Научная статья на тему 'ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛИГНАН-СОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ СЕМЯН ЛЬНА L. USITATISSIMUM'

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛИГНАН-СОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ СЕМЯН ЛЬНА L. USITATISSIMUM Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
61
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛИГАНАНЫ / СОЕВЫЕ БОБЫ / СЕМЕНА ЛЬНА / ВЫДЕЛЕНИЕ / УФ-ДЕТЕКТИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Москвин Ю. А., Корулькин Д. Ю., Верещагин Н. А.

В статье представлены результаты исследований по оптимизации метода селективного выделения фитопрепарата из семян льна посевного (лат. Linum usitatissimum), который является широко распространенным культивируемым сельскохозяйственным растением, в том числе произрастающим на территории Казахстана, и являющийся перспективным сырьем для выделения биологически активных растительных лигнанов. Приведено описание разработанного метода выделения лигнан-содержащего фитокомплекса на основе секоизоларицирезинол диклюкозида, включая выбор наилучшего экстрагента, времени, температуры, рН и режима экстракции для наибольшего выхода целевого вещества.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

OPTIMIZATION OF THE METHOD FOR EXTRACTING LIGNAN-CONTAINING FRACTION OF FLAX SEEDS L. USITATISSIMUM

The article presents the results of studies on optimizing the method of selective isolation of a phytopreparation from seeds of flax (Lat. Linum usitatissimum), which is a widespread cultivated agricultural plant, including those growing in Kazakhstan, and which is a promising raw material for the isolation of biologically active plant lignans . The developed method is described for the isolation of a lignan-containing phytocomplex based on secoisolaricresinol diclucoside, including the choice of the best extractant, time, temperature, pH, and extraction mode for the highest yield of the target substance.

Текст научной работы на тему «ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛИГНАН-СОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ СЕМЯН ЛЬНА L. USITATISSIMUM»

VeStnik KQzfimU № I - 2020

М.А. Мейрханова, С.К. Жакипбеков

Казахский Национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова Кафедра организации,управления и экономики фармации и клинической фармации

ПРОВЕДЕНИЕ ОБЗОРА СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ МЕСТНОГО ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО РЫНКА ПАРФЮМЕРНО-КОСМЕТИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

Резюме: в данной работе проведена оценка Ключевые слова: косметика, парфюмерно-косметические

фармацевтического рынка парфюмерно-косметических товары, средства для ухода, фармацевтический рынок,

средств. Показана необходимость расширения ассортимента парафармацевтика. косметических средств производства Республики Казахстан.

M.A. Meirkhanova, S.K. Jakypbekov

Asfendiyarov Kazakh National medical university department of "Organization and management and economics of pharmacy and clinical pharmacy"

REVIEW OF THE STATE AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT OF THE LOCAL PHARMACEUTICAL MARKET OF PERFUMERY AND COSMETIC PRODUCTS

Resume: in this work the assessment of the pharmaceutical market of perfumery and cosmetics is carried out. The necessity of expanding the range of cosmetics produced in the Republic of Kazakhstan is shown.

Keywords: cosmetics, perfumery and cosmetic products, care products, pharmaceutical market, parapharmaceuticals.

УДК 54.052

Ю.А. Москвин, Д.Ю. Корулькин, Н.А. Верещагин

Казахский Национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова Кафедра химии и химической технологии

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛИГНАН-СОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ СЕМЯН ЛЬНА L. USITATISSIMUM

В статье представлены результаты исследований по оптимизации метода селективного выделения фитопрепарата из семян льна посевного (лат. Linum usitatissimum), который является широко распространенным культивируемым сельскохозяйственным растением, в том числе произрастающим на территории Казахстана, и являющийся перспективным сырьем для выделения биологически активных растительных лигнанов. Приведено описание разработанного метода выделения лигнан-содержащего фитокомплекса на основе секоизоларицирезинол диклюкозида, включая выбор наилучшего экстрагента, времени, температуры, рН и режима экстракции для наибольшего выхода целевого вещества. Ключевые слова: Лигананы, соевые бобы, семена льна, выделение, УФ-детектирование

Введение.

Различные свойства полифенолов упоминаются во многих работах. Таким образом описана возможность применения гормональных лигнанов в ситуациях, связанных с гормональными сбоями организма человека [1], такими как менопаузальные расстройства [2], климактерический синдром [3, 4], гиперчувствительность к эстрогенам. Различные возможности применения природных гормонов подчеркивают возможности исследования по изучению их биологической активности в различных направлениях и ответной реакции организма на данные вещества [5]. Таким образом качество извлечения и количество извлекаемых лигнанов является ключевым фактором в развитии исследований активности лигнан. Целью данной работы является изучение влияния параметров экстракции и определение оптимальных параметров. Материалы и методы.

За объект исследования были взяты семена льна посевного как сырье содержащее фракцию лигнанов. В качестве экстрагентов были опробованы вода и этиловый спирт различной концентрации[6].

Методы извлечения представляли собой различные вариации методик, предложенные отечественными и зарубежными авторами, такие как настаивание, температурная экстракция, температурная экстракция с параллельным гидролизом.

Метод (1) настаивания был предложен авторами [7], который включал в себя предварительное измельчение семян, обезжиривание сырья гексаном (1:6) в течении 12 часов при комнатной температуре. Далее обезжиренные семена льна (ОСЛ) просушивались, настаивались в смеси этанол-вода в течении 28 часов при температуре 40°С. Экстракт фильтровался от взвеси и обрабатывался щелочью в течении 12 часов при комнатной температуре. Полученный экстракт центрифугировался при 3000 rpm для осаждения белков и полисахаридов. Очищенный раствор упаривался на роторном испарителе, концентрат упаривался до сухого остатка.

Метод (2) включал в себя методику подготовки ОСЛ по методу 1, экстракцию 50%-ным этанолом в течении 2-х часов. Далее экстракт отделялся от жмыха методом фильтрации через марлю, и подвергался щелочному гидролизу посредством 0,2М NaOH при температуре 78°С в течении 2-х часов. Полученный экстракт пропускался через слой марли, нейтрализовался раствором 0,01Н HCl до рН=6-7. Полученный раствор охлаждался до 15-18°С и подвергался центрифугированию при 3000 rpm. Очищенный экстракт осушался.

Метод (3) включал в себя обезжиривание измельченных семян гексаном при 50°С в течении 2-х часов. Далее гексан удалялся, сырье высушивалось и проводилась экстракция 50% этанолом одновременно с щелочным гидролизом (NaOH) при pH=10 при 80°С в течении 2-х часов [8].

ф мы

Полученный экстракт проходил фильтрацию через марлю, затем нейтрализацию, очистку и осушение аналогично методике 2.

Метод (4) включал подготовку сырья аналогично методу 3. Обезжиренные семена подвергались экстракции 50% этанолом, подкисленным до рН=3 (0,2М H2SO4), при 80°С в течении 2-х часов. Полученный экстракт отделялся от жмыха методом фильтрации через марлю, подщелачивался до рН=10 и подвергался гидролизу в течение 2 часов при 80°С. Нейтрализация, очистка и осушение проводились аналогично методике 2.

Методика (5) включала в себя предварительную обработку измельченных семян льна микроволновым излучением при мощности 800W в течение 10 с. Обработанное сырье далее экстрагировалось по методике 4.

По совокупности методов были замерены выходы сухой фракции в зависимости от времени экстракции (50% этанол, pH= 9, сырье/растворитель 1 к 8, температура 80), от pH среды (время = 150 мин., 50% этанол, сырье/растворитель 1 к 8, температура 80°С), от соотношения сырье-растворитель (время = 150 мин., 50% этанол, температура 80°С, pH= 9), от концентрации спирта этилового (время = 150 мин.,

Вестник К03НМУ № I - 2020

сырье/растворитель 1 к 8, температура 80°С, pH= 9), от температуры экстракции (время = 150 мин., сырье/растворитель 1 к 8, время = 150 мин., pH= 9). Результаты и обсуждение.

Фракция полифенолов, содержащих

секоизоларицирезинола диклюкозид [9] представляет собой полимерную цепочку (которая разрушается на мономеры при щелочном гидролизе), связанную полисахаридным комплексом. Данный комплекс позволяет веществу растворяться в воде, меньше в слабополярных и неполярных растворителях. Фракция слизей, составляющая до 9% от массы навески, затрудняет процессы разделения, фильтрации и идентификации полифенольной фракции, таким образом возникает необходимость в повышении содержания спирта в воде, для удаления слизей из раствора. Необходимость получения ОСЛ обусловлена миграцией липидного слоя в водно-спиртовой экстракт. При гидролизе и осушении экстракта, загрязненного липидамми, образуется буро-желтая густая маслянистая субстанция, растворимая в воде и ограниченно растворимая в 95% этаноле.

Метод 3

Методы извлечения Рисунок 1 - График зависимости выхода фракций полифенолов от метода извлечения

Как видно из рисунка 1, наибольший выход экстракции по сухому остатку достигается в методах 4 и 5. Данные методы основываются на использовании кислотного гидролиза серной кислотой, тогда как остальные методы включали в себя только стадии щелочного гидролиза. Проводя

сравнительный анализ схожих методов 1, 2 и 3 можно сделать вывод, что снижение концентрации спирта с 70% (метод 1) до 50% (метод 2 и 3) не создает значимой разницы в выходе фракции.

Таблица 1 - Зависимость выхода фракции сухих веществ из семян льна посевного от времени и кислотности среды

Время, мин. Выход фракции, % рН среды Выход фракции, % Соотношение сырье/экстрагент Выход фракции, %

30 2,12 2 12,5 1 : 2 11,5

60 5,56 3 12,4 1 : 4 10,1

90 8,51 4 8,45 1 : 6 9,8

120 9,82 5 4,8 1 : 8 7,33

150 9,78 6 4,45 1 : 10 5,85

180 9,84 7 4,5 1 : 25 2,38

210 10,05 8 5,74 1 : 50 1,176

240 10,1 9 7,91 1 : 100 0,563

270 10,12 10 9,6

300 10,11 11 9,81

Таблица 2 - Зависимость выхода фракции сухих веществ из семян льна посевного от соотношения сырье-растворитель и концентрации эт

Концентрация спирта выход фракции, % Температура, град Цельсия выход фракции, %

20 4,95 20 0,22

30 4,83 30 1,13

40 8,51 40 2,76

50 9,23 50 5,44

VeStnik KQzfimU № I - 2020

60 9,78 60 7,87

70 9,84 70 8,65

80 8,72 80 9,54

90 7,74

Из приведенных таблиц (1-2) видно, что получение оптимального выхода фракции напрямую зависит от параметров экстракции.

Таким образом, анализ полученных результатов показал, что наиболее оптимальными условиями для извлечения лигнан-содержащей фракции являются:

• концентрация спирта: 50-60%,

• время экстракции: 1,5-2,5 часов,

• температура: 60-820С,

• введение 2-х этапов гидролиза: кислотного (Н2504, рН=3-4 во время экстракции) и щелочного (ЫаОН, рН=10 последующая экстракция).

Заключение.

Была проведена работа по изучению влияния условий экстракции на выход фракции полифенолов из семян льна для последующего использования в фармпромышленности. Установлено, что оптимизация условий процесса экстракции по 4 параметрам (температура, время, рН и природа растворителя) может повысить практический выход фракции полифенолов в 1,33 раза.

СПИСОК

1 Радзинский В.Е., Костромина А.А. Сравнение эффективности гормональных и негормональных методов лечения ранних проявлений климактерического синдрома // Мать и дитя в Кузбассе. - 2017. - №2(69). - С. 13-16.

2 Кузнецова И.В., Войченко Н.А., Акарачкова Е.С., Мычка

B.Б., Кириллова М.Ю. Фитоэстрогены в лечении и профилактике менопаузальных расстройств // Медицинский совет. - 2010. - №54. - С. 42-43.

3 Каримсакова Б.К., Салимова К.В. Фитоэстрогены в лечении климактерического синдрома // Медицинский журнал Западного Казахстана. - 2011. - №1(29). - С. 6667.

4 BulajicE. Fitoestrogen sandbreast tightness in menopause women on hrt // Maturitas. - 2009. - V. 63. - P. 72-74.

5 Ботоева Е.А. К вопросу о фитоэстрогенах (обзор литературы) // ActaBiomedicaScientifica. - 2010. - № 4. -

C. 234-238.

6 Феськова Е.В., Леонтьев В.Н., Жарский И.М. Комплексная переработка семян льна масличного // Труды БГТУ. -2009. - №2. - С. 207-210.

7 Стасевич О.В. Михаленок С.Г. Экстракционные способы выделения лигнансодержащих композиций из семян льна масличного // Труды БГТУ. - 2008. - №2. - С. 48-51.

8 Zhen-Shan Zhang, Dong Li, Li-Jun Wang, Necati Ozkan, Xiao Dong Chen, Zhi-Huai Mao, Hong-Zhi Yang Optimization of ethanol-water extraction of lignans from flaxseed // Separation and Purification Technology. - 2007. - №57. - P. 17-24.

9 Зотов А.С., Поступаленко А.В., Верещако Р.И. Фитоэстрогены: молекулярные механизмы действия в онкологическом контексте // Кшшчна ендокринолопя та ендокринна хiрургiя.- 2015. - №3 (51). - С. 7-16.

10 Супрунова И.А., Чижикова О.Г., Самченко О.Н. Мука льняная - перспективный источник пищевых волокон для разработки функционалных продуктов // Техника и технология пищевых производств. - 2010. - №4. - С. 1-4.

Ю.А. Москвин, Д.Ю. Корулькин, Н.А. Верещагин

С.Ж. Асфендияров атындагы К,азац ¥лттыц медицина университетI Химия жэнехимиялыцтехнология факультетI

Ь.ШЛАТ^ШиМ ЗЬИЫР Т¥ЦЫМЫНЫН, Ц¥РАМЫНДА ЛИГАН БАР ФРАКЦИЯСЫН АЛУ ЭД1С1Н ОНТАЙЛАНДЫРУ

tywh: Ма;алада зыгыр тук;ымынан (лат. (Linum usitatissimum L.), ол кец таралган, оныц шшде Казахстан аумагында есетш ауыл шаруашылыгы 0сiмдiктерi болып табылады жэне биологиялы; белсенд еймдш лигнандарын белу ушш перспективалы шиюзат болып табылады. Ец жа;сы экстрагентт^ уа;ытты, температураны, рН жэне

ма;сатты заттыц ец кеп шыгуы ушш экстракция режимш тацдауды ;оса алганда, секоизоларицирезинол диклюкозид негiзiнде курамында лигнанс бар фитокешеш б0лудiц эзiрленген эдiсiнiц сипаттамасы келтiрiлген. ТYЙiндi свздер: Лиганды, соя бурша;тары, зыгыр ту;ымдары, белу, УК детекторы.

Yu.A. Moscow, D.Yu. Korulkin, N.A. Vereshchagin

Asfendiyarov Kazakh National medical university Department of Chemistry and Chemical Technology

OPTIMIZATION OF THE METHOD FOR EXTRACTING LIGNAN-CONTAINING FRACTION OF FLAX SEEDS L. USITATISSIMUM

Resume: The article presents the results of studies on optimizing the method of selective isolation of a phytopreparation from seeds of flax (Lat. Linum usitatissimum), which is a widespread cultivated agricultural plant, including those growing in Kazakhstan, and which is a promising raw material for the isolation of biologically active plant lignans . The developed

method is described for the isolation of a lignan-containing phytocomplex based on secoisolaricresinol diclucoside, including the choice of the best extractant, time, temperature, pH, and extraction mode for the highest yield of the target substance. Keywords: Liganans, soybeans, flax seeds, isolation, UV detection.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.