CC BY
501
Вестник Ка^НЖУ №3-2018
Нитрозометилуретан 10%
80.72
CuSO4 20%
83.59
Данные таблицы 3 доказывают, что по эффективности седиментации полифлаванов можно вывести следующий ряд: нитрозометилуретан > соли двухвалентной меди > антипирин > соли одновалентной меди, причем, если для всех изученных осадителей, в целом выполняется общая закономерность, что при увеличении концентрации осадителя, степень извлечения целевой группы также возрастает, то оптимальные концентрации осадителей в каждом случае были различны - для нитрозометилуретана -7%, для медного купороса - 20%, для антипирина - 10% и для хлорида закисной меди - 15%. Оптимальным
седиментационным агентом для селективного осаждения полифлаванов в растительных экстрактах следует признать - СиС1 15%.
Выводы. Была проведена оптимизация метода селективного извлечения растительных полифлаванов для последующего использования в фармпромышленности. Установлено, что при использовании 50% водного ацетона в качестве реэкстрагента, в объемном соотношении 1:5 и использовании 15% раствора хлорида закисной меди, как седиментационного агента, извлечение комплекса растительных полифлаванов удается повысить в 1.64 раза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 R.W.Hemingway, J.J.Karchesy. Chemistry and significance of condensed tannins. - New York: Plenum Press, 1989.- 538 p.- ISBN 978-14684-7511-1.
2 S.K.Talapatra. Chemistry of plant natural products: stereochemistry, conformation, synthesis, biology and medicine. - London: Springer, 2015.- 1180 p.- ISBN 978-3-642-45410-3.
3 G.Brahmachari. Chemistry and pharmacology of naturally occurring bioactive compounds. - New York: CRC Press, 2013.- 582 p.
4 В.А.Куркин. Фармакогнозия.- Самара: Офорт, 2007.- 1238 с.
5 М.К.Кукенов. Лекарственные растения Казахстана и их использование.- Алматы: F ылым, 1996. - 344 с.
6 G.G.Nikоlаevа, M.V.Lаvrentevа, I.G.Nikоlаevа. Phenolic compounds from several Polygonum species // Chеm. №tur. Comp. - 2009. - №5.-P. 735-738.
7 А.В.Лазарев, С.В.Недопекина. Обзор рода Polygonum L. Научные ведомости. - М.: 2009. - Т. 11. - С. 18-24.
8 Р.А.Музычкина, Д.Ю.Корулькин. Методология исследования растительных метаболитов. - Алматы: MV-Print, 2012. - 324 с.
9 Государственная Фармакопея Республики Казахстан. - Алматы: Жибeк Жoлы, 2008. - Т.1. - С. 233-234.
А.М. Жаркеева, А.С. Шевченко, Д.Ю. Корулькин, Р.А. Музычкина
Эл-Фараби атындагы К,азац ¥лттыцyHueepcumemi Химия жэне химиялыц технология факультетi
ФАРМАЦЕВТИКАЛЬЩ 6НД1Р1СТЕ ЦОЛДАНУ УШ1Н ПОЛИФЛАВАНДАРДЫ POLYGONUM HYDROPIPER L. Ш8Б1НЕН Б6Л1П АЛУ
ty^h: Бул ма;алада Polygonum hydropiper шебшен полифлавандарды белш шыгару нэтижелерi жайында баяндалган. Бул шеп Цазак;стан аумагында жабайы есетш жэне кеп таралган еамдж болып табылатындьщтан ол полифлавандарды белш алуга ыцгайлы шиизат болып табылады. Сонымен ;атар барынша ыцгайлы эдiстердi тандап, ец ;олайлы туцдыргыш пен оныц келемiн аныщтадык;.
ТYЙiндi сездер: полифлавандар, биологиялы; белсендi заттар, фитопрепарат
A.M.Zharkeeva, A.S.Shevchenko, D.YU.Korulkin, R.A.Muzychkina
Al-Farabi Kazakh National University Department of Chemistry and Chemical Technology
EXTRACTION OF POLYFLAVANS OF POLYGONUM HYDROPIPER L. HERB FOR USE IN THE PHARMACEUTICAL INDUSTRY
Resume: Results of works on extraction of polyflavans of Polygonum hydropiper L. herb, which is a widespread wild-growing plant including growing in the territory of Kazakhstan, and being very perspective raw materials for extraction of polyflavans are presented in this article. The description of optimum methods of extraction of polyflavans, the choice of the best precipitator and quantity of a precipitator for the greatest exit is also given.
Keywords: polyflavans, biologically active substances, phytopreparation
УДК 615.012/.014:547.458.88
А.Ш. Икласова, З.Б. Сакипова, Э.Н. Бекболатова
Казахский национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова,
Школа Фармации
ПЕКТИН: СОСТАВ, ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ, ПРИМЕНЕНИЕ В ПИЩЕВОЙ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
В обзорной статье описаны структурный состав пектина и его функциональные характеристики и технологическое назначение в фармацевтической, пищевой и парфюмерно-косметической технологиях. Проанализированы способы получения пектина и его ведущие мировые производители. Предложено обратить внимание отечественным производителям фармацевтической продукции Республики Казахстан на производство пектина как перспективного продукта в различных технологиях. Ключевые слова: пектин, технология получения пектина, комплексообразующая способность, применение пектина
Цель: изучить состав, технологию получения и применение Актуальность. В рамках стратегии «Казахстан - 2050» и
пектина в технологии фармацевтических, косметических и Государственной программы развития здравоохранения РК
пищевых продуктов. «Денсаулык» на 2016-2019 годы поставлена цель -
Vestnik KazNMU №3-2018
укрепление здоровья населения для планомерного достижения показателей здоровья уровня 30 наиболее развитых стран мира путем модернизации национального здравоохранения.
Основные направления государственной политики РК в области здорового питания: создание наукоемких технологий производства качественно новых пищевых продуктов, в том числе: продуктов лечебно-профилактического назначении, продуктов для профилактики различных заболеваний и укрепления защитных функций организма, способствующих снижению риска воздействия вредных веществ; создание отечественного производства пищевых и биологически активных добавок, витаминов, минеральных веществ в объемах, достаточных для полного обеспечения населения РК.
Введение. Массовые заболевания лечить только медикаментами совершенно недостаточно, необходимо проводить профилактику здоровья. Одним из вариантов профилактического лечения большего количества больных, является применение функциональных продуктов питания и биологически активных добавок к пище.[1] Функциональными называют продукты, которые за счет их обогащения витаминами, минералами, про- и пребиотиками, другими ценными пищевыми веществами, приобретают новые свойства благоприятно влиять на различные функции организма, улучшая не только состояние здоровья человека, но и предупреждая различные заболевания. [2] В настоящее время пробиотики и продукты функционального питания составляют не более 3% всех пищевых продуктов. Направление профилактической медицины и пищевой биотехнологии в 21 веке дает предпосылки для увеличения средней продолжительности жизни и уменьшения числа заболеваний среди населения. Необходимость увеличения ассортимента и объемов производства функциональных продуктов питания требует существенного расширения рынка пищевых гидроколлоидов. В качестве гидроколлоидов используются различные полисахариды, полученные их природного сырья, модифицированные полисахариды и синтетические
гидрофильные полимеры. Одним из природных гидроколлоидов является пектин.
Мировое производство пектина. Производство пектина относится к активно развивающейся сфере бизнеса с ежегодным увеличением производства на 3-4 %. Основное мировое производство и рынок пектина сосредоточены в Европе, Южной Америке, Китае, Иране и составляет свыше 30 тыс. тонн.[3]
Крупнейшимпроизводителем на мировом рынке является компания «CPKelco» (USA). Крупнейший в мирепектиновый завод KobenhagenPektinfabricнаходится в Дании. Второе место по объему производства занимает немецкая компания «Herbstreith&FoxKG» (Германия). Около 16% мирового производства пектина приходится на компанию «Danisco». Четвертое место по объему производства пектина в мире принадлежит французской фирме «Degussa» - около 12%.
На долю всех остальных компаний приходится приблизительно 1 тыс. т. ежегодно. Среди них следует отметить компании «CesalpinaFoodSpA» (Италия), «Cítrico» (Испания), «Obipektin» и «Unipektin» (Швейцария).[4] Пектиновые вещества входят в состав практически всех растений, являются их основнымифункциональными компонентами, выполняют врастениях множество различных жизненно важныхфункций и характеризуются широким спектром физиологической активности.[5] Природные пектины из лекарственного растительного сырья, плодов и фруктов являются важной частью рациона человека и представляют основу ряда лекарственных средств и биологически активных добавок. Определение и общая структура строения пектина. По химической природе пектины высокомолекулярные соединения, относящиеся кгруппе гетерополисахаридов, основу которых составляют производные
полигалактуроновой кислоты. Основой пектиновых веществ является молекулярная цепь из остатков Д-галактуроновой кислоты, имеющих пиранозную конфигурацию и соединенных 1,4 - L - гликозидной связью. Структурная формула пектина представлена на рисунке 1.[6]
Рисунок 1 - Структур]
Пектиновые вещества включают нерастворимый протопектин, растворимые пектиновые полисахариды и сопутствующие им галактаны, арабинаны и арабиногалактаны. Пектиновые полисахариды входят в большую группу гликаногалактуронанов - кислых растительных полисахаридов, главную углеводную цепь которых составляют 1,4-связанные остатки а^-галактопиранозилуроновой кислоты. [7]
Они входят в состав растительных клеток в виде частично метилэтерифицированных по карбоксилу биополимеров часто в виде солей натрия, кальция и магния. Они обеспечивают механическую прочность и эластичность стенок клеток, способствуют устойчивости к высыханию, перепадам температур, а также защитную функцию от возбудителей фитозаболеваний.
Пектины подразделяют на высоко - и низкометоксилированные со степенями метоксилирования выше и ниже 50% соответственно. Степень метоксилирования влияет на устойчивость к гидролизу, растворимость, студнеобразование и другие физико-химические свойства студня [8,9].
Степенью полимеризации также определяет студнеобразовательную способность пектиновых веществ.
формула пектина
При молекулярной массе пектинов от 50000 до 200000 они не обладают эффективнымжелированием. Если молекулярная масса пектинов от 150000 до 200000 то они имеют высокую желирующую способность [10]. Фармакологическая активность пектина. Такие химические свойства пектинов как степень этерификации, молекулярная масса, содержание ацетильных групп обуславливаю различную фармакологическую активность. Известно применение пектина для транспортирования противофозной лихорадки, доказана противометастазная, противоопухолевая, антиязвенная, имунностимулирующая, противоневрознаая и антиоксидантная активности. Пектин рассматривается как нетоксичный
иммуномодулятор. Японскими учеными установлено, что наибольшим антиметастазным действием обладает рамногалактуронан-1 (RG-I).[11]
Гемостатические свойства пектиновых препаратов используют при легочных кровотечениях, кровотечениях пищевода, желудка и кишечника, в стоматологии и гемофилии, гинекологических заболеваниях. Исследования доказали, что пектиновые вещества при введении их в кровь не вызывают скопление и осаждение эритроцитов. По этой причине пектин применяют для
Вестник Ка^ЖМУ №3-2018
приготовления заменителей кровяной плазмы. Препарат не накапливается в организме и не вызывает тромбозы так как обладает относительно низкой молекулярной массой.[12] Гипогликемическое действие пектинов обусловлено высокой водосвязывающей способностью пектинов.[11] Применение пектина. Применение пектина в технологии лекарств обосновано его функциональными характеристиками и технологическим назначением. Согласно литературным данным, пектин используют в изготовлении суппозиториев, капсул, жевательных таблеток.[13]
В парфюмерной технологии пектин востребован как загуститель. В гелях с эффектом лифтинга вещество является одним из действующих, так как содержит галактуроновую кислоту. Кислота обладает свойством удержания влаги, разглаживания морщин, повышения тонуса кожи.
Наиболее важными свойствами пектиновых веществ используемых в технологии пищевого производства являются студнеобразующая и комплексообразующая
Таблица
способности. Студнеобразующая способность является основной в производстве желеобразных продуктов -джемов, конфитюров, желе, мармелада, сбивных кондитерских изделий.[14]
Комплексообразующая способность обусловлена свойствомпектина образовывать с ионами тяжелых металлов, свободными радикалами, радионуклидами, различными токсинаминерастворимые комплексы. Пектин способствует изменению вязкости содержимого желудка и кишечника, тем самым приводя к замедлению транзита по желудочно-кишечному тракту. Пектин обладает обволакивающем и защитным действием. Пектиновые веществаобразовывают гель на поверхности слизистой оболочки желудка и кишечника, что способствует защите от раздражающего влияния агрессивных факторов. Установлено что пектины оказывают регулирующее действие на иммунную систему кишечника.[15] Вышеуказанные свойства пектина обуславливают его использование в медицине, фармацевтической, пищевой, косметической технологиях представлены в таблице 1.
1 - Основные функции пектина и области его применения
Функциональная характеристика Область применения
Гелеобразователь Технология пищевого производства Технология фармацевтического производства
Стабилизатор Технология пищевого производства Технология фармацевтического производства
Комплексообразователь Химическая технология
Кровоостанавливающие и заживляющие свойства Медицина Технология фармацевтического производства
Кровяной плазмозаменитель Медицина Технология фармацевтического производства
Капсулирование лекарственных препаратов Технология фармацевтического производства
Структурообразователь Технология фармацевтического производства Технология косметических продуктов
Загуститель Технология фармацевтического производства Технология косметических продуктов
Требования к качеству, как к пищевому продукту регламентируется межгосударственным ГОСТ-ом 29186-91 и его основными характеристиками являются: внешний вид, запах, цвет, вкус, массовая доля влаги, степень этерификации, студнеобразующая способность, массовая доля нитратов, посторонние примеси, массовая доля частиц волокнистой фракции и микробиологические показатели. А как фармацевтическая субстанция в роли вспомогательного вещества требует соответствия требованиям ШР по таким показателям как описание, идентификация,
микробиологическая чистота, потеря в массе при высушивании, мышьяк, свинец, сахара и органические кислоты, количественное содержание метокси групп и галактуроновой кислоты.
Технология получения пектина. На сегодняшний день известна классическая технология получения пектина из растительного сырья. Экстрак циюпектиносодержащего сырья проводят горячей водой, растворами органических и неорганических кислот с последующей фильтрацией, упариванием экстракта, и его дальнейшее осаждениеэтанолом с последующим отделением [16]. Основными факторами, влияющий на выход пектиновых веществ являются:экстрагент, рН, экспозиция, температура.Для создания рН применяются водные кислоты: соляная, азотная, ортофосфорная, серная, сернистая, лимонная, винная. [17,18,19]
На основе классической технологии существует способ с совершенствованием режима получения пектина из свекловичного жома с использованием в качестве экстрагентаэлектрохимически активированной воды. [20].
Многие альтернативные способы получения пектина предлагают заменутрадиционной кислотной обработке -физическое воздействие на растительныеклетки. Основным из таких способов является применение эффекта кавитации. [21]
Наиболее современным, экологически-чистым способом получения пектина является биотехнологический способ, основанный на действии ферментов микробного происхождения, используемых в качестве гидролизующих агентов. [22]
Ультразвук используется для ускорения процессов экстракции. Под влиянием ультразвуковых колебаний происходит возрастание проницаемости клеточных стенок, приводящие к разрушению клеточных структур пектиновых веществ. Экстракция с использованием ультразвука является еще одним эффективным способом получения пектина из растительного сырья. [23,24] Заключение.
Пектин - сложный полисахарид, основой которого является молекулярная цепь из остатков D-галактуроновой кислоты. Мировое производство сосредоточено в Америке, Дании, Германии, Франции, Китае, Иране, Италии, Испании и Швейцарии.На сегодняшний день рынок Казахстана производством пектина не представлен. Технологические и функциональные характеристики пектина позволяют использовать его в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. На основе разработки технологии получении пектина, внедрение в производство отечественными производителями является актуальным.
Vestnik KazNMU №3-2018
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Сокол Н.В., Храмова Н.С., Гайдукова О.П., Храмов Г.С., Гирина В.В. Использованиепектиновых веществ в производстве продуктов питания лечебно-профилакктического назначения // Научный журнал КубГАУ. - 2006. - №248(8). - С. 1-7
2 Кехтер И.В. Технология функциональных продуктов питания с длительным сроком хранения. Методические указания. - М.: 2017. - 134 с.
3 Соболь И.В., Родионова Л.Я., Барышева И.Н. Изучение возможности получения пектиновых экстрактов высокой чистоты // Научный журнал КубГАУ. - 2016. - №123(09). - С. 54-59.
4 Сокол Н.В., Хатко З.Н., Донченко Л.В., Фирсов Г.Г. Состояние рынка пектина в России и за рубежом // Майкопский государственный технологический университет. - 2008. - С. 30-35
5 Оводова Ю.С., Головченко В.В., Гюнтер Е.А., Попов С.В. Пектиновые вещества растений европейского Севера России. -Екатеринбург: 2009. - 111 с.
6 Кочеткова Н.С. Методы химии углеводов. - М.: 1967. - 377 с.
7 Оводов Ю.С. Современные представления о пектиновых веществах // Биорган.химия. - 2009. - Т.35., №3. - С. 293-310.
8 Бетаева, Е.А. Пектин, его модификации и применение в пищевой промышленности // Пищевая пром-сть. - 1992. - №7. - 1992. -С. 32-39.
9 Шелухина, Н.П. Пектиновые вещества, их некоторые свойства и производные // Илим. - 1970. - №1. - С. 71-77.
10 Сапожникова, Е.В. Пектиновые вещества и их превращения при созреваниии переработке плодов: автореф. дис. ... д-р.биол.наук - Баку, 1968. - 42 с.
11 Л.В.Донченко, Фирсов Г.Г. Пектин основные свойства, производство и применение. - М.: 2007. - 174 с.
12 Типсина, Н.Н. Использование пектиносодержащих продуктов при отравлении солями тяжелых металлов // Вестн. КрасГАУ. -Красноярск: 2006. - №14. - С. 181-184.
13 Голубев, В.Н. Пектин: Химия, технология, применение. - М.: 1995. - 155 с.
14 Бетаева, Е.А. Пектин, его модификации и применение в пищевой промышленности // Пищевая пром-сть. - 1992. - №7. - 1992. -С. 32-39.
15 Гринчишина, З.Ф. Применение пектина в производстве продуктов питания // Хранение и переработка сельхоз.сырья. - 1998. -№1. - С. 35-39.
16 Крац, Р. Строение, функциональные свойства и производство пектина // Пищевая промышленность. - 1993. - №1. - С. 31-32.
17 Донченко Л.В. Технология пектина и пектинопродуктов. - М.: ДеЛи, 2000. - 256 с.
18 Донченко Л.В. Особенности процесса гидролиза протопектина из растительной ткани // Труды КубГАУ. - Краснодар: 2006. -Вып.1. - С. 288-297.
19 Моравец, Г. Макромолекулы в растворе // Мир. - 1967. - №3. - С.197-203.
20 Голыбин В.А., Матвиенко Н.А., Федорук В.А., Мурач Д.С. Способ получения пектина и пищевых волокн с использованием электрохимически активированной воды // Вестник ВГУИТ. - 2015. - №3. - С. 161-165.
21 Тыщенко В.М. Разработка кислотно-кавитационной технологии пектина из растительного сырья: автореф. дисс. ... канд.тех.наук - М., 2013. - 92 с.
22 Сапожникова, Е.В. Пектиновые вещества и пектиновые ферменты // Итоги науки. Сер. Биохимия. - 1971. - Т.5. - С.137-143.
23 Фирсов Г.Г., Донченко Л.В., Фирсов Г.Г. Теоретические основы и экспериментальное моделирование процессов экстрагирования пектиновых веществ из растительной ткани // Новые технологии. - 2008. - №12. - С.36-40.
24 Велямов Ш.М., Джингильбаев С.С., Велямов М.Т. Изучение влияния ультразвука и активного перемешивания экстрагента при ферментативной экстракции пектина из столовой свеклы на экстракторе // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - № 7(1). - С. 19-22.
А.Ш. Икласова, З.Б. Сакипова, Э.Н. Бекболатова
С.Ж. Асфендияров атындагы К,азац ¥лттыц медицина университету Фармация мектебi
ПЕКТИН: Ц¥РАМЫ, 6НД1Р1С ТЕХНОЛОГИЯСЫ, ТАГАМ ЖЭНЕ ФАРМАЦЕВТИКАЛЬЩ 6НЕРКЭС1ПТЕ ЦОЛДАНЫЛУЫ
ТYЙiн: Шолу ма;аласы пектиннщ к;урылымдык; ;урамын жэне оныц функционалды; сипаттамаларын жэне фармацевтикалы; тагамды; жэне парфюмерлж-косметикалы; eндiрiстеri технологиялы; ма;сатын сипаттайды. Пектиндi алу эдiсi жэне оныц жетекшi элемдж eндiрушiлерi талданады. Каза;стан Республикасыныц фармацевтикалы; отанды; eндiрушiлерiне эртYрлi технологиялардагы перспектив^ ешм ретшде пектиндi eндiруге назар аудару усынылды. ТYЙiндi сездер: пектин, пектин eндiру технологиясы, комплекс тYзу ;абыеть пектиндi ;олдану.
A.Sh. Iklasova, Z.B. Sakipova, E.N. Bekbolatova
Asfendiyarov Kazakh National Medical University, School of Pharmacy
PECTIN: COMPOSITION, TECHNOLOGY OF PRODUCTION, APPLICATION IN FOOD AND PHARMACEUTICAL INDUSTRY
Resume: The review article describes the structural composition of pectin and its functional characteristics and technological purpose in the pharmaceutical, food and perfume-cosmetic technologies. The methods for obtaining pectin and its leading world producers are analyzed. It is proposed to domestic producers of pharmaceutical products of the Republic of Kazakhstan to draw attention for the production of pectin as a promising product in various technologies.
Keywords: pectin, technology of pectin production, complexing ability, application of pectin.
