CC BY
14
УДК 615.322:582.717.4:615.451.13;615.074 http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2019-21-2-21-24
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ГОРТЕНЗИИ ДРЕВОВИДНОЙ ТРАВЫ ЭКСТРАКТА ЖИДКОГО Манджиголадзе Т. Ю., Арчинова Т.Ю., Кузнецова Л. С., Кузнецов А.В. Пятигорский медико-фармацевтический институт -филиал ФГБОУВО ВолгГму, г. Пятигорск, Российская Федерация Аннотация. Для теоретических расчётов эффективности экстракции и нормирования качества экстракта определены технологические показатели сырья травы гортензии древовидной: коэффициенты поглощения 2,133, образования внутреннего сока 2,4, увеличения объёма при растворении экстрактивных веществ 0,42. Изучено влияние концентрации спирта этилового, степени измельчения сырья и предварительного замачивания на коэффициент массопе-редачи. Установлено, что с увеличением крепости спирта этилового коэффициент массопередачи возрастает, достигая максимума при использовании спирта этилового 70%. Учитывая свойства БАВ, содержащихся в исследуемом сырье, мы пришли к выводу о целесообразности получения из гортензии древовидной экстракта жидкого методом реперколяции с завершенным циклом. Проведён поиск оптимального соотношения фаз с одновременным увеличением числа диффузоров в батарее, который положен в основу разработки ресурсосберегающей технологии экстракта из травы гортензии древовидной жидкого. Ключевые слова: трава гортензии древовидной, коэффициенты поглощения, образования внутреннего сока, экстракт жидкий, диффузор. RESEARCHES ON DEVELOPMENT OF RESOURCE-SAVING TECHNOLOGY OF THE HYDRANGEA OF THE TREELIKE GRASS OF EXTRACT LIQUID Mandzhigoladze T. Y., Archinova T. Y., KuznetsovaL.S., KuznetsovA.V. Рyatigorsk medical pharmaceutical institute of Volgograd state medical university, Pyatigorsk, Russian Federation Annotation. For theoretical calculations of efficiency of extraction and rationing of quality of extract technological indicators of raw materials of a grass of a hydrangea treelike are defined: coefficients of absorption 2.133, formations of internal juice 2.4, increase in volume at dissolution of extractive substances 0.42. Influence of concentration of alcohol ethyl, extents of crushing of raw materials and preliminary soaking on mass transfer coefficient is studied. It is established that with increase in fortress of alcohol ethyl the coefficient of a mass transfer increases, reaching a maximum when using alcohol of ethyl 70%. Considering BAV properties, contained in the studied raw materials, we came to a conclusion about expediency of receiving from a hydrangea treelike extract liquid by a reperkolyation method with a complete cycle. Search of an optimum ratio of phases with simultaneous increase in number of diffusers in the battery which is the basis for development of resource-saving technology of extract from a grass of a hydrangea treelike liquid is carried out. Key words: grass of a hydrangea treelike, coefficients of absorption, formation of internal juice, extract liquid, diffuser.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК [1] Лежнева Л.П., Хаджиева З.Д., Темирбулатова А.М. Технологический поиск оптимальной композиции геля на основе фитокомплексов крапивы двудомной //Науч. ведом. Белгородского гос. ун-та. Медицина. Фармация. - Март. -2017. -№5(254). - Вып.37. - С.129-133. [2] Манджиголадзе Т.Ю., Романцова Н.А., Арчинова Т.Ю., Елисеева Л.М., Щукина А.Н. Морфолого-анато-мический и фитохимический анализ гортензии древовидной травы //Актуальные вопросы современной фармацевтической технологии. Матер. всеросс. науч.-практ. конф. с междун. участием, посвященной памяти выдающегося ученого, засл. деят. науки РСФСР, д.ф.н., проф. И.А. Муравьева. - 29 апр. 2016.-С.74-81. REFERENCES [1] Lezhneva L.P., Hadzhieva Z.D., Temirbulatova A.M. Tekhnologicheskij poisk optimal'noj kompozicii gelya na osnove fitokompleksov krapivy dvudomnoj //Nauch.ve-dom. Belgorodskogo gos. universiteta. Medicina. Far-maciya. - Mart-2017.- 5(37):129-133. [2] Mandzhigoladze T.Yu., Romantsova N.A., Archinova T.Yu., Yeliseyeva L.M., Schukina A.N. Morfologo-ana-tomichesky and phytochemical analysis of a hydrangea of a treelike grass //Topical issues of modern pharmaceutical. Mater vseross scientific-practical conf. from the intern. participation dedicated memory of an outstanding scientist, merit. activities sciences of the RSFSR, doctor of philosophy, professor I.A. Muravyova. - 29 apr. 2016. - Page.74-81.
[3] Мир растений. Гортензия древовидная [Электронный ресурс]. - Электрон. дан. - М., 2014. - Режим доступа: http://www.world-plants.ru/komnatnie/192-gortenziya-hydrangea.html.
[4] Романцова Н.А., Манджиголадзе Т.Ю., Кузнецова Л.С. Решение проблемы ресурсосбережения при получении экстракта жидкого из сбора лекарственного растительного сырья //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. VII Всеросс. научн. прак-тич. конф. «Научные проблемы использования и охраны природных ресурсов России». 2015. Т.17. № 5.-С.188-192.
[5] Теоретические основы производства жидких экстрактов методом реперколяции с законченным циклом /И.А. Муравьев, Ю.Г. Пшуков //Метод реком. для преподавателей фарм. ин-тов (факультетов), слушателей ФПК и ФУПс, производ. персонала фарм. фабрик. Пя-
_тигорск, 1985. - 48с._
[3] Flora. Hydrangea treelike [Electronic resource]. - Electron. it is given. - M, 2014. - Access mode: http://www.world-plants.ru/komnatnie/192-gortenziya-hydrangea.html.
[4] Romantsova N.A., Mandzhigoladze T.Yu., Kuznetsova L.S. A solution of the problem of resource-saving when receiving extract of medicinal vegetable raw materials //News of the Samara scientific center of the Russian Academy of Sciences, liquid from collecting. VII Vseross. vseross scientific-practical conf. "Scientific problems of use and protection of natural resources of Russia". 2015. T.17. No.5. - Page 188-192.
[5] Theoretical bases of production of liquid extracts by a reperkolyation method with the finished cycle /I.A. Mura-vyev, Yu.G. Pshukov //the Method to the rivers. for teachers pharmac. in-t (faculties), listeners of FPK and FUPS, pro-recension. personnel pharmac. factories. Pyatigorsk, 1985. - 48 Pages._
В настоящее время лекарственные растения являются сырьем для получения отдельных биологически активных веществ (БАВ). Культивирование лекарственных растений играет важную роль для фармации и медицины.
Объектом наших исследований является
гортензия древовидная, которая широко культивируется как декоративное растение от Санкт-Петербурга до Кавказа. Комплекс БАВ гортензии древовидной содержится в корневищах и корнях, цветках, листьях, коре и оказывают на организм лечебное воздействие. Гортензия способствует нормализации водно-солевого обмена, выведению из организма мочевой кислоты, оказывает антимикробное (противоинфекционное) действие. Применяется при воспалительных заболеваниях мочевыделительных органов, склонности к образованию камней в почках и мочевыводящих путях, подагре, задержке жидкости в организме [3].
Ранее нами было проведено сравнительное изучение морфолого-анатомических, фитохимических и товароведческих показателей сырья гортензии
Результаты оценки качества сырья по това
древовидной травы и корня. Установлена влажность сырья: в корнях - 7,49%, в траве - 8,28% и максимальное содержание экстрактивных веществ извлекаемых спиртом этиловым 70%: в корнях - 9,25%, в траве -24,30%. Таким образом, для дальнейших исследований по содержанию экстрактивных веществ в сырье нами была выбрана гортензии древовидной трава и спирт этиловый 70% в качестве экстрагента [2].
Целью нашего исследования явилось определение товароведческих и технологических показателей сырья, разработка технологии гортензии древовидной экстракта жидкого и его качественный анализ.
Методы исследования. Методика определения предложена И.А. Муравьёвым и Ю.Г. Пшуковым и предусматривает равновесие в системе «твёрдое тело -жидкость». Поэтому по данным анализа извлечения можно определить и содержание экстрактивных веществ в сырье [5]. Результаты оценки качества сырья по товароведческим и технологическим показателям отражены в таблице 1.
Таблица 1
ведческим и технологическим показателям
№ п/п Параметры Значение параметра
Обозначения Размерность
1 2 3 4
1 G г 9,949
2 В % 8,28
3 X % 24,30
4 F г 48,464
5 V см3 55,985
6 Р % (по массе) 62,4
7 Р5 % (по массе) 61,40
8 А см3 35
9 D г 30,266
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
10 Р1 г/ см3 0,8878
11 Ри г/ см3 0,8647
12 С г 4,66827
13 V-, см3 5,03
14 b г 0,313542
15 Кп см3/г 2,13
16 К см3/г 2,492
17 Z см3/г 0,42
Обозначения: О - масса сырья, г; В - влажность сырья, %; X - содержание экстрактивных веществ в сырье, %; Е - масса экстрагента, взятого для экстракции, г; V - его объём, см3; Р - концентрация спирта в экстрагенте, % по массе; Р5 - концентрация спирта в растворителе, % по массе; А - объём слитого извлечения, см3; В - масса слитого извлечения, в г; р1 -плотность экстрагента, г/см3; ри - плотность извлечения, г/см3; с - масса извлечения, взятого на анализ, г; VI - объём извлечения, взятого на анализ, см3; Ь - привес бюкса, г; Кп - коэффициент поглощения сырья, см3 /г; К - коэффициент образования внутреннего сока, см3/г; 2 - коэффициент увеличения объёма, см3 /г.
Определены технологические показатели сырья: коэффициенты поглощения 2,133, образования внутреннего сока 2,4, увеличения объёма при растворении экстрактивных веществ 0,42, что является основой для теоретических расчётов эффективности экстракции и нормирования качества экстракта из исследуемого сырья.
Экспериментальная часть. Наиболее перспективной группой фитопрепаратов, содержащих спирт этиловый являются экстракты жидкие, отличающиеся от настоек более высокой концентрацией извлеченных веществ и меньшим содержанием спирта этилового [1, 4].
Изучено влияние концентрации спирта этилового, степени измельчения сырья и предварительного замачивания на коэффициент массопередачи. Установлено, что с увеличением концентрации спирта этилового коэффициент массопередачи возрастает, достигая
максимума при использовании спирта этилового 70%. Показано существенное влияние стадии набухания сырья. Коэффициент массопередачи из набухшего сырья увеличивается в 2-3 раза. Степень измельчения сырья в интервале 0,5-5мм существенного влияния на коэффициент массопередачи не оказывает. Учитывая свойства БАВ, содержащихся в исследуемом сырье, мы пришли к выводу о целесообразности получения из гортензии древовидной экстракта жидкого методом реперколяции с завершенным циклом. Проведён поиск оптимального соотношения фаз с одновременным увеличением числа перколяторов в батарее, который положен в основу разработки ресурсосберегающей технологии экстракта из травы гортензии древовидной жидкого. Результаты расчётов эффективности экстракции и коэффициентов распределения веществ представлены в таблице 2.
Таблица 2
Коэффициенты распределения веществ и расчет эффективности экстракции
У П S, %
n=3 n=4 n=5 n=6
1,0 0,4013 39,94 45,35 45,54 52,95
1,5 0,6019 53,34 59,39 64,08 64,88
1,8 0,7223 59,79 65,82 70,49 74,30
2,0 0,8026 63,75 69,66 74,25 77,99
2,3 0,9230 69,38 75,054 79,46 83,04
2,5 1,0032 72,45 78,01 82,34 85,86
2,8 1,1236 75,87 81,12 85,19 88,51
3,0 1,2038 77,80 82,82 86,71 89,87
3,2 1,2840 79,52 84,28 87,98 91,00
Степень истощения сырья составила 91%. Найденный коэффициент распределения веществ между твердой и жидкой фазами позволил провести теоретические расчёты прироста концентрации веществ в зависимости от числа диффузоров и соотношения фаз (табл. 3, 4).
Целесообразно увеличение числа диффузоров до 6, т.к. наблюдается прирост концентрации извлекаемых веществ от 5,25 до 2,96%.
Увеличение соотношения фаз более 3,0 не целесообразно, т.к. прирост концентрации экстрактивных веществ составляет около 1%.
Таблица 3
Прирост концентрации веществ в зависимости от числа диффузоров
У n=3 n=4 n=5 n=6
2,8 - 5,25% 4,07% 3,32%
3,0 - 5,02% 3,89% 2,96%
3,2 - 4,76% 3,70% 2,02%
Таблица 4
Прирост концентрации веществ в зависимости от соотношения фаз
n=6 у=2,8 у=3,0 у=3,2
S, % 2,65% 1,36% 1,13%
Анализ таблиц показывает, что с увеличением числа перколяторов в батарее при производстве экстракта жидкого из гортензии древовидной травы увеличивается и степень истощения сырья. Произвольный выбор соотношения фаз недопустим, так как увеличение соотношения фаз приведёт к снижению концентрации веществ в экстракте. Поэтому дальнейшие наши исследования были направлены на поиск такого соотношения фаз при производстве гортензии древовидной травы экстракта жидкого, при котором потери фармакологически активных веществ казались бы минимальными.
Основываясь на этих параметрах, разработана ресурсосберегающая технология гортензии древовидной травы экстракта жидкого. По внешнему виду экстракт представляет собой жидкость светло-бурого цвета со специфическим растительным запахом.
При облучении УФ-светом наблюдается серовато-голубая флуоресценция средней интенсивности, что позволяет предположить присутствие в экстракте фла-воноидов, кумаринов, хлорофиллов и некоторых других флуоресцирующих веществ.
С целью обнаружения флавоноидов и других БАВ были использованы некоторые реакции идентификации. Присутствие в экстракте флавоноидов было подтверждено с помощью цианидиновой пробы (по красному окрашиванию) и по образованию халконов (в присутствии щелочи при нагревании появилось желто-оранжевое окрашивание).
Другие полифенольные соединения (в том числе флавоноиды и кумарины) идентифицировали с помощью реакций: 1) с раствором железа (III) хлорида (фиолетово-красное окрашивание); 2) с реактивом Марки
(малиново-красное окрашивание кольца после наслаивания реактива); с диазореактивом в щелочной среде (ярко-красное окрашивание - азокраситель). Кроме того, с помощью общеалколоидных реактивов (Драгендорфа, Майера, Зонненштейна) были обнаружены третичные амины (по выпадению осадков).
Для подтверждения присутствия в экстракте флаво-ноидов и кумаринов использовали метод ТСХ. Для идентификации флавоноидов применили подвижную фазу (БУФ в соотношении 2:1:0,5). При проявлении УФ-светом обнаружили восемь пятен, среди которых с помощью свидетелей идентифицировали рутин, лю-теолин и кверцетин. Для идентификации кумаринов в качестве подвижной фазы использовали систему гек-сан-этилацетат (17:3). При проявлении обнаружили семь ярко флуоресцирующих пятен (2 голубым, 2 розовым, 1 коричневым, 1 зеленым и 1 фиолетовым цветами). С помощью свидетелей удалось идентифицировать умбелиферон и кумарин.
Заключение. Проведён расчёт эффективности экстракции гортензии древовидной травы в зависимости от числа диффузоров в батарее и коэффициента съёма готовой продукции. Установлено, что при увеличении числа диффузоров в батарее до 6 и коэффициенте съёма готовой продукции равном 3см3/г достигается максимальная эффективность процесса экстракции. Технологический выход по сумме экстрактивных веществ составил не менее 89,87%. В результате проведенного фитохимического анализа полученного экстракта жидкого было установлено наличие флавонои-дов, полифенольных соединений, алкалоидов, и третичных аминов.
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
