DE60123655T2

DE60123655T2 - Kokonussmilch und deren herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60123655T2
Application number: DE60123655T
Authority: DE
Inventors: Muhammed Majeed; Vladimir Badmaev
Original assignee: Sabinsa Corp
Current assignee: Sabinsa Corp
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: EP1341547B1; DE60123655D1; DK1341547T3; EP1341547A4; US7300682B2; AU2002233924A1; US20040067264A1; WO2002040043A1; EP1341547A1; ATE341336T1

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 15. November 2000 eingereichten US Patentanmeldung 60/248,233.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Ernährungs-, kosmetische und pharmazeutische Zusammensetzungen, die aktive Wirkstoffe aus frischen grünen Kokosnüssen enthalten, sowie Verfahren zur Gewinnung der Zusammensetzungen.
Hintergrund der Erfindung
Kokosnusswasser ist das flüssige Endosperm von Cocos nucifera L und wird als Zusatz in Medien zum Wachstum von Pflanzenzellkulturen eingesetzt. Die Kokosnussfrucht ist darin einzigartig, dass sie große Mengen dieser Flüssigkeit im Laufe der Zeitspannen von einem Jahr und mehr ihres Lebenszyklus akkumuliert. Die größte Menge an Kokosnusswasser findet sich in jungen, grünen Kokosnüssen und stellt Nahrung für das Wachstum des festen Endosperms (Kokosfleisch) im Inneren der harten Schale der Frucht bereit. Wenn die Frucht reift, dienen sowohl das feste Endosperm als auch das verbleibende Kokoswasser als Nährstoffe für den sich entwickelnden Embryo und Keimling. Somit dient Kokoswasser als ein natürlicher Vorrat an Nährstoffen, um das Gewebewachstum zu fördern¹.
Es wurde die Ernährungszusammensetzung von Kokosnusswasser bestimmt, das aus Früchten in verschiedenen Stadien der Reifung gewonnen wurde. Das Medium ist reich an Proteinen, Aminsäuren, Zuckern, Vitaminen, Mineralien und Wachstumshormonen (Tabelle 1), die zur Förderung des Gewebewachstums unentbehrlich sind. Zusätzlich wurden Shikimisäuren und Chinasäuren in Proben von Kokosnusswasser aus Früchten zu verschiedenen Reifestadien detektiert, wobei der höchste Gehalt in jungen grünen Kokosnüssen gefunden wurde. Die wahrscheinliche Rolle dieser azyklischen Säuren in der Aromaten-Biosynthese weist auf ihre Bedeutung in der sich entwickelnden Kokosnuss hin. Sie mögen auch eine signifikante Rolle in der Ernährung von Pflanzen und Gewebekulturen spielen.
Tabelle 1: Vitamin-, Wachstumsfaktor-, Zuckeralkohol- und Mineralgehalt von Kokosnusswasser

* eine signifikante Wachstumsantwort wurde bei Zwergerbsen mit einem Extrakt von 188 ml Kokosnusswasser erreicht Tabelle 1 (Fortsetzung)

Es wurde festgestellt, dass der RNA-Phosphor-Gehalt (RNA-P) von Kokosnusswasser bei allen Fruchtreifegraden durchgängig hoch war (Tabelle 2). Das Verhältnis von RNA-P/DNA-P war ungewöhnlich hoch. Die Rolle von RNA im Aminosäuretransport und respiratorischen Metabolismus lebender Zellen ist gut bekannt. Daher würde die RNA von Kokosnusswasser in wirksamer Weise diese und andere Funktionen als Teil der metabolischen Maschinerie ausführen, die für das sich entwickelnde Endospermgewebe der Kokosnuss unentbehrlich ist und somit in Zellkulturmedien das Wachstum anderer lebender Zellen ebenfalls fördert. Tabelle 2: RNA-Phosphor und DNA-Phosphor des alkoholunlöslichen Rückstands aus Kokosnusswasser
Cytokinine sind eine Klasse von Pflanzenwachstumssubstanzen (Pflanzenhormonen), die bei der Förderung der Zellteilung aktiv sind. Sie sind auch bei Zellwachstum und Differenzierung und anderen physiologischen Vorgängen beteiligt. Ein bedeutendes Cytokinin, das in Kokosmilch zu finden ist, wurde mittels eines Standardverfahrens isoliert, des Tabakkalluswachstumsförderungs-Assays. Die Struktur wurde als ein komplexes trans-Zeatinribosid (G3A2-ZR) bestimmt. Die Verfasser dieser Untersuchung schrieben mindestens 20 % der Zytokininaktivität in Kokosmilch dieser Verbindung zu².
Eine Untersuchung, die die Wirksamkeit (Efficacy) von einer Behandlung mit einer einzigen und mit kombinierten Wachstumsregulatoren mit Indol-3-essigsäure, Gibberellinsäure (GA3) und Kokosmilch auf die Pflanzenhöhe, Ertrag, Chlorophyll- und Vitamingehalt von Pflanzen wie Abelmoschus esculetus L und Solanum gilo L erforschte, kam zu dem Ergebnis, dass 100 mg/L GA3 und 15% Kokosnusswasser signifikant wirksame Behandlungen waren³.
Die Nähreigenschaften von Kokosnusswasser sind in der orientalischen Überlieferung weit anerkannt. Unreife Kokosnüsse werden als Glukoseelektrolyt und orale Rehydratationslösung zur Behandlung von Diarrhö eingesetzt⁴. Kokosnusswasser-Feststoffe stellen auch ein nahrhaftes Medium für nützliche Mikroflora im Gastrointestinaltrakt dar. Ein kürzlich erschienener Bericht erwähnt auch den erfolgreichen Einsatz von Kokosnusswasser als eine kurzfristige intravenöse Hydratationsflüssigkeit⁵.
Kokosnusswasser hat traditionell als nahrhaftes Erfrischungsgetränk Verwendung gefunden. Der Welternährungsorganisation wurde kürzlich in Großbritannien ein Patent auf die Herstellung von Kokosnusswasser erteilt, das in Flaschen abgefüllt wurde und alle Nährstoffe beibehielt. Dies ist das erste Patent, das einer Behörde der Vereinten Nationen erteilt wurde. Im Gegensatz zu bestehenden Verfahren setzte ihr Verfahren nicht die HTST Pasteurisierung ein, wobei die Hitzebehandlung einen Teil der biologischen Aktivität des Kokosnusswassers inaktivieren würde.
Andere Forscher gewannen einen Cocogro genannten Extrakt aus Kokosnusswasser und Kokosmilch, ein Naturprodukt, dass Pflanzenwachstumshormone und -regulatoren aufweist und dass das Wachstum von Gemüse, Hülsenfruchtbäumen, Getreidefrüchte, Blütenpflanzen usw. fördert.
Es wird berichtet, dass die Milch grüner Kokosnüsse ein wirksames Kulturmedium für Tierzellen (Rev Bras Biol. 1970 (Apr) 30:1:97-199) und Plasmodium (Trans. R. Soc. Trop. Med Hyg. 1989 83:5, 720) ist. Ein bedeutendes Cytokin, G3A2-ZR, wurde ebenfalls in Kokosmilch identifiziert (Kobayashi, H. et al. Experentia, 1995 51:11 1081-84).
Obwohl Kokosmilch traditionell auf der Haut als ein Nährmittel verwendet wurde, stellt das Kokosnusswasser grüner Kokosnüsse einzigartige Nährstoffe zum Aufrechterhalten des Zellwachstums bereit. Beispielsweise fehlte eine aus Kokosnusswasser isolierte Proteinfraktion in Milch (Birosel, DM et al. Rev. Farm Bioquim Univ Sao Paulo 1976 14:35-42).
Kokosmilch wird in US Patent Nr. 5,660,840 in einer Gesichtsmaske und in US Patent Nr. 5,654,255 in einer Zusammensetzung zur Steuerung des Pflanzenwachstums eingesetzt.
Kokosnusswasser wurde als sicher für die äußere Anwendung befunden. In Laboruntersuchungen wurde gezeigt, dass das Material keine reizenden Wirkungen auf der Haut verursachte und dass der LD₅₀ Wert bei Verabreichen durch die Haut größer als 2000 mg/kg war. Somit ist Kokosnusswasser ungiftig.
Kokosnusswasser ist als ein isotones Sportgetränk beschrieben. Die vergleichenden Eigenschaften von Kokosnusswasser und herkömmlichen Sportgetränken sind in Tabelle 3 aufgelistet⁷:
Tabelle 3: Sportgetränke im Vergleich zu Kokosnusswasser
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Ein Gegenstand der Erfindung betrifft Zusammensetzungen, die als Wirkstoffe Bestandteile enthalten, die aus Kokosnusswasser gewonnen worden sind. Die Zusammensetzungen sind spezifisch für die Verwendung als Zellkulturmedium formuliert, bevorzugterweise beim Erhalten und Kultivieren von Zellen und Säugetiergewebe, das aus Ektoderm, Mesoderm und Endoderm stammt.
Die Zusammensetzung kann in topischen Anwendungen eingesetzt werden, z.B. Haut- und Haarpflegerezepturen. Die Zusammensetzungen können auch als Nahrungsergänzungsmittel zur Verabreichung durch Nahrungsaufnahme oder intravenös formuliert sein, wobei sie essentielle Nährstoffe und Reparaturmaterial für die Gewebe bereitstellen.
Die Wirkstoffe von Kokosnusswasser können durch Gefriertrocknen gewonnen werden und dieses einfache Verfahren ergibt eine einzigartige und stabile Zusammensetzung mit optimaler biologischer Wirksamkeit.
Die Zusammensetzung der Erfindung enthält optimale Mengen an Wachstumshormonen (Cytokininen) und RNA-Phosphor (RNA-P), ein optimales Verhältnis von RNA-P/DNA-P, sowie erwünschte Konzentrationen an Shikimisäure, Chinasäure und Indol-3-essigsäure. Die erfinderische Zusammensetzung der Erfindung unterscheidet sich in unerwarteter Weise von der, die in rohem Kokosnusswasser gefunden wird und eine Liste seiner Bestandteile ist in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4: Zusammensetzung der Erfindung
Das RNA-P/DNA-P Verhältnis beträgt 300:1 bis 400:1. Dies basiert auf veröffentlichten Berichten, in denen das RNA-P von 20,05 mkg/g mit DNA-P 0,06 mkg/g des alkoholunlöslichen Rückstands einhergeht. Daher war RNA-P/DNA-P näherungsweise 340:1.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein einzigartiges Verfahren zum Bewahren der natürlichen wachstumsfördernden Eigenschaften von Kokosnusswasser grüner Kokosnüsse. Die Nähreigenschaften von Kokosnusswasser grüner Kokosnüsse werden durch einen Lyophilisierungsprozess optimiert, was eine mikrobiologisch stabile Zubereitung ergibt, die die biologische Wirksamkeit der Inhaltsstoffe beibehält. Als Pulver verfügbar kann das Material der Erfindung auf bequeme Weise für kommerzielle Anwendungen transportiert und gelagert werden kann. Das Verfahren stellt sicher, dass die biologische Wirksamkeit der wärmeempfindlichen Wachstumshormone erhalten bleibt und dass das RNA-Phosphor/DNA-Phosphor Verhältnis und die Aminosäurezusammensetzung für eine maximale biologische Wirksamkeit optimiert werden.
Das Verfahren verwendet die Technik des Lyophilisierens, welche die biologische Wirksamkeit der Wirkstoffe bewahrt. Das flüssige Endosperm, das aus frischen grünen Kokosnüssen bei ihrem höchsten Reifungsgrad gewonnen wird, wird bei –20 °C bis –70 °C mittels einer Mischung aus festem Kohlendioxid (Trockeneis) und Aceton ausgefroren, gefolgt von Lyophilisieren unter vermindertem Druck von 0,1 bis 0,8 mm Hg und bei einer Temperatur von 35 °C bis 40 °C in einem maßgefertigten Lyophilisator, um ein lyophilisiertes amorphes Material herzustellen. Die amorphe Eigenschaft des gefriergetrockneten Materials schützt die Proteinbestandteile während Pulverisieren und Lagerung. Während der Lagerung verwandelt das Material sich in einen stabileren Kristallzustand, der auch weniger hygroskopisch ist. Das amorphe Material wird unter Niedrigtemperaturbedingungen pulverisiert, um ein Pulver zu ergeben.
Der Gehalt an Shikimisäure und Chinasäure und deren Wirksamkeit im getrockneten Pulver stellen einen unerwartete Vorteil gegenüber frischem Material dar. Es wurde berichtet, dass der Shikimisäure-Stoffwechselweg Salicylsäure hervorbringt, ein bekanntes Wachstumsfärderungsmittel in Pflanzen. In anderen Systemen fungieren Shikimisäure und Chinasäure als wirksame Antioxidantien. Es ist gezeigt worden, dass Indol-3-essigsäure (Pflanzenauxin), dessen Wirksamkeit im getrockneten Produkt erhalten bleibt, Säugetierzellen (Spermienzellen) schützt.
Das Produkt kann in topischen und kosmetischen Formulierungen verwendet werden, um Zellwachstum zu fördern, wie in Hautpflege und Haarpflegeformulierungen und auch in Trockenmischungen für Nähr- und Sportgetränke. Die Zusammensetzung kann auch als Inhibitor der Tumorzellproliferation in Säugetierzellen dienlich sein.
Zitierte Veröffentlichungen

1. Tulecke, W. et al. (1961) The biochemical composition of coconut water (coconut milk)** as related to its use in plant tissue culture. Contributions from Boyce Thompson Institute, 21:115-128.
2. Kobayashi, H. et al. (1995) Identification of a major cytokinin in coconut milk. Experentia 51(11):1081-1084.
3. Kadiri, M. et al. (1997) Responses of some Nigerian vegetables of plant growth. Rev. Biol. Trop. 44-45:23-28.
4. Adams, W. and Bratt, DE. (1992) Young coconut water for home xehydration in children with mild gastroenteritis. Trop.Geogr. Med. 44: 149-53.
5. Campbell-Falck, D. et al. (2000) The intravenous use of coconut water. Am. J.Emerg. Med. 18(1):108-11.
6. Research Report #6719 and 6720. Indian Institute of Toxicology. May 2000. FAO: Agriculture21, New sports drink: coconut water. October 1998.
7. Ma Y, Xu QP, Sun JN, Bai LM, Guo YJ, Niu JZ Antagonistic effects of shikimic acid against focal cerebral ischemia injury in rats subjected to middle cerebral artery thrombosis. Chung Kuo Yao Li Hsueh Pao 1999 Aug; 20(8):701-4
8. Aghil O, Bibby MC, Carrington SJ, Double J, Douglas KT, Phillips RM, Shing TK Synthesis and cytotoxicity of shikimate analogues. Structure: activity studies based on 1-crotonyloxymethyl-3R,4R,5R-trihydroxycyclohex-2-enone. Anticancer Drug Des 1992 Feb; 7(1):67-82
9. Jones RS, Ali M, Ioannides C, Styles JA, Ashby J, Sulej J, Parke DV The mutagenic and cell transforming properties of shikimic acid and some of its bacterial and mammalian metabolites. Toxiaol Lett 1983 Oct-Nov; 19(1-2):43-50
10. Toniolli R, Bussiere J, Courot M, Magistrini M, Combarnous Y Effect of indole-3-acetic acid (plant auxin) on the preservation at 15 degrees C of boar semen for artificial insemination. Reprod Nutr Dev 1996; 36(5):503-11
11. Nalini N, Sabitha K, Chitra S, Viswanathan P, Menon VP Histopathological and lipid changes in experimental colon cancer: effect of coconut kernel (Cocos nucifera Linn.) and (Capsicum annum Linn.) red chili powder. Indian J Exp Biol 1997 Sep; 35(9):964-71.

Claims

Lyophilisierte Ernährungszusammensetzung aus flüssigem Endosperm von frischen grünen Kokosnüssen, umfassend Proteine, Kohlenhydrate, Cytokinine, RNA-Phosphor (RNA-P), DNA-Phosphor (DNA-P), Indol-3-essigsäure, Shikimisäure und Chinasäure.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der RNA-P und der DNA-P in einem Verhältnis in einem Bereich von 300:1 bis 400:1 vorliegen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Shikimisäure in einem Konzentrationsbereich von 25 bis 30 Meq/mg vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Chinasäure in einem Konzentrationsbereich von 25 bis 30 Meq/mg vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Cytokinine in einem Konzentrationsbereich von 0,01 bis 0,03 mg/g vorliegen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Indol-3-essigsäure in einem Konzentrationsbereich von 0,005 bis 0,01 mg/g vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Zusammensetzung ein Pulver darstellt.
Kosmetische Formulierung, umfassend eine Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Nahrungsergänzung für ein Getränk, umfassend eine Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Verfahren zur Gewinnung eines biologisch aktiven Pulvers aus frischen grünen Kokosnüssen, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen flüssigen Endosperms aus der Kokosnuss; b) Ausfrieren des Endosperms unter Verwendung einer Mischung von Kohlendioxid und Aceton; c) Lyophilisieren des Endosperms von b), um ein amorphes Material herzustellen; und d) Pulverisieren des amorphen Materials, um ein biologisch aktives Pulver zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 10, worin das Endosperm in einem Temperaturbereich von –20 °C bis –70 °C ausgefroren wird.
Verfahren nach Anspruch 10, worin die Lyophilisierung von Schritt c) bei einem Druck von 0,1 bis 0,8 mm Hg und bei einer Temperatur von 35 bis 40 °C stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 10, worin das biologisch aktive Pulver Proteine, Kohlenhydrate, Cytokinine, RNA-Phosphor (RNA-P), DNA-Phosphor (DNA-P), Indol-3-essigsäure, Shikimisäure und Chinasäure umfasst.