PL241424B1 - Formulacja kurkuminy w postaci suchej zawierająca kurkuminoidy ekstraktu z kurkumy, sposób jej otrzymywania, napój, koncentrat napoju oraz suplement diety - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest formulacja kurkuminy w postaci suchej, sposób jej wytwarzania, koncentrat napoju, napój, suplement diety, kompozycja farmaceutyczna zawierające formulację kurkuminy oraz jej zastosowania w produktach aktywujących metabolizm aldehydu octowego w tym jako środek przeciw kacowi.

Description

PL 241 424 B1

Opis wynalazku

DZIEDZINA TECHNIKI

Przedmiotem wynalazku jest formulacja kurkuminy w postaci suchej zawierająca kurkuminoidy ekstraktu z kurkumy dyspergująca w wodzie oraz sposób wytwarzania formulacji kurkuminy w postaci suchej z formulacji ekstraktu z kurkumy, napój, koncentrat napoju, suplement diety. Opisano również kompozycję farmaceutyczną zawierającą formulację oraz możliwe zastosowania formulacji ekstraktu z kurkumy, dyspergującego w wodzie w napojach i ich koncentratach, suplementach diety i produktach farmaceutycznych aktywujących metabolizm aldehydu octowego.

STAN TECHNIKI

Według Światowej Organizacji Zdrowia, alkohol (etanol) lokuje się na szczycie listy czynników ryzyka zagrażających zdrowiu populacji. Jednak ze względu na powszechne przyzwolenie na jego spożywanie stale rośnie skala problemów medycznych wywołanych przede wszystkim toksycznym działaniem metabolitów etanolu. Jedną z najlepiej opisanych pod względem toksykologicznym substancji powstających w czasie metabolizmu alkoholu jest aldehyd octowy. Aldehyd octowy jest pierwszym produktem utleniania etanolu. Jest on związkiem 30-krotnie bardziej toksycznym, mutagennym i karcinogennym niż etanol, o udokumentowanym działaniu wielonarządowym, zwłaszcza w obrębie wątroby i płuc. Reakcja przekształcenia etanolu do aldehydu octowego katalizowana jest przez dehydrogenazę alkoholową (ADH), natomiast głównym enzymem katalizującym reakcję utlenienia aldehydu octowego do mało toksycznego kwasu octowego jest dehydrogenaza aldehydowa (ALDH). Dotychczas zidentyfikowano 19 izoenzymów ALDH kodowanych przez różne loci genowe i wykazujących szerokie zróżnicowanie specyficzności substratowej. Mimo istnienia wielu form molekularnych ALDH, w procesie degradacji aldehydu octowego biorą udział wyłącznie enzymy kodowane przez geny ALDH1 oraz ALDH2. Cytozolowy ALDH1 występuje w wielu tkankach, łącznie z mózgiem, lecz wydajność katalityczna tego enzymu jest mała (Km ok. 50 μM). Znacznie większe powinowactwo do aldehydu octowego wykazuje mitochondrialna ALDH2 (Km < 5 μM; pH 7,5), której miejscem występowania są nie tylko hepatocyty, ale także inne typy komórek np. nabłonek żołądka, glej i neurony. Zanik aktywności enzymatycznej ALDH2 jest rezultatem jednopunktowej, nonsensownej mutacji genu w pozycji 1510, w wyniku której dochodzi do zamiany zasady G na A w eksonie 12. Aktywność ALDH2 jest ściśle związana z przynależnością rasową: mutacja prowadząca do utraty aktywności enzymatycznej występuje głównie w populacjach orientalnych (Japonia, Tajwan, Chiny, Korea, Hong Kong, Singapur, Wietnam, Malezja etc.) i dotyczy nawet 50% populacji, natomiast u przedstawicieli rasy kaukaskiej wartości te oscylują w przedziale 8-10%. Zjawisko zmniejszonej aktywności ALDH2 występuje także u chorych z marskością wątroby, niezależnie od etiologii tej choroby i od ilości spożywanego alkoholu. Stężenie aldehydu octowego we krwi, które jest pochodną ilości spożywanego alkoholu oraz aktywności dehydrogenazy alkoholowej determinującej szybkość eliminacji tego związku, ma istotny wpływ na występowanie i przebieg wielu chorób wątroby, układu sercowo-naczyniowego, astmy oskrzelowej, choroby Alzheimera oraz chorób nowotworowych układu oddechowego i przewodu pokarmowego. Ze względu na bardzo niekorzystne efekty biologiczne działania aldehydu octowego w interesie zdrowia publicznego jest jak najszybsze i jak najbardziej skuteczne zmniejszanie jego poziomu w organizmie człowieka. Na rynku suplementów diety oraz preparatów medycznych dostępne są preparaty o działaniu przeciwzapalnym, oraz preparaty służące uzupełnieniu deficytu witamin, elektrolitów i składników mineralnych o działaniu objawowym, łagodzące skutki zatrucia alkoholem i aldehydem octowym oraz nieliczne preparaty o działaniu zapobiegawczym, których funkcją jest wspomaganie pracy wątroby i przyspieszanie metabolizmu alkoholu i jego metabolitów takie jak Morning Recovery (MoreLabs) czy G ETADAY (Drink6 Iberia S.L.U.) oparte o wyciągi ziołowe z substancją aktywną DHM (dihydromyricetina) i ziołami stosowanymi w medycynie ajuwerdyjskiej m.in. wyciąg z żeńszenia i opuncji figowej.

W preparacie ReadyQ (Handok) substancją aktywną jest DHM oraz kurkumina, a w preparacie alcorythm® (Nomi Biotech Corporation) kurkumina. Ze względu na niską natywną biodostępność, mimo jednoznacznie pozytywnego wpływu kurkuminy na aktywację metabolizmu aldehydu octowego stosowanie kurkuminy jest ograniczone, a w preparatach zawierających kurkuminę konieczne jest stosowanie substancji wspomagających biodostępność, takich jak piperyna, wpływających istotnie negatywnie na walory smakowe preparatu i wywołujących podrażnienie śluzówki u osób wrażliwych. Brak dyspergowalnych w wodzie formulacji kurkuminy o podniesionej biodostępności i dużej stabilności, opartych o składniki dopuszczone do stosowania w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, charakteryzują

PL 241 424 B1 cych się neutralnym smakiem i zapachem stanowi poważne ograniczenie techniczne dla rozwoju opartych o zastosowanie kurkuminoidów preparatów o charakterze zapobiegawczym w tym aktywujących metabolizm aldehydu octowego.

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, 1980; Salzer i in., 1975). Suszone kłącza kurkumy zawierają 3-5% olejków eterycznych oraz 0,0-6,0% kurkuminoidów, takich jak kurkumina, demetoksy-kurkumina oraz bisdemetoksy-kurkumina. 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 β-cyklodekstryną, a następnie długie ogrzewanie i mieszanie, przez co najmniej 4 h w temperaturze 70°C (Mangolim i in., 2014; Marcolino i in., 2011). Rozpuszczalniki (etanol i woda) usuwane są w drodze najczęściej 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

PL 241 424 B1 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® (BCM-95®) 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 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 pre

PL 241 424 B1 parat 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 byty 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, demetoksy-kurkuminy oraz bisdemetoksy-kurkuminy, 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 wynosi, 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 oktanylobursztynianu 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, octanu etanolu, octanu 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.

ISTOTA WYNALAZKU

Przeprowadzone przez twórców innowacyjne badania wykazały, że wykorzystanie kombinacji oktanylobursztynianu skrobi i pochodnych celulozy, w szczególności hydroksypropylocelulozy, 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.

Połączenie oktanylobursztynianu skrobi z celulozą modyfikowaną jako nośnika dla rozpuszczonego w rozpuszczalniku organicznym, ekstraktu z kurkumy, umożliwia wytworzenie formulacji kurkumy według wynalazku w postaci emulsji o wąskim i małym rozkładzie cząstek, nawet stosując jedynie homogenizację turbo-wirową. W celu uzyskania formulacji kurkumy według wynalazku w postaci suchej, najkorzystniej proszku przeprowadza się stabilizację układu emulsyjnego podczas suszenia formulacji

PL 241 424 B1 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 μm, co umożliwia uzyskanie układu stabilnego z punktu widzenia termodynamiki układów emulsyjnych. Dolny zakres średnicy uzyskanych cząstek nie wpływa na stabilność wytwarzania w emulsji, choć otrzymanie większości cząsteczek w określonym zakresie, korzystnie w zakresie średnicy cząstek 0,1-1 μm 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(pp-pf)]/(9n) będzie niska, co właśnie zapewnia końcowa formulacja kurkuminy według wynalazku.

Co bardziej nieoczekiwane okazało się, że formulacja kurkuminy według wynalazku 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 formulacja kurkuminy według wynalazku 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 t 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 μm. 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.

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:

PL 241 424 B1 • 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:

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

- 0,01-20% w/w pochodnej celulozy w postaci hydroksypropylometylocelulozy, hydroksypro- p ylocelulozy lub ich mieszaniny;

- 0,01-20% w/w ekstraktu z kurkumy, przy czym ekstrakt z kurkumy zawiera co najmniej 90% 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 karboksymetylocelu- l ozy, metylocelulozy, etylocelulozy, hydroksypropylocelulozy, etylometylocelulozy, gumy celulozowej usieciowanej;

przy czym co najmniej 90% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm, korzystniej co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm;

przy czym korzystnie, co najmniej 90%, korzystniej co najmniej 95%, korzystniej co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę mieszczącą się w zakresie 0,1 do 1 μm.

Formulacja kurkuminy w postaci suchej korzystnie obejmuje

- oktenylobursztynian skrobi w ilości 25-35% w/w, korzystniej 2-32% w/w;

- hydroksypropylometylocelulozę, hydroksypropylocelulozę lub ich mieszaninę w ilości 5-15%, korzystniej w ilości 8-10%;

- ekstrakt z kurkumy w ilości 5-15%, korzystniej 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, korzystniej w ilości 3,8-4,2% w/w;

- karboksymetylocelulozę w ilości 30-60% w/w, korzystniej w ilości 48-52% w/w.

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

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

b) rozpuszczony ekstrakt kurkumy z etapu a) dodaje się do roztworu nośnika, którym jest mieszanina polimerów obejmująca oktenylobursztynian skrobi oraz pochodną celulozy, przy czym pochodną celulozy jest hydroksypropyloceluloza, hydroksypropylometyloceluloza, lub ich mieszanina rozpuszczona w wodzie, przy czym mieszanina hydroksypropylocelulozy do hydroksypropylometylocelulozy mieści się w stosunku do 10:1;

przy czym nośnik wytwarza się mieszając mechanicznie polimery, które następnie rozpuszcza się w wodzie, w proporcji wagowej 1:5 do 1:25, korzystnie 1:10, i miesza się mechanicznie do rozpuszczenia i połączenia polimerów, korzystnie przez co najmniej 10 godz., korzystniej 12 godz., przy czym wytwarzając nośnik stosuje się 0,1 do 30 g oktanylobursztynianu skrobi oraz 0,02 do 20 g hydeoksypropylocelulozy lub hydroksypropylometylocelulozy lub ich mieszaniny odnosząc do ilościowo do mieszaniny wytworzonej w etapie a) wytworzonej z 0,01 g do 3 g ekstraktu z kurkumy rozpuszczonego w 0,19 ml do 60 ml rozpuszczalnika organicznego; 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 (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

PL 241 424 B1 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), w stężeniu 1-8% β-glukanu o niskiej lepkości w zakresie 40-200 mPas, korzystnie z owsa lub jęczmienia lub ich mieszaniną, i dalej 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, w proporcji nie mniejszej niż 1:6, korzystnie nie mniejszej niż 1:8, całość mieszając mechanicznie, przy czym korzystnie pochodną celulozy o wysokiej lepkości jest karboksymetyloceluloza (CMC), korzystnie w stężeniu od 0,01 do 0, %, korzystniej w stężeniu od 0,10 do 0,20 , korzystniej w stężeniu od 0,1 do 1,4% (w/w); i

f) ustabilizowaną emulsję z etapu e) poddaje się suszeniu uzyskując formulację kurkuminy w postaci suchej, przy czym korzystnie suszenie 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;

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 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 oktanylobursztynianu skrobi oraz pochodnej celulozy. Nośnik wytwarza się z mieszanki oktanylobursztynianu skrobi oraz pochodnej celulozy, korzystnie o lepkości w zakresie 40-200 mPas, szczególnie korzystnie hydroksypropylocelulozy, hydroksypropylometylocelulozy, korzystnie w proporcjach 0,1 do 3 g oktanylobursztynianu skrobi (np. PURITY GUM 2000®) do 0,02 do 20 g hydroksypropylocelulozy 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 zawartości 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 homogenizację właściwą. Dwuetapowe wytwarzanie emulsji prowadzi się przykładowo przy prędkości obrotowej w zakresie 5000 obr. min^-1 - 15000 obr. min^-1, korzystnie przy prędkości obrotowej elementu roboczego 10000 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

PL 241 424 B1 homogenizacji właściwej stosując homogenizator, korzystnie homogenizator turbo-wirowy i parametry procesu w zakresie 20000-24000 obr. min^-1, korzystnie 22000 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 jest 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 według wynalazku ponadto zawiera, przynajmniej jedną z: 0-28% 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 wybrane z tiaminy, niacyny, pirydoksyny, kwasu foliowego, ryboflawiny lub ich mieszaniny; substancje konserwujące wybrane z kwasu benzoesowego, benzoensanu sodu, sorbinianu potasu, lub ich mieszaniny.

Opisano również koncentrat napoju, który zawiera ponadto, przynajmniej jedną z: substancję stabilizującą i zagęszczającą w stężeniu 0-28% 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 napoju zawierającego formulację kurkuminy według wynalazku. Opisano również otrzymanie napoju poprzez rozcieńczenie koncentratu napoju według wynalazku. Korzystny napój jest napojem opartym na sokach owocowych, wodzie.

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

Wynalazek dotyczy również suplementu diety zawierającego formulację kurkuminy według wynalazku, korzystnie suplement spożywany jest w dawce odpowiadającej ilości od 0,2 do 2,0 g kurkuminoidów na kilogram masy ciała osobnika.

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

PL 241 424 B1

Korzystny suplement diety jest w postaci płynnej. Korzystny suplement diety jest w postaci płynnej zawiera formulację według wynalazku w ilości dającej kurkuminoidy w stężeniu 0,01-0,1% w/v, koncentrat soku owocowego 1-20% w/v, substancję słodzącą 2-10% w/v, substancję stabilizującą i zagęszczającą w stężeniu 2-10% w/v.

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

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

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

To co niezwykle istotne ze względu na zwiększoną biodostępność napoje/emulsje czy kompozycje 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 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 walory smakowe preparatu ze względu na ostry i piekący smak i działającego podrażniająco 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 0-28% 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.

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.

PL 241 424 B1

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 pozwala ominąć problemy technologiczne wynikający ze stanu techniki.

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.

P r z y k ł a d 1

Wytworzenie formulacji kurkuminy w postaci proszku

Zmieszano 6 g oktanylobursztynianu 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 mieszaniny polimerów i homogenizowano przy użyciu homogenizatora mechanicznego przy prędkości obrotowej elementu roboczego 10000 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 się w zakresie 5-10°C, korzystnie 7°C. Po wytworzeniu pre-emulsji poddano ją homogenizacji właściwej stosując homogenizator turbowirowy i parametry procesu: 22000 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 1L 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 μm).

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).

PL 241 424 Β1

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	Lp.	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	0,065	0	25	1,68	1,815	0,31	47	48,27	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	0,135	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:

oktanylobursztynian 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.

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;

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 10000 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).

PL 241 424 Β1

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

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	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	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
18	0,58	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:

oktanylobursztynian 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.

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 pm. 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, 3-1 8h 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

PL 241 424 B1 po roztworzeniu proszku określono wielkość otrzymanych cząsteczek oraz rozkład ich wielkości. Otrzymano wyniki o rozkładzie o 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 0.01% 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:

oktanylobursztynian 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.

P r z y k ł a d 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 (Wacker Chemie AG) oraz preparatu CurQfen (Akay Group Ltd.) Zawiesiny standaryzowano na całkowite stężenie kurkuminoidów 0,5% w/w.

PL 241 424 Β1

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 %
CurOfen® (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 kurkuminojd	ów 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 zawiesiny w wodzie formulacji według wynalazku. Badanie przeprowadzono metodą in vitro 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® (Akay Group Ltd.) 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
CurOufen®	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%

Badanie jednoznacznie wykazało zwiększoną biodostępność formulacji według wynalazku, w porównaniu z preparatem CAVACURMIN® oraz preparatem CurOufen®. Formulacja według wynalazku jest wchłaniana przez komórki na poziomie ponad 2-krotnie wyższym niż preparat Cavacurmin® i o ponad 10% wyższym niż preparat CurOfen® (w badaniach wykazano, że preparat CurOfen® posiada 45

PL 241 424 B1 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.

P r z y k ł a d 6

Koncentrat do wykorzystania w produkcji napojów funkcjonalnych i suplementów diety 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 owoców tropikalnych, korzystnie sokiem z mango, brzoskwini, pomarańczy lub mieszanką tych soków. Podobnie wytworzono koncentraty z wykorzystaniem formulacji wytworzonej zgodnie z Przykładem 2 (stosując 7% w/w wytworzonej formulacji) i Przykładem 3 (stosując 10% w/w wytworzonej formulacji).

P r z y k ł a d 7

Napój funkcjonalny

Wytworzono napój funkcjonalny wspomagający pracę wątroby, aktywujący działanie enzymów wątrobowych, korzystnie enzymów z grupy dehydrogenaz, korzystnie dehydrogenazy aldehydowej do w trakcie spożycia alkoholu, a) 5-krotnie zagęszczony koncentrat soku owocowego (korzystnie cytrynowego, grejpfrutowego, mango, marakuja, 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/v, mieszaninę uzupełniono wodą tak aby uzyskać 1-krotne stężenie końcowe soku. b) 5-krotnie zagęszczony koncentrat soku owocowego (korzystnie cytrynowego, grejpfrutowego, mango, marakuja, pomarańczowego, brzoskwiniowego, ananasowego) zmieszano z formulacją wytworzoną zgodnie z przykładem 1 tak aby końcowe stężenie formulacji w gotowym produkcie wynosiło 0,01% w/v, mieszaninę uzupełniono wodą tak aby uzyskać 1-krotne stężenie końcowe soku, następnie do mieszaniny dodano substancję słodzącą (glukoza) do stężenia w produkcie końcowym 4% oraz kwas cytrynowy do stężenia w produkcie końcowym 0,4%, a następnie uzupełniono wodą do uzyskania dwukrotnie rozcieńczonego soku owocowego.

Napój funkcjonalny o charakterze soku może być spożywany bez ograniczeń jako odpowiednik soku owocowego do rozcieńczania koktajli na bazie alkoholu lub popijania alkoholu, w celu aktywacji metabolizmu aldehydu octowego, korzystnie enzymów z grupy dehydrogenaz, korzystnie dehydrogenazy aldehydowej i zredukowania efektów spożycia alkoholu wynikających z zatrucia aldehydem octowym.

P r z y k ł a d 8

Suplement diety w postaci kapsułek

Wytworzono suplement diety w postaci kapsułek wspomagający pracę wątroby, aktywujący działanie enzymów wątrobowych w tym enzymów z grupy dehydrogenaz, szczególnie dehydrogenazy aldehydowej przeznaczony do zażywania przed lub w trakcie spożycia alkoholu. Formulację wytworzoną zgodnie z przykładem 1 poddano kapsułkowaniu w kapsułkach żelowych dopuszczonych do użytku farmaceutycznego w dawkach po 500 mg substancji według formulacji. W opcjonalnym wariancie kapsułki żelowe oprócz formulacji zawierają dodatek substancji wspomagających i wypełniaczy, korzystnie, jeśli substancją wspomagającą jest beta-glukan, w dawce do 100 mg, a wypełniaczem celuloza. Korzystnie, jeśli kapsułki będą wykonane z substancji żelowej ulegającej rozpuszczeniu w środowisku jelita

PL 241 424 B1 cienkiego, korzystnie, jeśli substancją będzie polimer pochodzenia roślinnego, mikrobiologicznego lub syntetycznego, spełniający kryteria certyfikacji HALAL oraz wegańskiej. Pojedyncza kapsułka żelowa stanowi jednorazową dawkę suplementu do zażywania w czasie od 60 minut przed rozpoczęciem spożywania alkoholu lub w trakcie jego konsumpcji dla osoby dorosłej o masie ciała do 85 kg. Przyjmowanie kapsułek, szczególnie przed spożyciem alkoholu aktywuje działanie enzymów wątrobowych w tym enzymów z grupy dehydrogenaz zwiększając tolerancję u osoby przyjmującej formulację kurkuminy o zwiększonej biodostępności na spożywany przez osobnika alkohol etylowy.

P r z y k ł a d 9

Suplement diety w postaci płynnej

Wytworzono suplement diety w postaci płynnej wspomagający pracę wątroby, aktywujący działanie enzymów wątrobowych, korzystnie enzymów z grupy dehydrogenaz, korzystnie dehydrogenazy aldehydowej do zażywania przed lub w trakcie spożycia alkoholu.

Koncentrat soku z mango, wymieszano w zbiorniku z mieszadłem wirowym z wodą, glukozą, glicerolem, gumą ksantanową, kwasem cytrynowym, witaminami z grupy B, tiaminą, niacyną, pirydoksyną, kwasem foliowym i ryboflawiną, substancjami konserwującymi benzoensanem sodu i sorbinianem potasu oraz formulacją wytworzoną według przykładu 1 do końcowego stężenia kurkuminoidów 0,1% w/v i aromatem naturalnym z marakui. Po dokładnym wymieszaniu składników przygotowany płynny suplement diety o gęstości 1,02 g*cm3-1 rozlano do butelek o objętości 100 ml, stanowiących jednorazową dawkę suplementu do zażywania w czasie od 60 minut przed rozpoczęciem spożywania alkoholu lub w trakcie jego konsumpcji dla osoby dorosłej o masie ciała do 85 kg.

Stężenia końcowe składników w gotowym płynnym suplemencie diety wyniosły odpowiednio:

- koncentrat soku z mango 6 % w/v

- aromat naturalny marakui 0,001% w/v

- glukoza 8% w/v

- guma ksantanowa 0,226% w/v

- glicerol (99,5%) 5,333% w/v

- kwas cytrynowy 0,5% w/v

- sorbinian potasu 0,1% w/v

- benzoensan sodu 0,1% w/v

- niacyna 0,0165% w/v

- tiamina 0,0029 % w/v

- ryboflawina 0,00132% w/v

- pirydoksyna 0,023% w/v

- kwas foliowy 0,000352% w/v

- formulacja wg wynalazku zgodnie z przykładem 1 do końcowego stężenia kurkuminoidów

0,1% w/v

Suplement diety w postaci płynnej przewidziany jest do spożywania bezpośrednio przed lub w trakcie spożywania alkoholu w postaci jednorazowej dawki 100 ml dla osoby dorosłej o masie ciała do 85 kg, jako preparat wspomagający pracę wątroby, aktywujący działanie enzymów wątrobowych, korzystnie enzymów z grupy dehydrogenaz, korzystnie dehydrogenazy aldehydowej do zażywania przed lub w trakcie spożycia alkoholu. Przyjmowanie suplementu diety w postaci płynnej, szczególnie przed spożyciem alkoholu aktywuje działanie enzymów wątrobowych w tym enzymów z grupy dehydrogenaz zwiększając tolerancję u osoby przyjmującej formulację kurkuminy według wynalazku o zwiększonej biodostępności w nim zawartą na spożywany przez osobnika alkohol etylowy.

Literatura

Amalraj, A., Pius, A. Gopi, S. 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.

Antony, B. Merina, B. Iyer, 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.

PL 241 424 B1

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. Dern, 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 Sei. 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. U.; 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

Claims (9)

1. PL 241 424 B1

   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 w postaci hydroksypropylometylocelulozy, hydroksypro- pylocelulozy lub ich mieszaniny;

   - 0,01-20% w/w ekstraktu z kurkumy, przy czym ekstrakt z kurkumy zawiera co najmniej 90% 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 karboksymetylocelu- l ozy, metylocelulozy, etylocelulozy, hydroksypropylocelulozy, etylometylocelulozy, gumy celulozowej usieciowanej;

   przy czym co najmniej 90% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm, korzystniej co najmniej 95% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm, korzystniej co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę poniżej 1 μm;

   przy czym korzystnie, co najmniej 90%, korzystniej co najmniej 95%, korzystniej co najmniej 99% cząsteczek ma średnicę mieszczącą się w zakresie 0,1 do 1 μm.
2. 2. Formulacja kurkuminy w postaci suchej według zastrz. 1, znamienna tym, że obejmuje

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

   - hydroksypropylometylocelulozę, hydroksypropylocelulozę lub ich mieszaninę w ilości 5-15%, korzystniej w ilości 8-10%;

   - ekstrakt z kurkumy w ilości 5-15%, korzystniej 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, korzystniej w ilości 3,8-4,2% w/w;

   - karboksymetylocelulozę w ilości 30-60% w/w, korzystniej w ilości 48-52% w/w.
3. 3. 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 dopuszczonym do stosowania do wytwarzania żywności wybranym z octanu etylu, octanu metylu, octanu butylu, etanolu, butanolu lub ich mieszaniny, korzystnie rozpuszczalnikiem organicznym jest octan etylu;

   b) rozpuszczony ekstrakt kurkumy z etapu a) dodaje się do roztworu nośnika, którym jest mieszanina polimerów obejmująca oktenylobursztynian skrobi oraz pochodną celulozy, przy czym pochodną celulozy jest hydroksypropyloceluloza, hydroksypropylometyloceluloza, lub ich mieszanina rozpuszczona w wodzie, przy czym mieszanina hydroksypropylocelulozy do hydroksypropylometylocelulozy mieści się w stosunku do 10:1;

   przy czym nośnik wytwarza się mieszając mechanicznie polimery, które następnie rozpuszcza się w wodzie, w proporcji wagowej 1:5 do 1:25, korzystnie 1:10, i miesza się mechanicznie do rozpuszczenia i połączenia polimerów, korzystnie przez co najmnie 10 godz., korzystniej 12 godz., przy czym wytwarzając nośnik stosuje się 0,1 do 30 g oktanylobursztynianu skrobi oraz 0,02 do 20 g hydeoksypropylocelulozy lub hydroksypropylometylocelulozy lub ich mieszaniny odnosząc ilościowo do mieszaniny wytworzonej w etapie a) wytworzonej z 0,01g do 3 g ekstraktu z kurkumy rozpuszczonego w 0,19 ml do 60 ml rozpuszczalnika organicznego;

   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 1-8% wodnym roztworem β-glukanu o lepkości w zakresie 40-200 mPas, a następnie krótko homogenizuje;

   przy czym korzystnym β-glukanem jest β-glukan z owsa lub jęczmienia, lub ich mieszanina;

   PL 241 424 B1

   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, w proporcji nie mniejszej niż 1:6, korzystnie nie mniejszej niż 1:8, całość mieszając mechanicznie, przy czym korzystnie pochodną celulozy o wysokiej lepkości jest karboksymetyloceluloza (CMC), korzystnie w stężeniu od 0,01 do 0, %, korzystniej w stężeniu od 0,10 do 0,20%, korzystniej w stężeniu od 0,1 do 1,4% (w/w); i

   f) ustabilizowaną emulsję z etapu e) poddaje się suszeniu uzyskując formulację kurkuminy w postaci suchej, przy czym korzystnie suszenie 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;

   przy czym powyżej 90% otrzymanych cząsteczek ma wielkość średnicy poniżej 1 μm, 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 μm do 1 μm.
4. 4. Koncentrat napoju zawierający formulację jak określoną w zastrz. 1-2.
5. 5. Koncentrat napoju według zastrz. 4, znamienny tym, że ponadto zawiera, przynajmniej jedną z:

   - 0-28% 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 wybrane z tiaminy, niacyny, pirydoksyny, kwasu foliowego, ryboflawiny lub ich mieszaniny;

   - substancje konserwujące wybrane z kwasu benzoesowego, benzoensanu sodu, sorbinianu potasu, lub ich mieszaniny.
6. 6. Napój zawierający formulację jak określoną w zastrz 1-2.
7. 7. Napój według zastrz 6, znamienny tym, że jest napojem funkcjonalnym w którym stężenie kurkuminoidów w napoju wynosi 0,01-0,1% w/w.
8. 8. Suplement diety zawierający formulację jak określoną w zastrz 1-2.
9. 9. Suplement diety według zastrz. 8, znamienny tym, że jest w postaci płynne.