CC BY
13
Since 1999
The journal of scientific articles
Health
& millennium
Education
УДК 615.451.16/.014; 581.144.4:582.998 http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-12-149-154
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ЛИСТЬЕВ АЛЬФРЕДИИ ПОНИКШЕЙ (ALFREDIA CERNUA) Семёнова Н.Н., Компанцев Д.В., Шаталова Т.А., Мичник О.В., МичникЛ.А., СтригунН.С. Пятигорский медико-фармацевтический институт -филиал ФГБОУ ВО ВолгГму, г. Пятигорск, Российская Федерация Аннотация. Известно церебропротекторное и ноотропное действие экстрактов травы альфредии поникшей (Alfredia cernua). В качестве объекта исследования использовали листья альфредии поникшей (2018 год, Томская область). Целью исследования явилась разработка технологии экстрагирования листьев альфредии поникшей (Alfredia cernua) для получения полифракционного экстракта. Экстрагирование листьев альфредии проводили с использованием метода ре-перколяции в батарее, состоящей из шести перколяторов (№№ I-VI). Листья альфредии последовательно экстрагировали 95%, 70%, 55%, 40%, 30%, 25% спиртом этиловым (1-6 этапы) и водой очищенной (7этап). Были получены семь экстрактов. В разработанной схеме технологического процесса, шрот, образовавшийся на 1-6 этапах экстрагирования, не высушивали, а продолжали экстрагировать экстра-гентом нужной концентрации. При получении полиэкстракта альфредии были определены концентрации сухих веществ в каждом из экстрактов, полученном на 1-7 этапах. Результаты анализа показали, что экстракты, полученные с использованием 95%, 70%, 55%, 40% спирта содержат значимое количество сухих веществ. Эффективность экстрагирования процесса составляет 83,85%. Полученные экстракты №№ 1-7 были высушены и использованы для получения сухого полифракционного экстракта. Полифракционный экстракт позволяет соединить все биологически активные комплексы листьев альфредии в одном препарате. Ключевые слова: листья альфредии поникшей, экстракция, реперколяция, полифракционный экстракт. DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR EXTRACTION OF THE LEAVES OF ALFREDIA DROOPING (ALFREDIA CERNUA) Semenova N.N., Kompancev D. V., Shatalova T.A., Michnik O. V., MichnikL.A., Strigun N.S. Pyatigorsk medical pharmaceutical institute of Volgograd state medical university, Pyatigorsk, Russian Federation Annotation. Extracts of the herb of Alfredia cernua have a cere-broprotective and nootropic effect. The object of the study used the leaves of Alfredia cernua (2018, region of Tomsk). The aim of the study was to develop a technology for extracting the leaves of Alfredia cernua to obtain a polyfractional extract. Extraction of the leaves of Alfredia cernua was carried out using the method of repercolation in a battery consisting of six percolators (№№ I -VI). The leaves of Alfredia cernua extracted successively with 95%, 70%, 55%, 40%, 30%, 25% ethyl alcohol (1 - 6 stages) and purified water (7 stage). Seven extracts were obtained. In the scheme of the technological process, the meal formed at 1-6 stages of extraction was not dried, but continued to be extracted with the extractant of the desired concentration. The concentrations of dry substances in each of the extracts obtained at stages 1-7 were determined. The results of the analysis showed that the extracts obtained using 95%, 70%, 55%, 40% alcohol contain a significant amount of dry matter. The efficiency of the extraction process is 83,85%. The obtained extracts №№ 1 - 7 were dried and used to produce dry polyfractional extract. The polyfractional extract allows to combine all biologically active complexes of the leaves of Alfredia in one preparation. Key words: the leaves of Alfredia cernua, extraction, repercola-tion, polyfractional extract.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК [1] Пат. 2347580 Российская Федерация. Средство, обладающее ноотропным действием / Шилова И.В., Суслов Н.И., Мустафин Р.Н., Хазанов В.А., Кувачева Н.В. Опубл. 27.02.2009. Бюл. № 6 - 7 с. - [Электронный ресурс] режим доступа: http://www.freepatent.ru/patents/2347580 [2] Изучение технологических показателей листьев альфредии поникшей (Alfredia cernua) с целью выбора REFERENCES [1] RU 2347580. A means of having a nootropic action / Shi-lova I. V., Suslov N.A., Mustafin, R.N., Khazanov V.A., Ko-vacheva N. I. Publ. 27.02.2009. Issue No. 6 - 7 p. - URL: http://www.freepatent.ru/patents/2347580 (in Russian) [2] Study of technological parameters of leaves of alfredii drooping (Alfredia cernua) to select the conditions of extraction / Semenova N. N., Kompantzev D. V., Shatalova T. A., Martynova N. N., Shilova I. V., Smolenskaya, V. G.,
условий экстрагирования / Семёнова Н.Н., Компанцев Д.В., Шаталова Т.А., Мартынова Н.Н., Шилова И.В., Смоленская Г.В., Стригун Н.С.// Журнал научных статей Здоровье и образование в XXI веке. 2018. Т. 20. № 10. С.106 -110.
[3] Фитоэкстракционные препараты. Растворы. /Погорелов В.И., Мичник Л.А., Мичник О.В., Шаталова Т.А., Никитина Н.В., Романцова Н.А., Кульгав Е.А./Учебное пособие по фармацевтической технологии. 7 семестр / Пятигорск, 2012. С. 253.
[4] Разработка технологии получения полиэкстракта травы зверобоя продырявленного, предназначенного для введения в составы мягких лекарственных форм (ПЭЗМ)/ Поддубная М.И., Вайнштейн В.А., Кузнецов В.А.// В книге: Третий междисциплинарный симпозиум по медицинской, органической и биологической химии и фармацевтике 2017 (МОБИ-ХимФарма 2017). Сборник тезисов докладов. //Под ред. К.В. Кудрявцева, Е.М. Паниной. 2017. С. 112.
[5] ОФС Л.4.1.0021.15 Экстракты. - [Электронный ресурс] режим доступа: http://resource.rucml.ru/feml/pharmacopia/14_2/HTML/16 6/index.html#zoom=z
В настоящее время изучено церебропротекторное и ноотропное действие экстрактов травы альфредии поникшей (Alfredia сегпиа), полученных с использованием различных экстрагентов [1]. Ранее нами было установлено, что в качестве лекарственного сырья аль-фредии поникшей (в дальнейшем, альфредии) более рационально использовать только листья, так как стебли растения не содержат биологически активных веществ, ответственных за фармакологический эффект [2]. В связи с тем, что спирт этиловый разной концентрации позволяет получить из сырья альфредии несколько видов экстрактов с церебропротекторной активностью [2], мы поставили задачу разработать технологию полифракционного экстракта [3, 4], которая позволит соединить все биологически активные комплексы листьев альфредии в одном препарате.
Целью исследования является разработка технологии экстрагирования листьев альфредии поникшей (Alfгedia сегпиа) для получения полифракционного экстракта.
Материалы и методы исследования. В качестве объекта исследования использовали листья альфредии поникшей, собранные в 2018 году в Томской области.
Экстрагирование листьев альфредии с целью получения полифракционного экстракта (полиэкстракта) проводили с использованием метода реперколяции в батарее, состоящей из шести перколяторов (№№ I -VI).
Strigun, N. With.// Journal of scientific articles Health & education millennium, 2018, vol. 20, № 10, p.p. 106 -110. (in Russian)
[3] Phytoextraction drugs. Solutions. / Pogorelov V.I., Michnik L.A., Michnik O.V., SHatalova T.A., Nikitina N.V., Ro-mancova N.A., Kul'gav E.A.: textbook on pharmaceutical technology. 7 semester / Pyatigorsk, 2012, 253 p. (in Russian)
[4] Development of technology for production of preextracted herb Hypericum perforatum intended for insertion in the composition of soft medicinal forms (PEHZM)/Poddubnaya M.I., Vajnshtejn V.A., Kuznecov V.A.// In: Third interdisciplinary Symposium on medical, organic and biological chemistry and pharmaceutics 2017 (MOBIChimfarm 2017). Collection of abstracts. //Under the editorship of K. V. Kudryavtsev, E. M. Panina, 2017, p.112. (in Russian)
[5] General Pharmacopoeia article L. 4.1.0021.15 Extracts. -URL:
http://resource.rucml.ru/feml/pharmacopia/14_2/HTML/16 6/index.html#zoom=z
Процесс реализовывали в течение семи этапов:
— на первом этапе высушенные листья альфредии экстрагировали 95% спиртом этиловым;
— на втором этапе шрот листьев альфредии, полученный после 1-го этапа, экстрагировали 70% спиртом этиловым;
— на третьем этапе шрот листьев альфредии, полученный после 2-го этапа, экстрагировали 55% спиртом этиловым;
— на четвертом этапе шрот листьев альфредии, полученный после 3-го этапа, экстрагировали 40% спиртом этиловым;
— на пятом этапе шрот листьев альфредии, полученный после 4-го этапа, экстрагировали 30% спиртом этиловым;
— на шестом этапе шрот листьев альфредии, полученный после 5-го этапа, экстрагировали 25% спиртом этиловым;
— на седьмом этапе шрот листьев альфредии, полученный после 6-го этапа, экстрагировали водой очищенной.
Существуют разные способы получения полиэкстрактов растений [3, 4]. Один из них предполагает высушивание шрота, полученного после экстрагирования сырья первым экстрагентом, при переходе на экстракцию вторым экстрагентом, менее концентрированным
спиртом этиловым. Эта операция связана с большими трудозатратами по сушке шрота, может приводить к потерям экстрагента, разрушению биологически активных веществ при неизбежном нагревании шрота. Поэтому, в разработанной схеме технологического процесса, шрот, образовавшийся на 1-6 этапах, не высушивали [3], а продолжали экстрагировать экстраген-том нужной концентрации после проведения дополнительных расчетов концентраций водно-спиртовых растворов.
Растительное сырье альфредии, на первом этапе, экстрагировали спиртом с самой высокой концентрацией, 95%. Затем, на втором этапе, к влажному шроту листьев, который содержал поглощенный сырьем 95% спирт (объем связан с величиной коэффициента поглощения), добавляли необходимое для понижения концентрации спирта до 70%, количество воды очищенной. Для этого проводили расчеты с целью получения в перколяторе нужной, более низкой концентрации экстрагента. Недостаток экстрагента, требуемый для создания необходимого для экстрагирования соотношения фаз, восполняли 70% спиртом. Также поступали на всех последующих этапах. В качестве примера представлено описание 1 и 2 этапов.
Первый этап экстрагирования. Предварительно нами был экспериментально определен коэффициент поглощения сырья (Кп=3,0) и рассчитано минимально возможное соотношение сырье: экстрагент, равное 1:3 [2].
Вычисление объема экстрагента (Wi), 95% спирта, и массы сырья (G1), необходимых для экстрагирования
на одной ступени экстракции (в одном перколяторе), проводили по формуле:
Wl=Gl•Кп+Gl•y=100•3+100•3=600 мл, где G1 - масса сырья (100 г), кг; Кп - коэффициент поглощения сырья, 3 смЗ/г; y - соотношение фаз, смЗ/г, или отношение массы сырья к объему готовой продукции, 1:3.
Для расчета объема экстрагента (W), 95% спирта, необходимого для экстрагирования 600 г листьев аль-фредии поникшей в батарее из 6 перколяторов, использовали формулу: W=Wrn=600-6=3600 мл (где n -число перколяторов).
Перерывы для настаивания как при вводе в работу батареи перколяторов, так и в период съема готовой продукции, составляли 8 и 16 пар часов (такой режим работы соответствует графику работ фармацевтических предприятий).
Извлечение, полученное из первого перколятора, направляли во второй, а из второго - в третий и т.д. Таким образом, свежее извлечение из одного перколя-тора передавали для экстрагирования сырья в следующем перколяторе. После ввода в работу батареи перко-ляторов, отбор порций готовой продукции проводили из шестого перколятора, а хвостовые перколяторы выводили из работы и подготавливали для последующего экстрагирования на втором этапе. Все 6 порций готовой продукции смешивали, отстаивали при температуре не выше 8°С не менее 2 суток, фильтровали, получали экстракт 1. Схема материального потока при получении экстракта альфредии поникшей с использованием 95% спирта (этап 1) представлена на рисунке 1.
объем экстрагенга=
= W = Wi-n = (G Кп + G у) □ = (100-3+ 100-3)-6 = 3600 мл
извлечение
извлечение
извлечение
извлечение
извлечение
1
I
100 г
сырья
1
6 порций по 300 мл 6 х 300=1800 мп
Рис. 1. Схема материального потока на первом этапе получения полиэкстракта альфредии.
В юрой этап экстрагирования. При расчёте концентрации и количества спирта этилового, необходимого для проведения технологического процесса, были учтены:
— масса сырья в одном перколяторе на втором этапе экстрагирования G2=100,0 г; (Следует заметить, что после 1 этапа экстрагирования происходит снижение массы сырья до 92,0 г за счет извлечения из него экстрактивных веществ. Однако, фактический объём клеток листьев, отвечающий за поглощение экстрагента, увеличивается. Поэтому мы приняли решение, условно, считать массу сырья и объём поглощаемого им экстрагента прежними.);
1 стадия 2 этапа
— объём спирта 95%, поглощенного сырьём на 1 этапе экстрагирования и оставшемся в шроте после первого этапа, равен 300 мл (Кп сырья =3 см3/г);
— объем спирта 70%, поглощаемого шротом на 2 этапе экстрагирования:100'3=300 мл.
Затем были рассчитаны: 1) требуемый объём воды очищенной для одного перколятора, необходимый для снижения концентрации спирта в перколяторе от 95% до 70%, который составил около 117 мл; 2) объем экстрагента -70% спирта - около 190 мл. Схема материального потока при получении экстракта альфредии поникшей с использованием 70% спирта (этап 2) представлена на рисунке 2.
£
Вода для выравнив ания концентрации экстрагента до 70% 117 мл воды очищенной х 6 = 702 мл
I
92 г шрота
] i
п
92 г шрота
92 г шрота
IV
92 г шрота
Ж
V 92 г шрота
"VI 92 г шрота
2 стадия 2 этапа
объем эксгшгента=190 х 6 = 1140 мл 70% спирта
извлечение
извлечение
извлечение
извлечение
I
92 г шрота
190 мл
/\190
J Умл
II
92 г шрота
190
мл I
III
92 г шрота
Л 190 190 /\ 190
мл мл £ к мл
IV
92 г шрота
190 мл
Л
190 мл
V 92 г шрота
извлечение
190 мл
Д190
I i мл
VI
92 г шрота
ж•
б порций по 300 мл б х 300=1800 мл
Рис. 2. Схема материального потока на втором этапе получения полиэкстракта альфредии.
В каждый перколятор, выводимый из процесса на первом этапе экстрагирования, заливали по 117 мл воды очищенной. Затем через первый перколятор вводили по 190 мл 70% спирта (шесть раз по мере введения перколяторов в процесс экстрагирования на втором этапе).
Извлечение, полученное из первого перколятора, направляли во второй, а из второго - в третий и т.д. Таким образом, свежее извлечение из одного перколятора передавали для экстрагирования сырья в следующем перколяторе. После ввода в работу батареи перколяторов, отбор порций готовой продукции проводили из шестого перколятора, а хвостовые перколяторы
Результаты расчета экстрагента для проведения
выводили из работы и подготавливали для последующего экстрагирования на втором этапе. Перерывы для настаивания как при вводе в работу батареи перколя-торов, так и в период съема готовой продукции, составляли 8 и 16 пар часов (такой режим работы соответствует графику работ фармацевтических предприятий). Все 6 порций готовой продукции смешивали, отстаивали при температуре не выше 8°С не менее 2 суток, фильтровали, получали экстракт 2.
Для проведения процесса экстрагирования на третьем и последующих этапах были произведены аналогичные расчеты экстрагента и воды очищенной, результаты которых представлены в таблице 1.
Таблица 1
оцесса экстракции листьев альфредии поникшей
№ этапа Изменение общей концентрации экстрагента (спирт этиловый) на этапе, % Данные об объемах экстрагента для 1 перколятора
Количество воды очищенной для понижения концентрации спирта в шроте, мл Концентрация, % и количество спирта этилового, мл
1 95% - 95% - 300,0
2 От 95% до 70% 117,0 70% - 190,0
3 От 70% до 55% 85,0 55% - 204,0
4 От 55% до 40% 115,0 40% - 188,0
5 От 40% до 30% 75,0 30% - 226,0
6 От 30% до 25% 61,0 25% - 250,0
7 От 25% до 0% 300,0 -
Результаты расчетов, представленные в таблице 1, показывают какое количество экстрагента и воды очищенной необходимо использовать на каждом этапе экстрагирования для 1 перколятора (ступени экстракции), и позволяют сделать вывод о том, что проведение процесса экстрагирования листьев и шрота альфредии возможно и без сушки сырья после каждого этапа экстрагирования при поэтапном снижении концентрации спирта в экстрагенте. При получении полиэкстракта альфредии были определены концентрации сухих веществ в каждом из экстрактов, полученном на 1-7
этапах, в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи 14 издания [5].
Результаты исследования. В результате последовательной экстракции листьев альфредии 95%, 70%, 55%, 40%, 30%, 25% спиртом этиловым (1-6 этапы) и водой очищенной (7 этап) были получены семь экстрактов. Результаты анализа экстрактов аль-фредии по содержанию сухих веществ представлены в таблице 2.
Результаты анализа сухих веществ экстрактов альфредии
экстрагентов
Таблица 2
полученных с использованием различных
№ этапа Общая концентрация экстрагента (спирт этиловый) на этапе, % Масса растительного сырья (листья/шрот) в одном перколяторе, г Содержание сухих веществ в экстрактах альфредии 1:3 (у), % Содержание экстрактивных веществ в пересчете на 100 г листьев, %
1 95% 100,0 2,25 8,04
2 70% 92,0 3,37 12,04
3 55% 80,0 2,19 7,83
4 40% 73,0 1,94 6,96
5 30% 71,0 0,56 2,01
6 25% 70,0 0,29 1,05
7 (вода очищенная) 69,0 0,27 0,96
Итого 10,87 • 3 (у) = = 32,61 - 83,85% 38,89 - 100%
Результаты анализа, представленные в таблице 2, показывают, что значимое количество сухих веществ содержат экстракты, полученные с использованием 95%, 70%, 55%, 40% спирта. Эффективность экстрагирования процесса составляет 83,85%. Полученные экстракты №№ 1-7 были высушены и использованы для получения сухого полифракционного экстракта.
Выводы. В результате проведенных исследований был разработан процесс постадийного
экстрагирования листьев альфредии поникшей с использованием 95%, 70%, 55%, 40%, 30%, 25% спирта этилового и воды очищенной для получения полифракционного экстракта, который позволяет соединить все биологически активные комплексы листьев альфредии в одном препарате.
Конфликт интересов - нет.
