CC BY
25
DOI: 10.14258/jcpim.2021049550
Технологии
УДК 663.9
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ЗЕЛЕНОГО ЧАЯ В ПЕРИОДИЧЕСКОМ ОФОРМЛЕНИИ ПРОЦЕССА
© Е.П. Мюльхи1, М.В. Андрюхова2*
1 SwissCo Services AG, Buchweg, 9, Reinach, 4153 (Switzerland)
2 Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, пр. Ленина, 46, Барнаул, 656038 (Россия), e-mail: andryukhova@mail.ru
Листья зеленого чая (camellia sinensis) содержат до 36% полифенолов, один из которых, эпигаллокатехин-3-гал-лат (ЭГКГ), ввиду его антимутагенного, антиканцерогенного и антибактериального эффекта оказывает наибольшее позитивное действие на живой организм. Согласно клиническим исследованиям, полифенолы зеленого чая, особенно ЭГКГ, также понижают артериальное давление, снижают содержание сахара и холестерина в крови. На основании вышеперечисленного фенольные соединения зеленого чая (особенно ЭГКГ) имеют важное значение как биологически активные вещества, и перед технологами стоит сложная задача выделения ЭГКГ из растительного сырья. Для разработки технологии выделения ЭГКГ потребовалось: а) выбрать эффективный полярный сорбент для препаративной хроматографии; б) выбрать эффективный элюент; с) определить температурный режим и давление для эффективной адсорбции и десорбции полифенолов зеленого чая. Была исследована зависимость степени извлечения целевого компонента от параметров препаративной хроматографии. В результате лабораторных экспериментов была разработана технология выделения ЭГКГ из экстракта зеленого чая с концентрацией более 90% мас. при максимальном его выходе 43%мас. Разработанная в лаборатории технология выделения ЭГКГ методом препаративной хроматографии была успешно внедрена в производство.
Ключевые слова: зеленый чай, полифенолы, эпигаллокатехин-3-галлат, полярный сорбент, препаративная жидкостная хроматография.
Введение
Листья зеленого чая содержат до 36% полифенолов [1-3], один из которых, эпигаллокатехин-3-галлат (ЭГКГ), ввиду его антимутагенного, антиканцерогенного и антибактериального эффекта оказывает наибольшее позитивное действие на живой организм [4-12]. Согласно клиническим исследованиям полифенолы зеленого чая, особенно ЭГКГ, также понижают артериальное давление, снижают содержание сахара и холестерина в крови [5, 13, 14]. На основании вышеперечисленного фенольные соединения зеленого чая (особенно ЭГКГ) имеют важное значение в качестве биологически активных веществ, и перед технологами стоит сложная задача выделения ЭГКГ из растительного сырья.
Существует много способов экстракции и выделения полифенольных соединений из зеленого чая [15-17]. В рамках настоящей работы была разработана технология выделения полифенолов методом препаративной хроматографии в периодическом оформлении процесса. Экспериментальная работа по выделению активных компонентов из зеленого чая проводилась с использованием сухого экстракта зеленого чая, производимого в Китае (производитель - компания «Guizhou Highyin Biological Products Co»).
Основным полифенольным соединением данного экстракта (43%мас.) является ЭГКГ (рис. 1), который является также целевым компонентом при разделении этой смеси на составляющие [18].
Мюльхи Елена Петровна - кандидат технических наук, Хр°мат°графическое разделение успешно
менеджер отдела качества, e-mail: elm65@gmx.ch используется для разделения многокомпонентных
Андрюхова Марина Викторовна - кандидат технических смесей [19-21]. Данный метод носит динамический наук, доцент, e-mail: andryukhova@mail.ru
* Автор, с которым следует вести переписку.
характер, при этом акты адсорбции и десорбции повторяются многократно. Для повышения выхода и чистоты разделяемых компонентов увеличение температуры при десорбции играет положительную роль. Но, с другой стороны, повышение температуры ведет к термической эпиримизации ЭГКГ и, соответственно, к потере основного компонента. Поэтому необходимо было исследовать влияние температуры на качество разделения и выход целевого продукта [21, 22]. Хроматографиче-ское выделение ЭГКГ является сложной технологической задачей, так как этот компонент чувствителен к изменению рН среды. ЭГКГ нестабилен в щелочной среде, что ограничивает выбор элюента и адсорбента. С другой стороны, ЭГКГ очень легко окисляется кислородом воздуха, что требует разработки технологии, ограничивающей контакт целевого компонента с окружающей средой. Кроме этого, известно, что галлаты, например ЭГКГ и теафлавоны, образуют с помощью галлоидных групп в водной среде комплексные соединения с кофеином, что неблагоприятно сказывается на чистоте выделяемого целевого компонента. Таким образом, выделение целевого компонента ЭГКГ сталкивается с рядом технологических ограничений, которые необходимо учитывать.
В начале исследования необходимо было выбрать селективную стационарную и мобильную фазы [23-25], которые гарантировали бы разделение данной смеси, и определить температурный режим. При этом ставилась задача: максимальный выход ЭГКГ при содержании целевого компонента более 90%мас. Необходимо учитывать следующие аспекты: стабильность сорбента в течение длительного времени, его стоимость и наличие в объеме, необходимом для промышленного производства; мобильная и стационарная фаза должна удовлетворять требованиям, предъявляемым в производстве пищевых продуктов.
Экспериментальная часть
Для выбора стационарной фазы, обеспечивающей селективное разделение смеси зеленого чая [2, 2628], был исследован ряд сорбентов, характеристики которых представлены в таблице 1.
С этой целью была исследована динамическая активность сорбента, описываемая временем проскока. Исследования осуществлялись на стальной лабораторной установке (длина 1 м, диаметр 0.02 м), снабженной терморубашкой (рис. 2). Установка работала без доступа воздуха, с введением инертного оксида азота при давлении 0.3-0.5 бар, чтобы снизить возможность окисления ЭГКГ. Мобильной фазой или элюентом при лабораторных исследованиях являлась смесь вода-органический растворитель. В верхнюю часть колонны вводили раствор, состоящий из экстракта зеленого чая и элюента в соотношении 1 : 1 в объеме, соответствующем 0.03-Усорбента (где Усорбента - загрузка сорбента в колонне). Компоненты зеленого чая элюиро-вались со скоростью 1.5 л/час под давлением 0.5 бар, в зависимости от сил взаимодействия компонентов с сорбентом или их времени удерживания. Отбор фракций (одна фракция - 250 мл) осуществлялся автоматически с интервалом в 10 минут с помощью автосамплера. Состав разделяемой смеси и отобранных фракций анализировался методом жидкостной хроматографии [19-21, 29].
Выбор эффективного элюента (мобильной фазы) для препаративной хроматографии также важный аспект для разработки технологии. Существуют литературные данные, которые описывают использование спиртов, ацетона и этилацетата в качестве полярной мобильной фазы [17, 30]. Стоит отметить, что в нашем случае мобильная фаза должна удовлетворять требованиям, предъявляемым в производстве пищевых продуктов. В связи с этим в качестве элюента был выбран этанол и изопропанол [21, 26]. Другие компоненты не рассматривались.
В рамках данной работы были проведены исследования по влиянию качественного и количественного состава выбранных элюентов в различных температурных режимах: 25 °С, 40 °С и 60 °С. Состав мобильной фазы варьировался для смеси вода-этанол в соотношении 90 : 10; 85 : 15; 80 : 20%об., а смесь вода - изопропанол использовалась только в одном соотношении 90 : 10%об. На основании полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что повышение температуры до 40 °С и выше значительно сказывается на увеличении выхода целевого компонента.
Адсорбент после окончания эксперимента регенерировался смесью вода - этанол (60 : 40 %об.) или вода - изопропанол (60 : 40 % об.) соответственно изначально выбранному элюату.
ОН
ОН
Рис. 1. Структурная формула эпигаллокатехин-3-галлата (ЭГКГ)
Таблица 1. Характеристики сорбентов
Наименование сорбента Полярность Матрица Размер удельной поверхности, м2/г Размер ча-
стиц, мкм
Amberlite XAD 7 слабо-полярный акрилацетат 450 300-1200
Amberchrom CG 71 с слабо-полярный метакрилат 450-650 80-160
Diaion HP2MG слабо-полярный полиметакрилат 400 250-600
Amberlite XAD 761 (ран- полярный поликонденсат фенолформальде- 150-200 -
нее название Duolite) гида
Purolite MN 100 полярный полистирол 1000 300-1200
Purolite MN 200 полярный полистирол 1000 300-1200
Purolite A 860 - полистирол модифицированный дивинилбензолом - 300-1200
Amberlite XAD 1600 - полимер дивинилбензола 800 300
Amberlite XAD 1180 - полимер дивинилбензола 550 250-850
Рис. 2. Схема лабораторной установки периодической хроматографии 1 - сосуд с элюентом для ввода газообразного азота под давлением 0.3-0.5 бар, 2 - насос, 3 - термостат для подогрева элюента, 4 - сосуд для ввода экстракта зеленого чая в присутствии газообразного азота под давлением 0.3-0.5 бар, 5 - адсорбционная колонна с терморубашкой для обогрева, 6 - вентиль для сбора фракций, 7 - фракционный сборник
Количественный и качественный анализ отобранных при препаративной хроматографии водно-спиртовых фракций осуществляли на высокоэффективном жидкостном хроматографе (ВЭЖХ) Hewlett-Packard System 1100 с UV/VIS, оснащенном автосамплером, градиентным насосом, дегазатором и блоком для тер-мостатирования хроматографической колонки. Для определения количественного состава компонентов зеленого чая использовали колонку с обращенно-фазовым сорбентом Rocket Platinum с размером зерна сорбента 1.5 мкм и размером пор 100°A. В качестве подвижной фазы использовали раствор 0.05%об. трифто-руксусной кислоты в смеси вода-ацетонитрил (87 : 13 %об.). Время анализа с учетом стабилизации системы перед вводом следующего образца составляло 10 мин (табл. 2).
Качественная идентификация компонентов осуществлялась с помощью сравнения времени удерживания внешнего стандарта и компонента смеси. Количественный анализ фракций проводили методом внешних стандартов. Построение градуировочных зависимостей (площади хроматографического пика вещества от его концентрации) осуществляли с использованием стандартных образцов компонентов. Для определения количественного состава были построены калибровочные прямые для каждого компонента смеси в диапазоне концентраций 0.05-2.5 мг/5 мл. Используемые в анализе реагенты представлены в таблице 3.
Таким образом, качественный и количественный состав каждой фракции анализировался методом ВЭЖХ и на основании этих данных строился концентрационный профиль разделения многокомпонентной смеси методом препаративной хроматографии при различных экспериментальных условиях.
Таблица 2. Параметры аналитического метода ВЭЖХ
Наименование Характеристики
Прибор HPLC Hewlet-Packard System 1100 с UV/VIS
Колонка Rocket Platinum EPS 100°A C18, 1.5 мкм
Размер колонки 33 x 7 мм
Мобильная фаза 0.05%об. Трифторуксусная кислота в смеси вода-ацетонитрил (87 : 13 %об.)
Расход мобильной фазы 2.5 мл/минут
Детектор UV at 210 нм
Предел давления 250 бар
Температура 23 °C
Объем вводимой пробы 1.0 мкл
Реагент для промывки колонки Вода-ацетонитрил (40:60 % об.)
Таблица 3. Реагенты, используемые в ВЭЖХ
Компоненты Производитель
Вода деминерализованная вода, пропущенная через фильтр Millipore, Milli-Q-Gradient, соответствующая требованиям GMP и внутренним стандартам фармацевтической фирмы
Ацетонитрил LiChrosolv, Merk, Art. no. 1.00030
Трифторуксусная кислота Sigma, Art. no. T-6508
Галусовая кислота Fluka, Art. no. 48630
Катехин Sigma, Art, no. C-1788
Эпикатехингаллат Sigma, Art. no. E-3893
Эпикатехин Sigma, Art. no. E-4018
Эпигаллокатехин-3-галлат Sigma, Art. no. E-4143
Кофеин Fluka, Art. no. 27600
Галлокатехингаллат Sigma, Art. no. E-3768
Обсуждение результатов
В результате обработки многочисленных экспериментальных данных были получены концентрационные профили разделяемой смеси для различных типов сорбентов и различных элюентов в диапазоне температур 25, 40 и 60 °С. Эти концентрационные профили показывают распределение компонентов по фракциям в зависимости от времени удерживания на адсорбенте, что является основой для разработки технологии выделения целевого компонента ЭГКГ из многокомпонентной смеси. Критериями выбора оптимального процесса являлось четкое разделение на фракции, при этом целевая фракция должна была иметь концентрацию ЭГКГ более 90%мас. при максимальном его выходе. В результате проведенных хроматографи-ческих экспериментов можно все исследуемые сорбенты разделить на 3 группы.
Сорбенты Amberlite 1600, Amberlite 1180 на основе полимера дивинилбензола очень сильно адсорбируют кофеин и такие высокомолекулярные соединения, как теафлавинмоногаллат и дигаллат, теарубин и т.д. Все полифенолы, содержащиеся в экстракте зеленого чая, задерживаются данными типами сорбентов с одинаковой силой и разделение компонентов или фракционирование смеси невозможно на типах сорбентов на основе полимера дивинилбензола. На рисунке 3 представлен концентрационный профиль разделения экстракта зеленого чая на Amberlite 1600. Как следует из графика, время проскока кофеина, а также галю-совой кислоты, катехина, эпикатехина и галлокатехингаллата совпадает с ЭГКГ, поэтому невозможно на этих типах адсорбентов разделить компоненты зеленого чая на отдельные составляющие.
Вторую группу образуют полярные сорбенты на базе полистерола: Purolite MN100, Purolite MN200 и Purolite A860. Компоненты зеленого чая при их хроматографическом разделении на таком твердом носителе как Purolite MN100, Purolite MN200 имеют одинаковое время проскока и поэтому фракционирование невозможно (рис. 4). В другом случае целевой компонент ЭГКГ так сильно адсорбируется на Purolite А860, что даже повышение температуры до 40 °C не приводит к его десорбции. Таким образом, адсорбенты на базе полистерола Purolite MN100, Purolite MN200 и Purolite A860 не могут быть рекомендованы для разделения данной смеси.
Третью группу образуют сорбенты на базе акрилата: Amberlite XAD7 (рис. 5, рис. 6) Amberchrom CG 71 (рис. 7), Diaion HP2MG, которые слабо адсорбируют кофеин, галусовую кислоту (ГК), эпикатехин (ЭК). Галлокатехин (ГК) и эпигаллокатехингаллат (ЭГКГ) эффективно задерживаются сорбентом на основе акри-латов и легко десорбируются элюентом вода-этанол и вода-изопропанол при повышении температуры до
40 °С или 60 °С. Как видно на графиках (рис. 5-7), после элюирования около 2000-3500 мл отбирали фракции, обогащенные только целевым компонентом ЭГКГ (5000-6000 мл). Поэтому указанные типы сорбентов могут быть рекомендованы для использования в промышленном масштабе для выделения целевого компонента ЭГКГ из экстракта зеленого чая.
Рис. 3. Концентрационный профиль хроматографического разделения компонентов зеленого чая на Amberlite 1600 при 40 °C; элюент вода - этанол в соотношении 90 : 10%об.
Рис. 4. Концентрационный профиль хроматографического разделения компонентов зеленого чая на Purolite MN 200 при 40 °C; элюент вода - изопропанол в соотношении 90 : 10%об.
Рис. 5. Концентрационный профиль хроматографического разделения компонентов зеленого чая на Amberlite XAD 7 при 40 °C; элюент вода - изопропанол в соотношении 90 : 10%об.
Рис. 6. Концентрационный профиль хроматографического разделения компонентов зеленого чая на Amberlite XAD 7 при 40 °C; элюент вода - этанол в соотношении 90 : 10%об.
В таблице 4 представлено содержание целевого компонента ЭГКГ в экстракте зеленого чая (43%мас.), производимого в Китае фирмой «Guizhou Highyin Biological Products Co» и поступающего на установку препаративной хроматографии (табл. 4). Содержание ЭГКГ в элюате после разделения с использованием полярного сорбента Amberlite XAD 7 составляет 92.1%мас. и выходом 43%мас. (табл. 4).
Таким образом, для технологического разделения экстракта зеленого чая из девяти исследованных сорбентов были выбраны два: Amberlit XAD 7 и Amberchrom CG 71. Дальнейшие эксперименты осуществлялись при варьировании значений температур и концентраций элюирующих смесей: вода - изопропанол и вода - этанол с целью выбора оптимальных значений данных параметров.
Концентрация, мг/ 5 мл
í 1
П
Ii
/А / II
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Объём элюированной жидкости, мл Галусовая к-та Ш 1 Катехин Кофеин ^^ЭГКГ ш Эпикатехин # Галлокатехингаллат b 1 Ii-, 9 ООО 10000 Эпикатехингаллат
Рис. 7. Концентрационный профиль хроматографического разделения компонентов зеленого чая на ЛтЪегсЬгош Св-71 при 60 °С; элюент вода-этанол в соотношении 90 : 10%об.
Таблица 4. Концентрация разделяемых компонентов зеленого чая до и после разделения на АшЪегШе ХЛЭ 7 при 40 °С; элюент вода - изопропанол в соотношении 90 : 10%об.
Компонент Состав экстракта зеле- Содержание в целевом Содержание в целевом
ного чая*, мас. % элюате, мг/мл элюате, мас. %
Галусовая кислота (ГК) 0.09 0 0.0
Катехин (К) 0.49 21 3.0
Кофеин (Коф) 9.31 1 0.1
Эпигаллокатехин-3-галлат (ЭГКГ) 43.31 644 92.1
Эпикатехин (ЭК) 4.26 29 4.1
Галлокатехингаллат (ГК) 8.40 3 0.4
Эпикатехингаллат (ЭКГ) 18.63 1 0.1
Сумма** 699 100.0
*Средняя величина состава 7 экстрактов, установленных методом аналитической жидкостной хроматографии. **Неидентифицированные высокомолекулярные соединения в экстракте зеленого чая составляют 15.5%мас.
Выводы
1. Для промышленного производства целевого компонента эпигаллокатехин-3-галлата (ЭГКГ) рекомендованы два полярных сорбента на основе акрилатов, а именно Amberlite XAD 7 (американского производителя «Dow Chemical», ранее «Rohm and Haas») и Amberchrom CG 71 (японского производителя «Toso Haas»).
2. Методом препаративной хроматографии удалось выделить из смеси зеленого чая целевой компонент эпигаллокатехин-3-галлат (ЭГКГ) с концентрацией 92%мас. и выходом целевого продукта 43%мас. при использовании сорбента Amberlite XAD 7.
3. Наилучшее качество целевого продукта ЭГКГ (концентрация 97%мас. при выходе продукта 73%мас.) было достигнуто при разделении методом препаративной хроматографии экстракта зеленого чая на Amberchrom CG 71, так как данный вид адсорбента имеет большую поверхность (размер частиц 80160 мкм, удельная поверхность 450-650 м2/г) по сравнению с Amberlite XAD 7.
4. Для выделения ЭГКГ методом препаративной хроматографии могут быть равнозначно успешно использованы два элюента: вода-этанол и вода-изопропанол, оба в соотношении 90 : 10%об.
5. Установлено, что наиболее эффективное разделение исследуемой смеси достигается при повышении температуры в диапазоне от 40 до 60 °С, что приводит к увеличению выхода целевого компонента.
Список литературы
1. Scholz E., Bertram B. Camellia sinensis (L.) O. Kuntze. Der Teestrauch // Zeitschrift für Phytotherapie. 1995. Vol. 17. Рр. 235-250.
2. Saito S.T., Gosmann G., Pungartnik C., Brendel M. Grüntee-Extrakt-patente und Nutzungsvielfalt // Aktuelle Patente auf Lebensmittel, Ernährung & Landwirtschaft. 2009. Vol. 1. Рр. 203-215.
3. Tachibana H. Green tea polyphenol sensing // Proceedings of the Japan Academy. 2011. Vol. 8. N3. Pp. 66-80.
4. Chen D., Wan S.B. EGCG, green tea polyphenols and their synthetic analogs and prodrugs for human cancer prevention and treatment // Advances in clinical chemistry. 2011. Vol. 53. Pp. 155-177.
5. Khan N., Adhami V.M., Mukhtar H. Review: green tea polyphenols in chemoprevention of prostate cancer: preclinical and clinical studies // Nutrition and Cancer. 2009. Vol. 61. N6. Pp. 836-841. DOI: 10.1080/01635580903285056.
6. Tachibana H., Koga K., Fujimura Y., Yamada K. A receptor for green tea polyphenol EGCG // Nature Structural & Molecular Biology. 2004. Pp. 380-381. DOI: 10.1038/nsmb743.
7. Xu H., Becker C.M. Green tea epigallocatechin-3-gallate inhibits angiogenesis and suppresses vascular endothelial growth factor C/vascular endothelial growth factor receptor 2 expression and signaling in experimental endometriosis in vivo // Fertility and Sterility. 2011. Vol. 96. N4. Pp. 1021-1028. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.07.008.
8. Nihal M., Roelke C.T., Wood G.S. Anti-melanoma effects of vorinostat in combination with polyphenolic antioxi-dant-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) // Pharmaceutical Research. 2010. Vol. 27(6). Pp. 1103-1114.
9. Xiao X., Yang Z.Q., Shi L.Q., Liu J., Chen W. Antiviral effect of epigallocatechin gallate (EGCG) on influenza A virus // Zhongguo Zhong yao za zhi = Zhongguo zhongyao zazhi = China journal of Chinese materia medica. 2008. Vol. 33. Pp. 2678-2682.
10. Aktas O., Prozorovski T., Smorodchenko A., Savaskan N.E., Lauster R., Kloetzel P.M., Infante-Duarte C., Brocke S., Zipp F. Green tea epigallocatechin-3-gallate mediates T cellular NF-kappa B inhibition and exerts neuroprotection in autoimmune encephalomyelitis // Journal of Immunology. 2004. Vol. 173(9). Pp. 5794-5800.
11. Lee K.W., Lee H.J. The roles of polyphenols in cancer chemoprevention // BioFactors. 2006. Vol. 26. N2. Pp. 105-121.
12. Widlansky M.E., Hamburg N.M. Acute EGCG supplementation reverses endothelial dysfunction in patients with coronary artery disease // Journal of the American College of Nutrition. 2007. Vol. 26. N2. Pp. 95-102.
13. ZhuB.H., Zhan W.H., Li Z.R., Wang Z., He Y.L., Peng J.S., Cai S.R., Ma J.P., Zhang C.H. Epigallocatechin-3-gallate inhibits growth of gastric cancer by reducing VEGF production and angiogenesis // World journal of gastroenterology. 2007. Vol. 13. N8. Pp. 1162-1169.
14. Steinmann J., Buer J., Pietschmann T., Steinmann E. Anti-infective properties of epigallocatechin-3-gallate (EGCG), a component of green tea // British Journal ofPharmacology. 2013. Vol. 168. Pp. 1059-1073. DOI: 10.1111/bph.12009.
15. Russel M., Lilley T.H., Bailey N.A., Falshaw C.P., Haslam E., Magnotalo D., Begley M.J. Polyphenol - Caffeine Complexation // Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. 1986. Pp. 105-106.
16. Min Z., Peigen X. Quantitative analysis of the active constituents in green tea // Phytotherapy Research. 1991. Vol. 5. P. 239.
17. Saijo R. Isolation and chemical structures of two new catechins from fresh tea leaf // Agricultural and Biological Chemistry. 1982. Vol. 46. Pp. 1969-1970.
18. Datenblatt. Epigallocatechin gallate bei Sigma-Aldrich. 2017. Vol. 27.
19. Бидлингмейер Б., Фрайд Б., Хегнауер Г. и др. Препаративная жидкостная хроматография. М.: Мир, 1990. 358 с.
20. Яшин Я.И., Яшин А.Я. Высокоэффективная жидкостная хроматография. Состояние и перспективы // Российский химический журнал. 2003. Т. 47. №1. С. 64-79.
21. Мюльхи Е.П., Андрюхова М.В. Способ выделения активного компонент аэпигаллокатехин-3-галлата из зеленого чая с помощью полярного адсорбента // IV национальная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы науки и практики в различных отраслях народного хозяйства». Пенза, 2021. С. 39-42.
22. Zuo Y., Chen H., Deng Y. Simultaneous determination of catechins, caffeine and gallic acids in green, Oolong, black and puerh teas using HPLC with a photodiode array detector // Talanta. 2002. Vol. 57. N2. Pp. 307-316.
23. Лисичкин Г.В., Сердан А.А., Кудрявцев Г.В., Староверов С.М., Юффа А.Я. Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии. М., 1986. 248 с.
24. Дробь А.А., Васияров Г.Г., Титова Е.В., Староверов С.М., Якуба Ю.Ф., Гугучкина Т.И. Оптимизация методов ВЭЖХ контроля антоцианового состава вин и виноматериалов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2019. Т. 19. №2. С. 179-186. DOI: 10.17308/sorpchrom.2019.19/736.
25. А.с. 1429016 (СССР). Сорбент для жидкостной хроматографии / С.М. Староверов, В.В. Кротов, П.Н. Несте-ренко, Г.В. Лисичкин. - 27.02.1987.
26. Patent 1077211 A3 (EP). Process for the production of epigallocatechin gallate / D. Burdick, H. Egger, A. Gum, I. Koschinski, E. Muelchi, I. Prevot-Halter. - 28.03.2001.
27. Patent 0083270 A1 (US). Process for the production of epigallocatechin gallate / D. Burdick, H. Egger, A. Gum, I. Koschinski, E. Muelchi, I. Prevot-Halter. - 01.05.2003.
28. Patent 097968 A (JA). Method for the production of epigallocatechin gallate / D. Burdick, H. Egger, A. Gum, I. Koschinski, E. Muelchi, I. Prevot-Halter. - 10.04.2001.
29. Wang R., Zhou W., Jiang X. Reaction kinetics of degradation and epimerization of epigallocatechin gallate (EGCG) in aqueous system over a wide temperature range // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2008. Vol. 56. Pp. 2694-2701. DOI: 10.1021/jf0730338.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ
335
30. Рудаков О.Б., Седишев И.П. Обобщенный критерий полярности растворителей как средство управления хро-матографическим процессом // Известия РАН. Серия химическая. 2003. Вып. 1. С. 52-59.
Поступила в редакцию 5 мая 2021 г. После переработки 18 июня 2021 г. Принята к публикации 30 июня 2021 г.
Для цитирования: Мюльхи Е.П., Андрюхова М.В. Разработка технологии хроматографического разделения компонентов зеленого чая в периодическом оформлении процесса // Химия растительного сырья. 2021. №4. С. 327-336. БО!: 10.14258/]сргш.2021049550.
Muelchi E.P.,1 Andryukhova M. V.2* DEVELOPMENT OF THE TECHNOLOGY FOR THE SEPARATION OF THE COMPONENTS FROM GREEN TEA USING THE PREPARATIVE LIQUID CHROMATOGRAPHY BY DESIGN OF PERIODICAL PROCESS
1 SwissCo Services AG, Buchweg, 9, Reinach, 4153 (Switzerland)
2 Altai State Technical University named after I.I. Polzunova, pr. Lenina, 46, Barnaul, 656038 (Russia),
e-mail: andryukhova@mail.ru
Leaves of the green tea plant camellis sinensis contain up to 36 % polyphenols. Epigallocatechin gallate (EGCG) is the most interesting polyphenols because it exhibits a strong antioxidant effect. Furthermore, it has been demonstrated that EGCG has an antimutagenic and an anticancer effects, an antibacterial effect and a beneficial effect on cholesterol level in blood. Therefore, is needed to isolate EGCG in a pure form in high yield by simple and commercial process. This method for isolation of EGCG contents the following steps: a) selection of macroporous polar resin for the preparative liquid chromatography; b) selection of polar elution solvent; c) determination the temperature and pressure for adsorbtion and desorbtion of the polyphenols of the green tea. Therefore, it was searched the interconnection between yield of EGCG and the range of temperature and amount of eluent. Finally, the process for the separation of Epigallocatechin gallate from green tea extract was developed in the laboratory and EGCG was isolated with the concentration 92% by the yield 43%. Accordingly, the technology of EGCG production based on the preparative liquid chromatography was launched and introduced on the market.
Keywords: green tea, polyphenols, Epigallocatechin gallate (EGCG), the preparative liquid chromatography, polar elu-tion solvent, microporous polar resin.
* Corresponding author.
336
E.n. MronbXH, M.B. AHflProXOBÄ
Referenses
1. Scholz E., Bertram B. Zeitschrift für Phytotherapie, 1995, vol. 17, pp. 235-250.
2. Saito S.T., Gosmann G., Pungartnik C., Brendel M. Aktuelle Patente auf Lebensmittel, Ernährung & Landwirtschaft, 2009, vol. 1, pp. 203-215.
3. Tachibana H. Proceedings of the Japan Academy, 2011, vol. 8, no. 3, pp. 66-80.
4. Chen D., Wan S.B. Advances in clinical chemistry, 2011, vol. 53, pp. 155-177.
5. Khan N., Adhami V.M., Mukhtar H. Nutrition and Cancer, 2009, vol. 61, no. 6, pp. 836-841. DOI: 10.1080/01635580903285056.
6. Tachibana H., Koga K., Fujimura Y., Yamada K. Nature Structural & Molecular Biology, 2004, pp. 380-381. DOI: 10.1038/nsmb743.
7. Xu H., Becker C.M. Fertility and Sterility, 2011, vol. 96, no. 4, pp. 1021-1028. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.07.008.
8. Nihal M., Roelke C.T., Wood G.S. Pharmaceutical Research, 2010, vol. 27(6), pp. 1103-1114.
9. Xiao X., Yang Z.Q., Shi L.Q., Liu J., Chen W. Zhongguo Zhongyao za zhi = Zhongguo zhongyao zazhi = China journal of Chinese materia medica, 2008, vol. 33, pp. 2678-2682.
10. Aktas O., Prozorovski T., Smorodchenko A., Savaskan N.E., Lauster R., Kloetzel P.M., Infante-Duarte C., Brocke S., Zipp F. Journal of Immunology, 2004, vol. 173(9), pp. 5794-5800.
11. Lee K.W., Lee H.J. BioFactors, 2006, vol. 26, no. 2, pp. 105-121.
12. Widlansky M.E., Hamburg N.M. Journal of the American College of Nutrition, 2007, vol. 26, no. 2, pp. 95-102.
13. Zhu B.H., Zhan W.H., Li Z.R., Wang Z., He Y.L., Peng J.S., Cai S.R., Ma J.P., Zhang C.H. World journal of gastroenterology, 2007, vol. 13, no. 8, pp. 1162-1169.
14. Steinmann J., Buer J., Pietschmann T., Steinmann E. British Journal of Pharmacology, 2013, vol. 168, pp. 1059-1073. DOI: 10.1111/bph.12009.
15. Russel M., Lilley T.H., Bailey N.A., Falshaw C.P., Haslam E., Magnotalo D., Begley M.J. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 1986, pp. 105-106.
16. Min Z., Peigen X. Phytotherapy Research, 1991, vol. 5, p. 239.
17. Saijo R. Agricultural and Biological Chemistry, 1982, vol. 46, pp. 1969-1970.
18. Datenblatt. Epigallocatechin gallate bei Sigma-Aldrich. 2017, vol. 27.
19. Bidlingmeyyer B., Frayd B., Khegnauyer G. i dr. Preparativnaya zhidkostnaya khromatografiya. [Preparative liquid chromatography]. Moscow, 1990, 358 p. (in Russ.).
20. Yashin Ya.I., Yashin A.Ya. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal, 2003, vol. 47, no. 1, pp. 64-79. (in Russ.).
21. Myul'khi Ye.P., Andryukhova M.V. IVnatsional'naya nauchno-prakticheskaya konferentsiya «Aktual'nyye problemy nauki i praktiki v razlichnykh otraslyakh narodnogo khozyaystva». [IV national scientific and practical conference "Actual problems of science and practice in various sectors of the national economy"]. Penza, 2021, pp. 39-42. (in Russ.).
22. Zuo Y., Chen H., Deng Y. Talanta, 2002, vol. 57, no. 2, pp. 307-316.
23. Lisichkin G.V., Serdan A.A., Kudryavtsev G.V., Staroverov S.M., Yuffa A.Ya. Modifitsirovannyye kremnezemy v sorbtsii, katalize i khromatografii. [Modified silicas in sorption, catalysis, and chromatography]. Moscow, 1986, 248 p. (in Russ.).
24. Drob' A.A., Vasiyarov G.G., Titova Ye.V., Staroverov S.M., Yakuba Yu.F., Guguchkina T.I. Sorbtsionnyye i khroma-tograficheskiyeprotsessy, 2019, vol. 19, no. 2, pp. 179-186. DOI: 10.17308/sorpchrom.2019.19/736. (in Russ.).
25. Patent 1429016 (USSR). 27.02.1987. (in Russ.).
26. Patent 1077211 A3 (EP). 28.03.2001.
27. Patent 0083270 A1 (US). 01.05.2003.
28. Patent 097968 A (JA). 10.04.2001.
29. Wang R., Zhou W., Jiang X. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, vol. 56, pp. 2694-2701. DOI: 10.1021/jf0730338.
30. Rudakov O.B., Sedishev I.P. Izvestiya RAN. Seriya khimicheskaya, 2003, vol. 1, pp. 52-59. (in Russ.).
Received May 5, 2021 Revised June 18, 2021 Accepted June 30, 2021
For citing: Muelchi E.P., Andryukhova M.V. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2021, no. 4, pp. 327-336. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2021049550.
