Проектирование и строительство фармацевтических производств

Стандарт GMP - фармацевтические производства под ключ. Фармацевтические проекты.
ФАРМПРОИЗВОДСТВА
Проектирование по GMP
Чистые помещения
Строительство под ключ

медицинский инжиниринг FAVEA
СЕРВИС
Технический сервис оборудования

Практическая валидация, семинары, курсы, тренинги. Международный аудит. Стандарты GMP
УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР
Практическая валидация. Семинары, курсы, тренинги. Стандарты GMP

льготное финансирование реконструкций
ФИНАНСИРОВАНИЕ
Льготное кредитование проектов чешскими банками

Масла расторопши и змееголовника молдавского - новые источники полиненасыщенных жирных кислот

Мартин Бухта, доктор хим. наук 
эксперт компании FAVEA

Расторопша и змееголовник молдавский являются источниками жирных кислот с высокой долей полиненасыщенных жирных кислот, в частности, линолевой и α-линоленовой. Эти кислоты, наряду с другими биологически активными соединениями, оказывают положительное воздействие на регенеративные процессы кожи, способствуют поддержанию природных функций и обеспечивают эффективную защиту от неблагоприятных воздействий внешней среды. Высокополярность обоих видов масел делает возможным их использование в косметической продукции в высоких концентрациях без негативного влияния на полезные свойства (абсорбцию, распределение, вязкость). Расторопша и змееголовник молдавский являются идеальными компонентами рецептур для возрастной, чувствительной и раздраженной кожи.

silybum-marianumРасторопша (Silybum marianum (L.) Gaert.) является однолетним растением семейства Сложноцветные (Asteraceae), произрастающим в умеренном поясе северного полушария от Ближнего Востока до Европы, включая Балканы, и с древних времен испрользуется как лекарственное растение. Впервые ее лечебные свойства были упомянуты в 4 в. до н.э. Теофрастом в его труде под названием “Pternix”. Позднее, в 1 столении н.э., расторопша была описана Диоскоридом в манускрипте “Materia medica”, а также Плинием в “Historia naturalis”, причем оба автора используют для видов данного растения одно и то же название “Sillybum”. В ходе веков расторопша упоминалась во всех значимых книгах о лекарственных растениях, ее плодам приписывались лечебные свойства при болезнях печени и селезенки.

В настоящее время расторопша искусственно выращивается как официнальное лекарственное растение для лечения болезней печени и пищеварительного тракта, описанное в фармакопеях многих стран мира [1]. Этот вид биологической активности обусловлен флавонолигнанами, содержащимися в плодах расторопши (achenocarp). Кроме этого, известно, что в плодах содержатся и другие группы биологически активных веществ, не используемых широко в фармацевтической промышленности. В частности, речь идет о жирных маслах, содержание которых колеблется в пределах 20-25% [2]. Масло может быть выделено из плодов различными методами, в частности, стандартным прессованием, экстрагированием плодов неполярными растворителями, а также сверхкритической экстракцией диоксидом углерода. В зависимости от метода, отдельные продукты могут отличаться содержанием отдельных веществ.

Холодное прессование является наиболее распространенным методом, гарантирующим сохранение всех биологически активных веществ без риска их разрушения. Этот метод позволяет получить масло холодного отжима, содержащее, в основном, триацилглицеролы, в которых связаны высшие жирные кислоты, в частности, линолевая кислота, относящаяся к группе ω-6 жирных кислот. Помимо этой дважды ненасыщенной жирной кислоты, доля которой в смеси с другими жирными кислотами составляет около 60%, присутствуют также другие ненасыщенные кислоты, в частности, олеиновая (примерно 20%) и следы α-линоленовой кислоты. Две наиболее важные ненасыщенные жирные кислоты расторопши, т.е. линолевая (Л) и олеиновая (О) связаны в триацилглицеролах примерно в следующих соотношениях: ЛЛЛ... 20%; ОЛЛ... 20%; ООЛ... 7%; ООО... 2%. Кроме жирных кислот, масло холодного отжима содержит также около 1-2% фитостеролов, представленных в основном β-ситостеролом и Δ7-стигмастеролом; Δ5-авенастерол, стигмастерол и кампестерол присутствуют в незначительных количествах. Кроме этого, масло богато витамином E и его производными, а также содержит небольшое количество флавонолигнанов, что обусловлено их ограниченной растворимостью в жирах [3, 4, 5]. Сравнение содержания липофильных витаминов и каротиноидов в маслах расторопши и змееголовника молдавского (холодный отжим) урожая 2008 года представлено в табл.1.

Жирная кислота Масло расторопши
(% от массы)
Масло змееголовника молдавского
(% от массы)
Ретинол 0,6 0,4
α-токоферол 511 48
γ-токоферол 87 828
δ-токоферол 2 11
β-каротин 0,2 1,6
Лютеин (ксантофил) 0,5 6,3
Ликопин <0,1 <0,1

Таблица 1. Содержание липофильных витаминов и каротиноидов в маслах расторопши и змееголовника молдавского

dracocephalum-moldavicaЗмееголовник молдавский (Dracocephalum moldavica L.) представляет собой однолетнее растение семейства Яснотковые (Lamiaceae), произрастающее в умеренном поясе северного полушария от Черного моря, включая Балканы, до Центральной Европы. Змееголовник молдавский известен благодаря высокому содержанию эфирных масел в цветущих частях растения [6]. Заготавливается и выращивается в основном с целью получения данного эфирного масла, аромат и состав которого подобен эфирному маслу мелиссы лекарственной (лимонной мяты). Установлено, что плоды змееголовника богаты жирными кислотами (доля около 20%), особенно трижды ненасыщенной α-линоленовой кислоты из группы ω-3 жирных кислот, составляющей более 60% от общего количества всех присутствующих жирных кислот. Данный уникальный состав, особенно с учетом присутствия других ненасыщенных жирных кислот, т.е. линолевой (около 18%) и олеиновой (около 10%), делает это масло важным источником эссенциальных жирных кислот для человеческого организма. Эти три наиважнейшие ненасыщенные жирные кислоты змееголовника молдавского (α-линоленовая кислота (Лн), линолевая кислота (Л) и олеиновая кислота (O), связаны в триацилглицеролах примерно в следующих пропорциях: ЛнЛнЛн... 25%; ЛЛнЛн... 20%; ЛЛЛн... 5%; OЛнЛн... 6%. Помимо жирных кислот, масло змееголовника холодного отжима содержит значительное количество фитостеролов, в частности, β-ситостерол; кампестрол и Δ5-авенастерол присутствуют в незначительном количестве [7, 8, 9]. Содержание витамина E также значительно и сравнимо с содержанием в масле расторопши, с одной большой разницей: в масле расторопши γ-токоферол является доминирующим соединением среди всех форм витамина E, в то время как в масле змееголовника преобладает γ-токоферол (Таблица 1).

Характерный общий профиль состава ненасыщенных жирных кислот расторопши и змееголовника представлены в таблице 2. Пропорции между жирными кислотами могут варьировать в зависимости от конкретного места произрастания, климатических условий выращивания, урожая, технологии переработки и изоляции масла.

Жирная кислота Масло расторопши
(% от массы)
Масло змееголовника молдавского
(% от массы)
Олеиновая 15-25 6-14
Линолевая 53-65 14-23
α-линоленовая <2 55-66
Сумма других ненасыщенных кислот <1 <2

Таблица 2. Состав ненасыщенных жирных кислот масел расторопши и змееголовника молдавского

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Ненасыщенные жирные кислоты плодов расторопши и змееголовника молдавского относятся к эссенциальным жирным кислотам, которые организм человека не синтезирует и поэтому должен получать их из внешних источников. Эти кислоты служат основой многих клеточных структур и тканей организма. Одной из наиболее важных их функций является строительство клеточных мембран. С другой стороны, эти субстанции являются основными структурными элементами в биосинтезе других биологически активных соединений, в частности, простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов и др., поддерживающих тонкое равновесие между иммунным, воспалительным и другими ответами организма [10].

При наружном применении жирные кислоты в форме масел, связанных преимущественно в виде триацилглицеролов, легко проникают через кожный барьер и могут непосредственно участвовать в биохимических процессах кожи. При этом они играют значительную роль в восстановлении поврежденных клеток, ускоряют регенеративные процессы в тканях. Поскольку эти ненасыщенные жирные кислоты проявляют свойства сильных антиоксидантов, то предотвращают повреждение структур в результате внешнего и внутреннего окислительного стресса. С этим связан их вклад в улучшение качества кожи и замедление старения. Этот эффект также подтверждается наличием естественного солнцезащитного фактора вследствие присутствия двойных связей в молекулах данных жирных кислот. Кроме того, линолевая и α-линоленовая кислоты имеют высокую антимикробную активность, что имеет важное значение для продукции, предназначенной для чувствительной или поврежденной кожи, подверженных инфекциям.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСЕЛ В КОСМЕТИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

Благодаря присутствию в масле расторопши холодного отжима моно- и 1,2-диацилглицеролов, а также 1,3-диацилглицеролов в количестве от 1.5 до 3%, полярность его возрастает, вследствие чего это масло становится одним их высокополярных растительных масел, как например, масло авокадо. Низкое межфазное натяжение на границе разделения водной и масляной фаз со значением 16 мН.м-1 делает возможным быстрое распределение и абсорбцию масла. Физические и химические свойства близки свойствам естественной кожной смазки и разительно отличаются от поведения неполярных и минеральных масел. По своим реологическим свойствам масло расторопши может сравниться с эфирами жирных кислот со спиртами средней длины цепи, например, децилолеатом.

Аналогично, присутствие в масле змееголовника молдавского моно- и диацилглицеролов и низкая точка затвердевания играют важную роль в характеристиках распределения. Оба вида масла, при нанесении на кожу, не оставляют ощущения липкости и сальности. Это позволяет использовать их в косметике даже в высоких концентрациях без негативного влияния на полезные свойства финального продукта (например, массажных масел, эмульсий и гелей). С другой сторны, эти масла можно использовать в передовых препаратах для лечения поврежденной или возрастной кожи, где были получены хорошие результаты влияния на регенеративные процессы, в присутствии вспомогатльных веществ для улучшения проникновения через кожный барьер. Свой вклад в это вносят также упоминавшиеся выше биологически активные вещества, содержащиеся в масле холодного отжима, особенно витамин Е и его производные, а также фитостеролы, повышающие эластичность кожи и удержание воды, что способствует увлажнению. [11].

Масла расторопши и змееголовника молдавского пригодны для продуктов для чувствительной и поврежденной кожи, а также для кожи, подверженной хроническим воспалительным процессам, псориазу, дерматитам, акне, последствиям сахарного диабета. Особое внимание было уделено тестированию продукции с маслом расторопши, предназначенной для ухода за кожей новорожденных и грудничков. При применении у детей тестированных средств для купания, кремов и мазей негативные эффекты не возникали.

ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ

Одной из возможностей трансформации растительных масел является ре-этерификация с использованием спиртов со средней длиной цепи. Масло расторопши также может быть объектом ре-этерификации, например, с дециловым спиртом, в результате чего получается смесь 80-85% эфиров жирных кислот, первоначально содержавшихся в масле расторопши, с дециловым спиртом, примерно 5% частично обработанных моно- и диацилглицеролов и остаточных количеств 5-7% непрореагировавших триацилглицеролов [12]. Замечателен факт сохранения полного состава жирных кислот в финальном продукте: жидком воске – по сравнению с первоначальным маслом. Эта форма жидкого воска легко абсорбируется кожей вследствие более низкой молекулярной массы. Подобность химической структуры жидких восков с продуктами кожных желез высока, что предполагает хорошую совместимость с природными компонентами кожи, в частности, с межклеточными связующими компонентами (межклеточным цементом). С точки зрения косметологии, данные жидкие воски обладают отличными смягчающими свойствами, делая кожу мягкой без ощущения сальности. Очень важен факт повышения химической устойчивости имеющихся ненасыщенных жирных кислот к окислению по сравнению с исходным маслом. Другим видом полусинтетических производных являются конъюгированные жирные кислоты. Данные вещества получаются природным путем в малых количествах за счет воздействия физиологической микрофлоры пищеварительного тракта жвачных животных из полиненасыщенных жирных кислот. В результате ресорбции из пищеварительного тракта данные вещества попадают в мясной и молочный жир, в составе которых далее поступают в цепь питания человека. Эти вещества особенно важны потому, что способны стимулировать иммунную систему организма, защищать от возникновения злокачественных новообразований и регулировать жировой метаболизм [13, 14]. Эти свойства также могут иметь положительное воздействие при поверхностном применении. Полиненасыщенные жирные кислоты масел расторопши и змееголовника могут превращаться в результате химических реакций в данные конъюгированные жирные кислоты или их эфиры с низшими спиртами [15]. Эти продукты являются жидкостями с низкой плотностью с более высокой устойчивостью к воздействию окислителей по сравнению со свободными кислотами, что поддерживает их биологические свойства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Жирные масла, полученные из семян расторопши и змееголовника молдавского являются важными источниками полиненасыщенных жирных кислот. Масло расторопши содержит в спектре жирных кислот преимущественно линолевую кислоту (60%), масло змееголовника содержит преимущественно α-линоленовую кислоту (60%). Использование отдельных масел или их сочетаний в пропорции между ω-3 и ω-6 жирными кислотами позволяет составлять серии косметической продукции разнообразного назначения. Оба масла предпочтительны в использовании благодаря высокой полярности, делающей использование продуктов на их основе приятным, а также высокой всасываемости активных веществ через кожу. Масла могут изменяться в полусинтетические производные, в частности, путем ре-этерификации со спиртами средней длины цепи или за счет перегруппировки двойных связей в молекулах жирных кислот с образованием конъюгированных форм. Такого рода производные открывают другие возможности использования масла расторопши и змееголовника молдавского в передовых косметических препаратах.

ССЫЛКИ

  1. The European Pharmacopoeia, 6.0, 2425-2427 (2008).
  2. Z. Svehlik, P. Svehlik, Patent CZ295611 (2004).
  3. M. H. El-Mallah, S. M. El-Shami et al., Grasas y Aceites, 54, 397-402 (2003).
  4. M. Hadolin, M. Skerget et al., Food Chemistry, 74, 355-364 (2001).
  5. K. Szentmihalyi, M. Then et al., Z. Naturforsch., 53c, 779-784 (1998).
  6. A: Z. Kakasy, E. Lemberkovics et al., Herba Polonica, 48, 112-119 (2002).
  7. S. Rao, M. Abdel-Reheem et al., Lipids, 43, 749-755 (2008).
  8. J. Domokos, J. Peredi et al., Industrial Crop and Products, 3, 91-94 (1994).
  9. M. Stuchlik, S. Zak, Biomed. Papers, 142, 3-10 (2002).
  10. J. Pec, J. Dusek, Prakticke Lekarenstvi, 4, 86-89 (2008).
  11. M. Stuchlik, S. Zak, Patent CZ294004, (2001).
  12. Cerester® Process, Sophim company (France).
  13. S. A. Visconeau, S. A. Cesano et al., Anticancer Res., 17, 969-973 (1997).
  14. C. Ip, S. F. Chin et al., Cancer Res., 51, 6118-6124 (1991).
  15. M. Buchta, Z. Svehlik, Patent Application PV 2007-25 (2007).