w zakresie 40-200 mPas) i dalej krótko homogenizuje;

e) emulsję uzyskaną w etapie d) poddaje się stabilizacji, łącząc z pochodną celulozy o wysokiej lepkości (> 5600 mPas), korzystnie 0,1-1,4% wodnym roztworem karboksymetylocelulozy, metylocelulozy, etylocelulozy, hydroksypropylocelulozy, etylometylocelulozy, gumy celulozowej

PL 241 417 B1 □sieciowanej, korzystniej karboksymetylocelulozy o wysokiej lepkości, rozcieńczając, korzystnie w proporcji nie mniejszej niż 1 : 6, korzystniej nie mniejszej niż 1 : 8, całość mieszając mechanicznie;

f) ustabilizowaną emulsję z etapu e) poddaje się suszeniu, uzyskując formulację kurkuminy w postaci suchej, przy czym powyżej 90%, korzystnie powyżej 95%, korzystnie powyżej 99% otrzymanych cząsteczek ma wielkość średnicy poniżej około 1 μm, korzystniej co najmniej 90%, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek, korzystniej co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę mieszczącą się w zakresie 0,1 do około 1 μm.

W korzystnym sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy rozpuszczalnikiem organicznym stosowanym do rozpuszczenia ekstraktu z kurkumy w etapie a) jest octan etylu, octan metylu, octan butylu, etanol, butanol, korzystniej octan etylu. W korzystnym sposobie rozpuszczalnikiem polarnym, stosowanym do rozpuszczenia nośnika w etapie b) jest woda.

W korzystnym sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy pochodną celulozy stosowaną do wytworzenia nośnika jest hydeoksypropyloceluloza, hydroksypropylometyloceluloza lub ich mieszanina, przy czym korzystna mieszanina hydeoksypropylocelulozy do hydroksypropylometylocelulozy mieści się w stosunku do 10 : 1.

W korzystnym sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy w etapie d) emulsję rozcieńcza się 1-8% β-glukanem, korzystnie β-glukanem z owsa lub jęczmienia, lub ich mieszaniną.

W korzystnym sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy pochodną celulozy o wysokiej lepkości jest karboksymetyloceluloza (CMC), korzystnie w stężeniu od 0,01 do 0,5%, korzystniej w stężeniu od 0,10 do 0,20%, korzystniej w stężeniu od 0,1 do 1,4% (w/w).

W korzystnym sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy roztwór nośnika otrzymuje się poprzez mechaniczne zmieszanie polimerów, przy czym mieszanie prowadzi się korzystnie nie krócej niż 10 h, korzystnie około 12 h.

W korzystnym sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy roztwór nośnika rozpuszcza się w rozpuszczalniku polarnym, w proporcjach wagowych 1 : 5 do 1 : 25, korzystnie 1 : 10.

W korzystnym sposobie wytwarzania formulacji kurkuminy suszenie w etapie f) prowadzi się, stosując suszenie rozpyłowe z temperaturą na wlocie do suszarki w przedziale 110-160°C, korzystniej około 150°C, a na wylocie nie więcej niż 65°C, korzystnie nie więcej niż około 55°C. Nieoczekiwanie okazało się, że stosowanie w etapie b) i c) niskich temperatur w zakresie 2-20°C, korzystnie od około 5°C do około 15°C, korzystniej od około 5°C do około 10°C, korzystniej około 7°C lub w łaźni wodnej, korzystnie łaźni lodowej umożliwia wytworzenie emulsji o pożądanym zakresie wielkości cząstek. Wyższe temperatury wpływają na lepkość fazy ciągłej, co w konsekwencji przyczynia się do uzyskania układu emulsyjnego o niekorzystnym rozkładzie wielkości cząstek o średnicy powyżej 1 μm.

W korzystnych wykonaniach sposobu wytwarzania formulacji kurkuminy w postaci suchej przeznaczonej dla uzyskania ustabilizowanej emulsji chrakteryzującej się wąskim i małym rozkładem cząstek w zakresie od około 0,1 do około 1 μm średnicy bez zauważalnego procesu sedymentacji lub śmietankowania wykorzystuje się nośnik polimerów oktenylobursztynian skrobi oraz pochodną celulozy. Nośnik wytwarza się z mieszanki oktenylobursztynianu skrobi oraz pochodnej celulozy, korzystnie o lepkości w zakresie 40-200 mPas, szczególnie korzystnie hydeoksypropylocelulozy, hydroksypropylometylocelulozy, korzystnie w proporcjach 0,1 do 30 g oktenylobursztynianu skrobi (np. PURITY GUM 2000®) do 0,02 do 20 g hydeoksypropylocelulozy lub hydroksypropylometylocelulozy, lub ich mieszanki w proporcjach 0 : 0 do 10 : 1. Po wymieszaniu mechanicznym polimerów, rozpuszcza się je w rozpuszczalniku polarnym, którym szczególnie korzystnie jest woda, w proporcjach wagowych 1 : 5 do 1 : 25, korzystnie 1 : 10. Otrzymaną mieszaninę miesza się mechanicznie do rozpuszczenia i połączenia polimerów, korzystnie dla właściwego rozpuszczenia i połączenia polimerów nie krócej niż 10 h, korzystnie około 12 h.

Osobno przygotowuje się roztwór z kurkumy o minimalnej zwartości 90% kurkuminoidów w rozpuszczalniku organicznym dopuszczonym do stosowania w wytwarzaniu żywności, korzystnie octanie etylu. Roztwór uzyskuje się, rozpuszczając w proporcji 0,01 do 3 g ekstraktu z kurkumy (min. 90% kurkuminoidów) w rozpuszczalniku organicznym dopuszczonym do stosowania w wytwarzaniu żywności, korzystnie octanie etylu w ilości od 0,19 do 60 ml. Rozpuszczony ekstrakt kurkuminoidów dodaje się do mieszaniny polimerów (proporcja polimerów 2 : 3 w/w) i homogenizuje przy użyciu np. homogenizatora mechanicznego. Homogenizację można prowadzić na różne sposoby w sposób ciągły, przykładowo stopniowo zwiększając szybkość obrotów, ale najkorzystniej prowadzi się ją dwuetapowo, wytwarzając najpierw pre-emusję, a następnie prowadząc homogenizacje właściwą. Dwuetapowe wytwarzanie emulsji prowadzi się przykładowo przy prędkości obrotowej w zakresie 5000 obr. min^-1 -15 000 obr. min^-1,

PL 241 417 B1 korzystnie przy prędkości obrotowej elementu roboczego 10 000 obr. min^-1 do momentu wytworzenia pre-emulsji. Cała mieszanina od momentu wprowadzenia kurkuminoidów do mieszaniny polimerów jest chłodzona, przykładowo w łaźni z wodą lodową. Temperatura mieszaniny polimerów w momencie wprowadzania rozpuszczonego ekstraktu w octanie etylu, korzystnie nie powinna przekraczać około 10°C i korzystnie nie powinna być niższa niż około 5°C. Po wytworzeniu pre-emulsji poddaje się ją homogenizacji właściwej, stosując homogenizator, korzystnie homogenizator turbo-wirowy i parametry procesu w zakresie 20 000-24 000 obr. min^-1, korzystnie 22 000 obr. min^-1 przez 3 min, po tym czasie dodaje się wodę lub wodny roztwór β-glukanu, korzystnie 1-8% wodny roztwór β-glukanu, korzystnie z owsa lub jęczmienia o niskiej lepkości (około 40-200 mPas) w ilości od 0,5 do 210 ml (w proporcji 1 : 0,25 w/w) i dalej homogenizuje, przykładowo przez 1 min. Tak sporządzoną emulsję natychmiast łączy się z roztworem polisacharydu, korzystnie pochodną celulozy o wysokiej lepkości, korzystnie roztworem 0,1-1,4% wodnym roztworem karboksymetylocelulozy (CMC) o wysokiej lepkości. Ten zabieg technologiczny umożliwia wytworzenie stabilnej formulacji, czyli takiej o rozkładzie wielkości cząstek fazy zdyspergowanej <1 μm średnicy (dla co najmniej 90% cząsteczek, korzystnie dla 95%, najkorzystniej dla powyżej 99% cząstek fazy zdyspergowanej). Emulsję rozcieńcza się wodą w proporcji nie mniejszej niż 1 : 6, korzystniej nie mniej niż 1 : 8, całość mieszając mechanicznie przy użyciu mieszadła, korzystnie mieszadła śmigłowego i ustabilizowaną emulsję poddaje się suszeniu, uzyskując formulację kurkuminy w postaci suchej, korzystnie proszku. Suszenie może być prowadzone wieloma znanymi w stanie techniki metodami, ale korzystnie prowadzi się suszenie rozpyłowe, stosując temperaturę na wlocie do suszarki w przedziale 110-160°C, korzystnie 150°C i na wylocie nie więcej niż 65°C, korzystnie 55°C.

Opisana została również formulacja kurkuminy w postaci suchej otrzymana sposobem wytwarzania formulacji kurkuminy według wynalazku.

Otrzymana zgodnie z powyższym opisem formulacja opiera się wyłącznie na składnikach dopuszczonych do stosowania w przemyśle spożywczym zgodnie z prawem UE. Jednocześnie, ze względu na wykorzystanie wyłącznie składników roślinnych oraz całkowite wyeliminowanie z procesu wytwarzania formulacji alkoholu etylowego jako rozpuszczalnika, formulacja może być certyfikowana zgodnie z procedurami HALAL, co w przypadku wykorzystania jej w produktach spożywczych przeznaczonych na rynki krajów muzułmańskich umożliwia ich dystrybucję ze względu na niewykorzystywanie alkoholu etylowego jako rozpuszczalnika w procesie wytwarzania formulacji. Formulacja charakteryzuje się naturalną dla kurkumy intensywną pomarańczowo-żółtą barwą.

W odróżnieniu od dostępnych na rynku znanych formulacji kurkumy formulacja kurkumy według wynalazku, wytworzone na jej podstawie produkty spożywcze, jak również wytworzona z niej emulsja charakteryzuje się całkowicie neutralnym smakiem - bez charakterystycznej dla ekstraktów z kurkumy goryczy i bez typowego słodkawego posmaku dla formulacji z wykorzystaniem maltodekstryny i/lub maltozy, co wydatnie zwiększa zakres jej zastosowania w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i produkcji suplementów diety. Formulacja wykazuje się stabilnością w formie suchej i w postaci roztworu wodnego, co umożliwia jej efektywne wykorzystanie w szerokiej gamie produktów spożywczych.

Wynalazek dotyczy koncentratu napoju zawierającego formulację kurkuminy według wynalazku. Korzystny koncentrat napoju zawiera, przynajmniej jedną z:

- substancję stabilizującą i zagęszczającą w stężeniu 0-20% w/w, korzystnie glicerol i/lub gumę ksantanową;

- przeciwutleniacz i regulator kwasowości 0-5% w/w, korzystnie kwas askorbinowy;

- regulator kwasowości 0-5% w/w, korzystnie kwas cytrynowy;

- elektrolit i substancję słodzącą 0-80% w/w, korzystnie glukozę;

- witaminy z grupy B, korzystnie wybrane z tiaminy, niacyny, pirydoksyny, kwasu foliowego i ryboflawiny;

- substancje konserwujące, korzystnie kwas benzoesowy, benzoensan sodu, sorbinian potasu, lub ich mieszaninę.

Wynalazek dotyczy również barwnika zawierającego formulację kurkuminy według wynalazku.

Korzystny barwnik jest barwnikiem spożywczym, wykorzystywanym w medycynie, kosmetykach, żywności, paszach zwierzęcych.

Wynalazek dotyczy również napoju zawierającego formulację kurkuminy według wynalazku.

Korzystny napój jest napojem opartym na sokach owocowych, wodzie, napojem mlecznym, napojem roślinnym zastępującym mleko.

Korzystny napój jest napojem funkcjonalnym wspomagającym pracę wątroby, przy czym korzystnie stężenie kurkuminoidów w napoju wynosi 0,01-0,1% w/w.

PL 241 417 B1

Wynalazek dotyczy suplementu diety zawierającego formulację kurkuminy według wynalazku.

Opisany suplement diety korzystnie wspomaga pracę wątroby, przy czym korzystnie aktywuje działanie enzymów wątrobowych, korzystnie enzymów z grupy dehydrogenaz, korzystnie dehydrogenazy aldehydowej.

Opisano również kompozycję farmaceutyczną zawierającą opisaną formulację kurkuminy oraz dodatek dopuszczalny farmaceutycznie.

Opisano również kompozycję farmaceutyczną zawierającą opisana formulację kurkuminy do zastosowania jako lek.

Korzystnie kompozycja jest do zastosowania jako lek w regulacji funkcji wątroby, lek o działaniu przeciwzapalnym, antynowotworowym i antydepresyjnym.

Korzystnie kompozycja jest do zastosowania jako lek w regulacji funkcji wątroby aktywujący działanie enzymów wątrobowych, korzystnie enzymów z grupy dehydrogenaz, korzystnie dehydrogenazy aldehydowej.

Opisano również zastosowania formulacji kurkuminy według wynalazku jako dodatku funkcjonalnego do napoju spożywczego, jako barwnika, jako składnika aktywnego w suplemencie diety, jako składnika aktywnego w kompozycji farmaceutycznej, jako dodatku do żywności, jako dodatku do paszy dla zwierząt.

To co niezwykle istotne ze względu na zwiększoną biodostępność produkty spożywcze, w szczególności napoje/emulsje wytworzone w oparciu o formulację kurkumy według wynalazku nie wymagają dodawania piperyny, co było konieczne, aby zwiększyć biodostępność dla znanych w stanie techniki formulacji kurkumy.

Twórcy stwierdzili, że formulacja według wynalazku z powodzeniem może być wykorzystana do wytworzenia stabilnego koncentratu zawierającego od 5 do 20% stężenia formulacji i końcowym stężeniu kurkuminoidów (od 0,1 do 2,0% w/w) stanowiącego korzystnie od 5- do 20-krotnie stężony koncentrat do wykorzystania w produkcji napojów, szczególnie napojów funkcjonalnych, w których substancją aktywną jest kurkumina, szczególnie napojów o działaniu aktywującym metabolizm aldehydu octowego.

Ze względu na wysoką stabilność, brak modyfikacji aktywności biologicznej i podniesioną biodostępność kurkuminoidów, formulacja według wynalazku może być wykorzystana do wytwarzania funkcjonalnych suplementów diety lub preparatów farmaceutycznych, w których jedną z substancji aktywnych jest kurkumina. Korzystnie preparaty takie obejmują preparaty o działaniu regulującym funkcje wątroby, aktywującym działanie enzymów, w tym enzymów z grupy dehydrogenaz, w tym dehydrogenazy aldehydowej, działaniu przeciwzapalnym, antynowotworowym i antydepresyjnym.

W korzystnym przykładzie zastosowania formulacja jest wykorzystana do wytworzenia napoju funkcjonalnego o charakterze suplementu diety wspomagającego pracę wątroby, szczególnie w zakresie aktywacji enzymów rozkładających aldehyd octowy, zapobiegającego niektórym negatywnym aspektom spożywania alkoholu poprzez obniżenie stężenia aldehydu octowego we krwi. W korzystnym przykładzie zastosowania formulacja wykorzystana jest w stężeniu odpowiadającemu ostatecznemu stężeniu kurkuminoidów na poziomie 0,01-0,1% w/w.

Z uwagi na podniesioną biodostępność kurkuminy w postaci opisanej formulacji, zastosowanie formulacji umożliwia wyeliminowanie z receptury koncentratu napoju funkcjonalnego oraz napoju funkcjonalnego według wynalazku substancji wspomagających biodostępność, stosowanych w dostępnych na rynku preparatach, w postaci np. ekstraktu z pieprzu czarnego w postaci piperyny (preparaty ReadyQ, alcorythm®) wpływającego niekorzystnie na smak preparatu oraz substancji dodatkowo indukujących aktywność enzymów przyspieszających rozkład aldehydu octowego takich jak DHM (dihydromyricetyna) (preparaty ReadyQ, Morning Recovery).

Koncentrat może zawierać również substancje pomocnicze, w dowolnej kombinacji obejmującej przynajmniej jedną z niżej wymienionych substancji takich jak:

- substancję stabilizującą i zagęszczającą w stężeniu 0-20% w/w, korzystnie glicerol i/lub gumę ksantanową,

- przeciwutleniacz i regulator kwasowości 0-5% w/w, korzystnie kwas askorbinowy,

- regulator kwasowości 0-5% w/w, korzystnie kwas cytrynowy

- elektrolit i substancję słodzącą 0-80% w/w, korzystnie glukozę.

Koncentrat może zawierać również witaminy z grupy B (w tym tiaminę, niacynę, pirydoksynę, kwas foliowy i ryboflawinę) w stężeniach dla każdej z witamin nie większych niż dwukrotność maksymalnej referencyjnej dawki spożycia z uwzględnieniem nadwyżki stabilnościowej, pomnożonej przez wartość stężenia koncentratu.

PL 241 417 B1

Koncentrat może zawierać substancje konserwujące, w dowolnej kombinacji obejmującej przynajmniej jedną z niżej wymienionych substancji takie jak, przy założeniu że całkowite stężenie substancji konserwujących, po rozcieńczeniu koncentratu do stężenia docelowego nie przekroczy 0,2% w/w, koncentrat może zawierać przykładowe substancje konserwujące: kwas benzoesowy w stężeniu 0-2% w/w, benzoensan sodu w stężeniu 0-2% w/w, sorbinian potasu w stężeniu 0-2% w/w lub ich mieszaninę.

Szczególnie korzystne okazało się wykorzystanie formulacji wg wynalazku jako barwnika o barwie żółtej w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym do barwienia produktów spożywczych oraz farmaceutycznych i kosmetycznych otrzymywanych na bazie wody.

Ze względu na całkowicie neutralny smak, wykorzystanie dozwolonych w przemyśle spożywczym substancji pomocniczych, wynikającą z braku blokady grup chromoforowych naturalną barwę formulacji według wynalazku oraz wysoką stabilność roztworu wodnego formulacji według wynalazku, roztwór wodny formulacji według wynalazku może być wykorzystany w stężeniu docelowym quantum satis, przykładowo jako barwnik E100 w produkcji napojów (w tym napojów na bazie naturalnych lub rekonstytuowanych soków owocowych o pH w zakresie 3,0-7,0), do barwienia ciast, wypieków, barwienia masy tabletkowej i syropów oraz kosmetyków (np. szamponów, kremów, maseczek).

„Złote mleko” - czyli produkt otrzymywany z wodnego ekstraktu kłącza kurkumy w mleku (mleku przeżuwaczy), bądź roślinnym substytucie mleka (napoju otrzymywanym na bazie ziaren zbóż, orzechów, ziaren roślin strączkowych) znajduje zastosowanie w medycynie niekonwencjonalnej oraz dietetyce opartej o tradycje medyczne Dalekiego Wschodu jako napój podnoszący odporność organizmu, przeciwdziałający stanom zapalnym. Gorzko-piekący smak kurkumy charakteryzujący napój zniechęca do stosowania preparatu jako środka profilaktycznego i leczniczego. Dodatkową wadą napoju jest relatywnie niska zawartość oraz niska biodostępność kurkuminoidów w ekstrakcie wodnym z kłącza kurkumy.

Ze względu na całkowicie neutralny smak, wykorzystanie dozwolonych w przemyśle spożywczym substancji pomocniczych oraz biodostępność, Twórcy wynalazku stwierdzili, że wykorzystanie formulacji według wynalazku do wytworzenia napojów, zwłaszcza mlecznych pozwala ominąć problem technologiczny wynikający ze stanu techniki. Formulacja według wynalazku tworzy stabilne zawiesiny w mleku zwierzęcym (korzystnie mleku przeżuwaczy, szczególnie korzystnie w mleku krowim, bawolim, owczym lub kozim) oraz w roślinnych substytutach mleka w postaci napojów otrzymywanych z ziaren zbóż, orzechów, ziaren roślin strączkowych (korzystnie owsa, prosa, konopi siewnych, orzechów nerkowca, orzechów pekan, migdałów, soi), w tym napojach zawierających substancje dodatkowe i pomocnicze oraz suplementy w postaci soli wapnia, substancji zagęszczających i stabilizujących, oraz substancji słodzących.

W korzystnym przykładzie zastosowania mleko jest mlekiem krowim, napojem migdałowym, sojowym lub owsianym a stężenie formulacji w gotowym produkcie wynosi 0,01%-1,0%, szczególnie korzystnie 0,1%. Produkt po rozpuszczeniu formulacji poddawany jest procesowi pasteryzacji.

OPIS FIGUR RUSUNKU

Dla lepszego zrozumienia wynalazku, został on zilustrowany w nieograniczających przykładach wykonania oraz na załączonych figurach rysunku, na których:

FIG. 1 przedstawia rozkład wielkości cząstek wytworzonej emulsji przed suszeniem rozpyłowym;

FIG. 2 przedstawia rozkład wielkości cząstek roztworzonego proszku zawierającego w swoim składzie 15% kurkuminoidów.

PRZYKŁADY

Poniższe przykłady umieszczono jedynie w celu zilustrowania wynalazku oraz wyjaśnienia poszczególnych jego aspektów, a nie w celu jego ograniczenia i nie powinny być utożsamiane z całym jego zakresem, który zdefiniowano w załączonych zastrzeżeniach. W poniższych przykładach, jeśli nie wskazano inaczej, stosowano standardowe materiały i metody stosowane w dziedzinie lub postępowano zgodnie z zaleceniami producentów dla określonych materiałów i metod.

Przykład 1

Wytworzenie formulacji kurkuminy w postaci proszku

Zmieszano 6 g oktenylobursztynianu skrobi (np. PURITY GUM 2000®) oraz 2 g hydroksypropylometylocelulozy (pochodną celulozy, o lepkości w zakresie 40-200 mPas). Po wymieszaniu mechanicznym polimerów, rozpuszczono je w rozpuszczalniku polarnym, którym była woda, w Ilości 100 ml. Otrzymaną mieszaninę zmieszano mechanicznie do rozpuszczenia i połączenia polimerów, twórcy nieoczekiwanie stwierdzili, że następuje ono po nie krócej niż 10 h, korzystnie 12 h. 1,6 g ekstraktu z kurkumy (min. 90% zawartości kurkuminoidów) rozpuszczono w 30 ml octanu etylu w temperaturze wrzenia tego rozpuszczalnika. Rozpuszczony ekstrakt kurkuminoidów dodano niezwłocznie po rozpuszczeniu do

PL 241 417 Β1 mieszaniny polimerów i homogenizowano przy użyciu homogenizatora mechanicznego przy prędkości obrotowej elementu roboczego 10 000 obr min'¹ do momentu wytworzenia pre-emulsji, czyli uzyskania jednorodnej mieszaniny ocenionej gołym okiem. Cała mieszanina od momentu wprowadzenia kurkuminoidów do mieszaniny polimerów chłodzona była w łaźni z wodą lodową. Temperaturę utrzymywano w zakresie 5-10°C, korzystnie 7°C. Po wytworzeniu pre-emulsji poddano ją homogenizacji właściwej, stosując homogenizator turbo-wirowy i parametry procesu: 22 000 obr min^-1 przez 3 min, po tym czasie dodano wodę lub 1,5% wodny roztwór β-glukanu z owsa lub jęczmienia o niskiej lepkości (40-200 mPas) w ilości 50 ml i dalej homogenizowano przez 1 min. Tak sporządzoną emulsję natychmiast połączono z 1% wodnym roztworem karboksymetylocelulozy (CMC) o wysokiej lepkości (> 5600 mPas). Emulsję rozcieńczono w 1 I tak przygotowanego roztworu, mieszając mechanicznie przy użyciu mieszadła śmigłowego. Dla roztworu emulsyjnego określono procentowy rozkład wielkości cząstek w badanej próbie w poszczególnych kategoriach wielkościowych. Otrzymano wyniki o rozkładzie podobnym do wyników z przykładu 2 (ponad 99% cząsteczek miało wielkość w zakresie od około 0,1 do około 1 pm).

Tak przygotowany roztwór emulsyjny poddano klasycznemu suszeniu rozpyłowemu, stosując temperaturę na wlocie do suszarki około 150°C, a na wylocie około 55°C.

Dla otrzymanych formulacji kurkuminy w postaci proszku po jego roztworzeniu określono wielkość otrzymanych cząsteczek oraz rozkład ich wielkości (tabela 1, fig. 2).

Tabela 1

Procentowy rozkład wielkości cząstek w badanej próbie (proszek po roztworzeniu), w poszczególnych kategoriach wielkościowych

lP	Dolna granica przedziału (pm)	Średnia wielkość cząsteczki w przedziale |pm)	% cząsteczek	L-P-	Dolna granica przedziału (pm)	Średnia wielkość cząsteczki w przedziale (pm)	% cząsteczek	Lp-	Dolna granica przedziału (pm)	Średnia wielkość cząsteczki w przedziale (pm)	% cząsteczek
1	0	0,025	0	23	1,24	1,34	0	45	35,56	38,495	0
2	0,05	0,055	0	24	1,44	1,56	0,07	46	41,43	44,85	0
3	0,06	0,063	0	25	1,68	1,815	0,31	4/	48,2/	52,25	0
4	0,07	0,075	0	26	1,95	2,115	0,43	48	56,23	60,87	0
5	0,08	0,085	0	27	2,28	2,465	0,43	49	65,51	70,915	0
6	0,09	0,1	0	28	2,65	2,87	0,36	50	76,32	82,615	0
7	0,11	0,12	0	29	3,09	3,345	0,28	51	88,91	96,245	0
8	0,13	0,14	0,01	30	3,6	3,895	0,2	52	103,58	112,125	0
9	0,15	0,16	0,07	31	4,19	4,535	0,13	53	120,67	130,625	0
10	0,17	0,185	0,51	32	4,88	5,285	0	54	140,58	152,175	0
11	0,2	0,215	2,39	33	5,69	6,16	0	55	163,77	177,285	0
12	0,23	0,25	7,71	34	6,63	7,175	0	56	190,8	206,54	0
13	0,27	0,29	15,99	35	7,72	8,36	0	57	222,28	240,615	0
14-	0,31	0,335	21,02	36	9	9,74	0	58	258,95	280,315	0
15	0,36	0,39	19,72	37	10,48	11,345	0	59	301,68	326,57	0
16	0,42	0,455	15,52	38	12,21	13,215	0	60	351,46	380,455	0
17	0,49	0,535	9,77	39	14,22	15,395	0	61	409,45	443,23	0
18	0,58	0,625	4,02	40	16,57	17,94	0	62	477,01	516,36	0
19	0,67	0,725	1	41	19,31	20,9	0	63	555,71	601,56	0
20	0,78	0,845	0	42	22,49	24,345	0	64	647,41	700,82	0
21	0,91	0,985	0	43	26,2	28,365	0	65	754,23	816,45	0
22	1,06	1,15	0	44	30,53	33,045	0	66	878,67	878,67	0

Nieoczekiwanie okazało się, że otrzymana zgodnie z powyższym opisem formulacja charakteryzuje się szczególnie korzystnym rozkładem wielkości cząsteczek w zakresie od około 0,1 do około 1 pm średnicy (powyżej około 95% cząsteczek, korzystnie powyżej 97%, korzystnie 100% cząsteczek), przy zawartości kurkuminoidów w zakresie (od 0,01% do 15%), co zwiększa jej właściwości dyspersyjne w środowisku wodnym, umożliwiając otrzymanie emulsji o dużym stopniu homogenności.

Skład ilościowy i jakościowy otrzymanej wysuszonej (do 5% wilgotności) formulacji wytworzonej zgodnie z powyższym przykładem był następujący:

oktenylobursztynian skrobi 29,5% (w/w) hydroksypropylometyloceluloza (jako pochodna celulozy) 9,8% (w/w) ekstrakt z kurkumy (min. 90% kurkuminoidów) 7,9% (w/w) β-glukan 3,7% (w/w) karboksymetyloceluloza 49,1% (w/w);

przy czym ponad 97% cząsteczek po roztworzeniu miało wielkość w zakresie od około 0,1 do około 1 pm.

PL 241 417 Β1

Formulacja charakteryzowała się intensywną pomarańczowo-żółtą barwą, była neutralna w smaku i łatwo rozpuszczała się w wodzie, tworząc jednolitą zawiesinę.

Przykład 2

Wytworzenie formulacji kurkuminy w postaci proszku

Formulację mieszaniny otrzymano jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że:

po wymieszaniu mechanicznym polimerów, rozpuszczono je w rozpuszczalniku polarnym, którym była woda, w ilości 90 ml;

- 2 g ekstraktu z kurkumy (min. 90% zawartości kurkuminoidów) rozpuszczono w mieszaninie octanu etylu i acetonu w proporcji 5 :1 w ilości 35 ml w temperaturze wrzenia mieszaniny.

Otrzymaną mieszaninę zmieszano mechanicznie do rozpuszczenia i połączenia polimerów, nie krócej niż 10 h, korzystnie 12 h. Rozpuszczony ekstrakt kurkuminoidów dodano niezwłocznie po rozpuszczeniu do mieszaniny polimerów i homogenizowano przy użyciu homogenizatora mechanicznego przy prędkości obrotowej elementu roboczego 10 000 obr min'¹ do momentu wytworzenia pre-emulsji, czyli uzyskania jednorodnej mieszaniny ocenionej gołym okiem. Cała mieszanina od momentu wprowadzenia kurkuminoidów do mieszaniny polimerów chłodzona była w łaźni z wodą lodową. Temperaturę utrzymywano w zakresie 5-10°C, korzystnie około 7°C. Dla otrzymanych formulacji kurkuminy w postaci emulsji określono wielkość otrzymanych cząsteczek oraz rozkład ich wielkości (tabela 2, fig. 1). Twórcy nieoczekiwanie stwierdzili, że otrzymana zgodnie z powyższym opisem formulacja charakteryzuje się szczególnie korzystnym rozkładem wielkości cząsteczek w zakresie od około 0,1 do około 1 pm średnicy (powyżej około 95% cząsteczek, korzystnie 100% cząsteczek), przy zawartości kurkuminoidów w zakresie (od 0,01% do 20%), co zwiększa jej właściwości dyspersyjne w środowisku wodnym, umożliwiając otrzymanie emulsji o dużym stopniu homogenności.

Tabela 2

Procentowy rozkład wielkości cząstek w badanej próbie (emulsja), w poszczególnych kategoriach wielkościowych

Ip-	Dolna granica przedziału (μπι)	Średnia wielkość cząsteczki w przedziale fam)	% cząsteczek	ip-	Dolna granica przedziału (pmj	Średnia wielkość cząsteczki w przedziale fam)	% cząsteczek	l.p.	Dolna granica przedziału /pm/	Średnia wielkość cząsteczki w przedziale fam)	% cząsteczek
1	0	0,025	0	23	1,24	1,34	0	45	35,56	38,495	0
2	0,05	0,055	0	24	1,44	1,56	0	46	41,43	44,85	0
3	0,06	0,065	0	25	1,68	1,815	0	47	48,27	52,25	0
4	0,07	0,075	0	26	1,95	2,115	0	48	56,23	60,87	0
5	0,08	0,085	0	27	2,28	2,465	0	49	65,51	70,915	0
6	0,09	0,1	0	28	2,65	2,87	0	50	76,32	82,615	0
7	0,11	0,12	0	29	3,09	3,345	0	51	88,91	96,245	0
8	0,13	0,14	0,02	30	3,6	3,895	0	52	103,58	112,125	0
9	0,15	0,16	0,11	31	4,19	4,535	0	53	120,67	130,625	0
10	0,17	0,185	0,57	32	4,88	5,285	0	54	140,58	152,175	0
11	0,2	0,215	2,26	33	5,69	6,16	0	55	163,77	177,285	0
12	0,23	0,25	6,53	34	6,63	7,175	0	56	190,8	206,54	0
13	0,27	0,29	12,97	35	7,72	8,36	0	57	222,28	240,615	0
14	0,31	0,335	17,42	36	9	9,74	0	58	258,95	280,315	0
15	0,36	0,39	17,9	37	10,48	11,345	0	59	301,68	326,57	0
16	0,42	0,455	16,65	38	12,21	13,215	0	60	351,46	380,455	0
17	0,49	0,535	13,67	39	14,22	15,395	0	61	409,45	443,23	0
1S	0,5S	0,625	8,53	40	16,57	17,94	0	62	477,01	516,36	0
19	0,67	0,725	3,38	41	19,31	20,9	0	63	555,71	601,56	0
20	0,78	0,845	0	42	22,49	24,345	0	64	647,41	700,82	0
21	0,91	0,985	0	43	26,2	28,365	0	65	754,23	816,45	0
22	1,06	1,15	0	44	30,53	33,045	0	66	878,67	878,67	0

Skład ilościowy i jakościowy otrzymanej wysuszonej (do 5% wilgotności) formulacji wytworzonej zgodnie z powyższym przykładem był następujący:

oktenylobursztynian skrobi 28,9% w/w;

hydroksypropylometyloceluloza 9,6% w/w;

ekstrakt z kurkumy (min. 90% kurkuminoidów) 9,6% w/w;

β-glukan 3,6% w/w;

karboksymetyloceluloza 48,3% w/w;

przy czym dla tej kompozycji w postaci emulsji 100% cząsteczek miało wielkość w zakresie od około 0,1 do około 1 pm.

PL 241 417 B1

Dla otrzymanej formulacji kurkuminy w postaci proszku określono wielkość otrzymanych cząsteczek oraz rozkład ich wielkości po roztworzeniu. Ponad 98% cząsteczek po roztworzeniu proszku miało wielkość w zakresie od około 0,1 do około 1 μm. Otrzymano więc wyniki o rozkładzie podobnym do wyników z przykładu 1.

Formulacja charakteryzowała się intensywną pomarańczowo-żółtą barwą, była neutralna w smaku i łatwo rozpuszczała się w wodzie, tworząc jednolitą zawiesinę.

Przykład 3

Wytworzenie formulacji kurkuminy w postaci proszku

Formulację mieszaniny otrzymano jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że:

- po wymieszaniu mechanicznym polimerów, rozpuszczono je w rozpuszczalniku polarnym, którym była woda, w Ilości 90 ml;

- przygotowany roztwór emulsyjny poddano suszeniu sublimacyjnemu, stosując następujące parametry procesu: ciśnienie suszenia 0,5 mbar, program temperaturowy półek: od 0 do 2 h -20°C, 2-3 h 20°C, 3-18 h 20°C, 18-19 h 40°C, 18-19 h ciśnienie 0,2 mbar, 19-24 h 40°C koniec procesu. Dla otrzymanych formulacji kurkuminy w postaci emulsji i proszku po roztworzeniu proszku określono wielkość otrzymanych cząsteczek oraz rozkład ich wielkości. Otrzymano wyniki o rozkładzie podobnym do wyników jak dla przykładu 1 i 2.

Twórcy nieoczekiwanie stwierdzili, że otrzymana zgodnie z powyższym opisem formulacja charakteryzuje się szczególnie korzystnym rozkładem wielkości cząsteczek w zakresie od około 0,1 do około 1 μm średnicy (powyżej około 95% cząsteczek, korzystnie 100% cząsteczek), przy zawartości kurkuminoidów w zakresie (od 0101% do 20%), co zwiększa jej właściwości dyspersyjne w środowisku wodnym, umożliwiając otrzymanie emulsji o dużym stopniu homogenności.

Skład ilościowy i jakościowy otrzymanej wysuszonej (do 5% wilgotności) formulacji wytworzonej zgodnie z powyższym przykładem był następujący:

oktenylobursztynian skrobi 26,5% (w/w) hydroksypropylometyloceluloza 9,8% (w/w) ekstrakt z kurkumy (min. 90% kurkuminoidów) 16,4% (w/w) β-glukan 3,7% (w/w) karboksymetyloceluloza 43,6% (w/w) przy czym po roztworzeniu ponad 97% cząsteczek miało wielkość w zakresie od około 0,1 do około 1 μm.

Formulacja charakteryzowała się intensywną pomarańczowo-żółtą barwą, była neutralna w smaku i łatwo rozpuszczała się w wodzie, tworząc jednolitą zawiesinę.

Przykład 4

Roztwór wodny formulacji kurkuminy

Formulację kurkuminy w postaci proszku wytworzone zgodnie z przykładami 1-3 roztworzono w wodzie w określonych stężeniach i zbadano ich właściwości fizyko-chemiczne. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że formulację tworzą stabilną zawiesinę w środowisku wodnym, w zakresie stężeń od 0,01% do 30% w/w. Korzystnie stężenie wynosi 0,05-10,00%, szczególnie korzystnie 0,5%-1,5% (w/w). We wskazanych stężeniach, szczególnie w korzystnych stężeniach, formulacja tworzy jednorodną optycznie zawiesinę, w temperaturze pokojowej po 24 godzinach, optycznie nie stwierdzono pojawiania się widocznego osadu.

Roztwór wodny formulacji w korzystnych stężeniach charakteryzuje się stabilnością chemiczną (badanie przeprowadzono na podstawie obserwacji zmiany barwy, świadczącej o procesach utleniania substancji aktywnej i zmianach barwy w środowisku kwaśnym, w zakresie pH równym lub wyższym od 3,0 i mniejszym niż 7,0, co umożliwia wykorzystanie go w produkcji spożywczej.

W roztworach wodnych formulacja zachowuje stabilność przez okres min. 12 miesięcy, co wykazano w testach starzeniowych, w warunkach przyspieszonego starzenia (zgodnie z wytyczną ICH Q1A (R2) Stability testing of new drug substances and drug products - zalecenia EDQM).

W celu potwierdzenia stabilności zawiesiny i określenia poziomu sedymentacji, przeprowadzono badanie polegające na wirowaniu zawiesiny o stężeniu 0,5% kurkuminoidów w 15 ml wody destylowanej, przy prędkości 5000 rpm, przez czas 20 min w temperaturze 25°C w rotorze REF 11778 wirówki MPW380R firmy MPW.

Porównano zawiesiny:

a) badanej formulacji z przykładów 1-3

b) ekstraktu z kurkumy zawierającego 95% kurkuminoidów

c) preparatu Cavacurmin firmy Wacker oraz preparatu CurQfen firmy Akay Group Ltd.

PL 241 417 Β1

Zawiesiny standaryzowano na całkowite stężenie kurkuminoidów 0,5% w/w.

Tabela 3

Wyniki stabilności dla opracowanej formulacji i formulacji podobnych dostępnych na rynku. P1, P2, P3 formulacja wytworzona zgodnie z przykładem 1,2, 3, odpowiednio

Badany produkt	stężenie próbki (objętość próbki poddana badaniu stabilności 15 ml)	stężenie kurkuminoidów w zawiesinie wodnej (15 ml)	% substancji w postaci sedymentu po poddaniu wirowaniu przy 50000 rpm w 25°C i po czasie 20 min
Formulacja według wynalazku
P1 (7,9% kurkuminoidów*)	949,33 mg w 15 ml wody	0,5%	20.4%
P2 (9,6% kurkuminoidów*)	781,22 mg w 15 ml wody	0,5%	19,9%
P3 (16,4 % kurkuminoidów*)	457,3 mg w 15 ml wody	0,5%	19,5 %
CAVACURMIN® (16,4% kurkuminoidów*)	457,3 mg w 15 ml wody	0,5 %	100 %
CurQfen® (47,1 % kurkuminoidów*)	159,2 mg w 15 ml wody	0,5%	95%
ekstrakt z kurkumy (% kurkuminoidów*)	81,5 mg w 15 ml wody	0,5 %	Ekstrakt pływa po powierzchni wody

*Zawartość kurkuminoidów mierzona była spektrofotometrycznie przy λ = 420 nm. Roztwór, w jakim ekstrahowano kurkuminoidy z formulacji i dokonywano pomiarów spektrofotometrycznych, to woda : aceton 30:70 v/v.

Wyniki jednoznacznie wskazują na większą stabilność zawiesiny formulacji wg wynalazku.

Przykład 5

Biodostępność zawiesiny wodnej formulacji

Twórcy przeprowadzili badanie biodostępności formulacji według wynalazku w postaci zawiesiny w wodzie. Badanie przeprowadzono metodą in vit.ro na modelu komórkowym wchłaniania i przenikania przez warstwę komórek nabłonkowych nabłonka jelita, przy wykorzystaniu linii komórkowej komórek Caco-2, zgodnie z protokołem opisanym w: Frank, J., 2017. W badaniu porównano biodostępność ekstraktu z kurkumy, badanej formulacji według wynalazku oraz preparatu Cavacurmin® (Wacker Chemie AG) oraz CurOfen®. Biodostępność badano na zawiesinach normalizowanych na końcową zawartość kurkuminoidów - stężenie 10 pg/ml.

Tabela 4

Wchłanialność i przenikalność formulacji kurkuminoidów przez monowarstwę komórek Caco-2 w czasie 60 min. P1, P2, P3 formulacja wytworzona zgodnie z przykładem 1,2, 3, odpowiednio

	Stężenie wyjściowe kurkuminoidów	czas (min.)	% wchłoniętej przez komórki kurkuminy	% kurkuminy, która przeniknęła przez monowarstwę komórek
CurQufen®	10 pg/ml	60	39,64 % ±0,22%	0,66 % ± 0,04%
CAVACURMIN®	10 pg/ml	60	21,61 %± 0,15%	0,00 % ± 0,00 %
Formulacja wg. wynalazku P1 P2 P3	10 pg/ml	60	42,57 %± 1,21% 44,23 % ± 0,89% 43,62 % ± 0,07%	0,63% ± 0,80% 0,72 % ± 0,40% 0,67 % ± 0,50%

PL 241 417 B1

Badanie jednoznacznie wykazało zwiększoną biodostępność formulacji według wynalazku, w porównaniu z preparatem CAVACURMIN® oraz preparatem CurQfen®. Formulacja według wynalazku jest wchłaniana przez komórki na poziomie ponad 2-krotnie wyższym niż preparat CAVACURMIN® i o ponad 10% wyższym niż preparat CurQfen®(w badaniach wykazano, że preparat CurQfen® posiada 45- do 270-krotnie wyższą biodostępność od natywnego ekstraktu z kurkumy - Kumar et al. 2016). Jednocześnie formulacja według wynalazku wykazuje o 1,5% wyższą przenikalność przez monowarstwę komórkową od preparatu CurQfen®, mierzoną w czasie 60 min.

Przykład 6

Koncentrat do wykorzystania w produkcji napojów z wykorzystaniem formulacji wytworzonej zgodnie z jednym ze sposobów opisanych w przykładzie 1,2 oraz 3

Wytworzono 5-krotnie stężony koncentrat zawierający:

formulację wg wynalazku: 5% w/w wytworzoną zgodnie z przykładem 1:

gumę ksantanową: 1,1% w/w;

glicerol: 26,5% w/w;

kwas cytrynowy: 2,5% w/w;

benzoensan sodu: 0,5% w/w;

sorbinian potasu: 0,5% w/w;

glukozę: 40% w/w;

wodę: do 100% w/w.

Koncentrat wykazywał dużą stabilność, potwierdzoną badaniami pH oraz badaniami mikrobiologicznymi. Nie wykazano zmian w pH ani rozwoju bakterii mezofilnych, pleśni i drożdży w okresie przechowywania do 6 miesięcy. Nie uległa również zmianie barwa koncentratu ani jego inne właściwości organoleptyczne. W celu przygotowania końcowego napoju koncentrat należy rozcieńczyć w proporcji 1 : 4 (koncentrat : płyn), korzystanie wodą, lub odtworzonym sokiem owocowym z koncentratu, korzystnie sokiem z mango, brzoskwini, pomarańczy lub mieszanką tych soków.

Przykład 7

Zastosowanie formulacji według wynalazku jako barwnika

Formulację według wynalazku zastosowano jako barwnik spożywczy E-100 (kurkumina) zgodnie z dopuszczonymi w prawie spożywczym stężeniami, tj. 100 mg/l(kg) w napojach na bazie soków, 150 mg/l(kg) produktach na bazie mleka.

a) 5-krotnie zagęszczony koncentrat soku owocowego (korzystnie pomarańczowego, brzoskwiniowego, ananasowego, szczególnie korzystnie pomarańczowego) zmieszano z formulacją wytworzoną zgodnie z przykładem 1 tak, aby końcowe stężenie formulacji w gotowym produkcie wynosiło 0,01% w/w, mieszaninę uzupełniono wodą tak, aby uzyskać 1-krotne stężenie końcowe soku.

b) do jogurtu owocowego (korzystnie o smaku brzoskwiniowym lub mango) dodano formulację według wynalazku do uzyskania stężenia końcowego 0,015% w/w. Uzyskaną mieszaninę poddano mieszaniu i homogenizacji.

Przykład 8

Zastosowanie formulacji wg wynalazku do wytwarzania napoju z kurkuminą na bazie mleka lub napoju roślinnego zastępującego mleko

a) 10-krotnie zagęszczone mleko krowie zmieszano z formulacją wytworzoną zgodnie z przykładem 1 tak, aby końcowe stężenie formulacji w gotowym produkcie wynosiło 0,015%, mieszaninę uzupełniono wodą tak, aby uzyskać 1-krotne stężenie końcowe mleka.

b) 10-krotnie zagęszczony koncentrat napoju roślinnego zastępującego mleko (korzystnie napoju sojowego, migdałowego, owsianego) zmieszano z formulacją wytworzoną zgodnie z przykładem 1 tak, aby końcowe stężenie formulacji w gotowym produkcie wynosiło 0,01%. Mieszaninę uzupełniono wodą tak, aby uzyskać 1-krotne stężenie końcowe napoju.

Literatura

Amalraj, A., Pius, A. Gopi, S. Biological activities of curcuminoids, other biomolecules from turmeric and their derivatives - A review. Journal of Traditional and Complementary Medicine 2017, 7, 205-233.

Anderson, A.M. Mitchell, M.S. Mohan, R.S. Isolation of curcumin from turmeric. J Chem Educ. 2000, 77, 359-360.

Claims (19)

1. PL 241 417 B1

   Antony, B. Merina, B. lyer, V.S. Judy, N. Lennertz, K. Joyal, S. A pilot cross-over study to evaluate human oral bioavailability of BCM-95CG (Biocurcumax), a novel bioenhanced preparation of curcumin. Indian J. Pharm. Sci. 2008, 70(4), 445-449.

   Apisariyakul, A.; Vanittanakom, N.; Buddhasukh, D. Antifungal activity of turmeric oil extracted from Curcuma longa (Zingiberaceae). J. Ethnopharmacol. 1995, 49, 163-169.

   Cuomo, J. Appendino, G. Dem, A.S. Schneider, E. McKinnon, T.P. Brown, M.J. Comparative absorption of a standardized curcuminoid mixture and its lecithin formulation. J Nat Prod. 2011,74(4), 664-9.

   Frank, J.; Schiborr, C; Kocher, A.; Meins, J.; Behnam, D.; Schubert-Zsilavecz, M.; Abdel-Tawab, M. Transepithelial Transport of Curcumin in Caco-2 Cells Is significantly Enhanced by Micellar Solubilisation. Plant Foods Hum Nutr (2017) 72:48-53.

   Gota, V.S. Maru, G.B. Soni, T.G. Gandhi, T.R. Kochar, N. Agarwal, M.G. Safety and pharmacokinetics of a solid lipid curcumin particle formulation in osteosarcoma patients and healthy volunteers. J. Agric. Food Chem. 2010, 58(4), 2095-2099.

   Govindarajan, V. S. Turmericschemistry, technology and quality. CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 1980, 12, 199-501.

   Jager, R. Lowery, R.P. Calvanese, A.V. Joy, J.M. Purpura, M. Wilson, J.M. Comparative absorption of curcumin formulations. Nutrition Journal 2014, 13:11, 1-8.

   Krishnakumar, I.M. Ravi, A. Kumar, D. Kuttan, R. Maliakel, B. An enhanced bioavailable formulation of curcumin using fenugreek-derived soluble dietary fibre. J. Funct. Food 2012, 4(1), 348-357.

   Madhavi, D. Kagan, D. Bioavailability of a sustained release formulation of curcumin. Integr. Med. (Encinitas) 2014,13(3), 24-30.

   Mangolim, C.S. Moriwaki, C. Nogueira, A.C. Sato, F. Baesso, L.M. Neto, A.M. Matioli, G. Curcumin-e-cyclodextrin inclusion complex: Stability, solubility, characterisation by FT-IR, FT-Raman, X-ray diffraction and photoacoustic spectroscopy, and food application. Food Chemistry 2014,153, 361-370.

   Marcolino,V.A. Zanin,G.M. Durrant, L.R. Benassi, M.T Matioli, G. Interaction of Curcumin and Bixin with e-Cyclodextrin: Complexation Methods, Stability, and Applications in Food. J. Agric. Food Chem. 2011, 59, 3348-3357.

   Martins, R.M. Pereira, S.V. Siqueira, S. Salomao, W.F. Freitas, L.A.P. Curcuminoid content and antioxidant activity in spray dried microparticles containing turmeric extract. Food Research International 2013, 50, 657-663.

   Purpura, M., Lowery, R.P. Wilson, J.M. Mannan, H. Munch, G. Razmovski-Naumovski, V. Analysis of different innovative formulations of curcumin for improved relative oral bioavailability in human subjects. Eur. J. Nutr. 2018, 57(3), 929-938.

   Ruby, A. J.; Kuttan, G.; Baby, K. D.; Rajasekharan, K. N.; Kuttan, R. Anti-tumour and antioxidant activity of natural curcuminoids. Cancer Lett. 1995, 94, 79-83.

   Salzer, D. LL; Haarne, G.; Reimer, G. Analytical evaluation of seasoning extracts (oleoresins) and essential oils from seasonings. Flavours 1975, July/Aug, 206-210.

   Sasaki, H. Sunagawa, Y. Takahashi, K. Imaizumi, A. Fukuda, H. Hashimoto, T. Innovative preparation of curcumin for improved oral bioavailability. Biol. Pharm. Bull. 2011, 34(5), 660-665.

   Schiborr, C. Kocher, A. Behnam, D. Jandasek, J. Toelstede, S. Frank, J. The oral bioavailability of curcumin from micronized powder and liquid micelles is significantly increased in healthy humans and differs between sexes. Mol. Nutr. Food Res. 2014, 58(3), 516-527.

   Shoba, G. Joy, D. Joseph, T. Majeed, M. Rajendran, R. Srinivas, P.S. Influence of piperine on the pharmacokinetics of curcumin in animals and human volunteers. Planta. Med. 1998, 64(4), 353-356.

   Yamamoto, H.; Hanada, K.; Kawasaki, K.; Nishijima, M. Inhibitory effect on curcumin on mammalian phospholipase D activity. FEBS Lett. 1997, 417, 196-198.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Formulacją kurkuminy w postaci suchej, znamienna tym, że obejmuje

   - 0,1-45% w/w oktenylobursztynianu skrobi;

   - 0,01-20% w/w pochodnej celulozy wybranej z hydroksypropylometylocelulozy, hydroksy- propylocelulozy, lub ich mieszaniny;

   PL 241 417 B1

   - 0,01-20% w/w ekstraktu z kurkumy, przy czym ekstrakt z kurkumy zawiera co najmniej

   9 0% w/w kurkuminoidów, w tym kurkuminy, demetoksykurkuminy oraz bisdemetoksykurkuminy,

   - 0,1-10% w/w β-glukanu;

   - 10-70% w/w pochodnej celulozy o lepkości > 5600 mPas wybranej z karboksymetyloce- l ulozy, metylocelulozy, etylocelulozy, hydroksypropylocelulozy, etylometylocelulozy, gumy celulozowej usieciowanej;

   przy czym co najmniej 90%, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek, korzystnie co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm.
2. 2. Formulacją kurkuminy w postaci suchej według zastrz. 1, znamienna tym, że obejmuje

   - oktenylobursztynian skrobi w ilości 25-35% w/w, korzystniej 28-32% w/w;

   - pochodną celulozy w postaci hydroksypropylometylocelulozy, hydroksypropylocelulozy lub ich mieszaniny w ilości 5-15%, korzystnie w ilości 8-10%;

   - ekstrakt z kurkumy w ilości 5-15%, korzystnie w ilości 8-10%, przy czym ekstrakt z kurkumy zawiera co najmniej 90% w/w kurkuminoidów, w tym kurkuminy, demetoksykurkuminy oraz bisdemetoksykurkuminy;

   - β-glukan w ilości 3-5% w/w, korzystnie w ilości 3,8-4,2% w/w;

   - karboksymetylocelulozę o lepkości powyżej 5600 mPas w ilości 30-60% w/w, korzystnie w ilości 48-52% w/w;

   - oktenylobursztynian skrobi w ilości 25-35%, szczególnie korzystnie w ilości 28-32% w/w.
3. 3. Formulacja kurkuminy w postaci suchej według zastrz. 1-2, znamienna tym, że w formulacji kurkuminy w postaci suchej co najmniej 90%, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek, korzystniej co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę mieszczącą się w zakresie od 0,1 do 1 μm.
4. 4. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy w postaci suchej, który obejmuje następujące etapy:

   a) rozpuszcza się ekstrakt z kurkumy o zawartości minimum 90% kurkuminoidów w rozpuszczalniku organicznym wybranym z octanu etylu, octanu metylu, octanu butylu, etanolu, butanolu, dopuszczonym do stosowania do wytwarzania żywności;

   b) rozpuszczony ekstrakt kurkumy z etapu a) dodaje się do roztworu nośnika, którym jest mieszanina polimerów obejmująca oktenylobursztynian skrobi oraz pochodną celulozy wybraną z hydroksypropylocelulozy, hydroksypropylometylocelulozy, lub ich mieszaniny rozpuszczone w wodzie;

   przy czym temperatura roztworu nośnika w trakcie dodawania rozpuszczonego ekstraktu kurkumy mieści się w temperaturze od 5°C do 10°C, przy czym korzystnie stosuje się chłodzenie utrzymujące tę temperaturę wytworzonej mieszaniny;

   c) homogenizuje się mieszaninę uzyskaną w etapie b) do uzyskania emulsji, prowadząc homogenizację w temperaturze od 5°C do 10°C;

   d) emulsję uzyskaną w etapie c) rozcieńcza się wodnym roztworem β-glukanu o lepkości w zakresie 40-200 mPas, a następnie krótko homogenizuje;

   e) emulsję uzyskaną w etapie d) poddaje się stabilizacji poprzez rozcieńczenie wodnym roztworem pochodnej celulozy o lepkości powyżej 5600 mPas wybranej z karboksymetylocelulozy, metylocelulozy, etylocelulozy, hydroksypropylocelulozy, etylometylocelulozy, gumy celulozowej usieciowanej, rozcieńczając w proporcji nie mniejszej niż 1 : 6, korzystnie nie mniejszej niż 1 : 8, całość mieszając mechanicznie; i

   f) ustabilizowaną emulsje z etapu e) poddaje się suszeniu, uzyskując formulację kurkuminy w postaci suchej, przy czym powyżej 90%, korzystnie powyżej 95%, korzystnie powyżej 99% otrzymanych cząsteczek ma wielkość średnicy poniżej 1 μm; korzystniej co najmniej 90%, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek, korzystniej co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę mieszczącą się w zakresie 0,1 do 1 μm.
5. 5. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy według zastrz. 4, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem organicznym stosowanym do rozpuszczenia ekstraktu z kurkumy w etapie a) jest octan etylu.
6. 6. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy według zastrz. 4-5, znamienny tym, że pochodną celulozy stosowaną do wytworzenia nośnika jest mieszanina hydroksypropylocelulozy do hydroksypropylometylocelulozy w stosunku do 10 : 1.

   PL 241 417 B1
7. 7. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy według zastrz. 4-6, znamienny tym, że w etapie d) emulsję rozcieńcza się 1-8% β-glukanem, korzystnie β-glukanem z owsa lub jęczmienia, lub ich mieszaniną.
8. 8. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy według zastrz. 4-7, znamienny tym, że pochodną celulozy o wysokiej lepkości jest karboksymetyloceluloza (CMC), korzystnie w stężeniu od 0,01 do 0,5%, korzystniej w stężeniu od 0,10 do 0,20%, korzystniej w stężeniu od 0,1 do 1,4% (w/w).
9. 9. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy według zastrz. 4-8, znamienny tym, że roztwór nośnika otrzymuje się poprzez mechaniczne zmieszanie polimerów, przy czym mieszanie prowadzi się nie krócej niż 10 godzin, korzystnie 12 godzin.
10. 10. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy według zastrz. 4-9, znamienny tym, że roztwór nośnika rozpuszcza się w wodzie, w proporcjach wagowych 1 : 5 do 1 : 25, korzystnie 1 : 10.
11. 11. Sposób wytwarzania formulacji kurkuminy według zastrz. 4-10, znamienny tym, że suszenie w etapie f) prowadzi się stosując suszenie rozpyłowe z temperaturą na wlocie do suszarki w przedziale 110-160°C, korzystniej 150°C, a na wylocie nie więcej niż 65°C, korzystnie nie więcej niż 55°C.
12. 12. Koncentrat napoju zawierający formulację określoną w zastrz. 1-3.
13. 13. Koncentrat napoju według zastrz. 12, znamienny tym, że ponadto zawiera, przynajmniej jedną z:

    - 0-20% w/w glicerolu i/lub gumy ksantanowej;

    - 0-5% w/w kwasu askorbinowego;

    - 0-5% w/w kwasu cytrynowego;

    - 0-80% w/w glukozy;

    - witaminy z grupy B wybrane z tiaminy, niacyny, pirydoksyny, kwasu foliowego i ryboflawiny, lub ich mieszaniny;

    - substancje konserwujące wybrane z kwasu benzoesowego, benzoensanu sodu, sorbinianu potasu, lub ich mieszaniny.
14. 14. Barwnik zawierający formulację określoną w zastrz 1-3.
15. 15. Barwnik według zastrz 14, znamienny tym, że jest barwnikiem spożywczym, wykorzystywanym w medycynie, kosmetykach, żywności, paszach zwierzęcych.
16. 16. Napój zawierający formulację określoną w zastrz 1-3.
17. 17. Napój według zastrz. 16, znamienny tym, że jest napojem opartym na sokach owocowych, wodzie, napojem mlecznym, napojem roślinnym zastępującym mleko.
18. 18. Napój według zastrz 16-17, znamienny tym, że jest napojem funkcjonalnym, przy czym stężenie kurkuminoidów w napoju wynosi 0,01-0,1% w/w.
19. 19. Suplement diety zawierający formulację określoną w zastrz 1-3.