CC BY
520
ФАРМАЦИЯ
УДК 615.451.16:1615.322:582.689.2]
ТЕХНОЛОГИЯ ГУСТОГО ЭКСТРАКТА ИЗ ТРАВЫ ПЕРВОЦВЕТА ВЕСЕННЕГО
Г.М. ЛАТЫПОВА1 Р.Я. ДАВЛЕТШИНА1 В.Н. БУБЕНЧИКОВА2 З.Р. РОМАНОВА1
'Башкирский государственный медицинский университет
2)Курский государственный медицинский университет
e-mail: [email protected]
Разработана технология получения густого экстракта из травы первоцвета весеннего. Изучены технологические свойства сырья. Подобран метод экстрагирования. Разработана технологическая схема получения густого экстракта первоцвета весеннего.
Ключевые слова: трава первоцвета весеннего, густой экстракт, методы экстрагирования, технологическая схема получения.
Поиск новых лекарственных растений и разработка препаратов из растительного сырья приобретает в последние годы все большую актуальность. Такое внимание к названным препаратам обусловлено возможностью их длительного применения, комплексным воздействием на организм и отсутствием побочных эффектов. Сегодня в мире известно более 20 тысяч видов лекарственных растений, из них более 10% произрастает на территории Российской Федерации [1]. Изучение возможности применения отечественных лекарственных растений представляет интерес и является актуальным. Нами был изучен первоцвет весенний (Primula veris L.). Установлено, что данное растение имеет большой комплекс биологически активных веществ (БАВ) - флавоноидов, органических кислот, углеводов, тритерпеновых сапонинов, дубильных веществ [4]. Известно, что флавоноиды обладают антиоксидантной, мембраностабилизирующей, противоаллергической, противодиабетической, спазмолитической активностью, оказывают
гипохолестеринемическое, гипотензивное действие, расширяют коронарные сосуды, а также нормализуют нарушенный обмен веществ [2]. Проведенные нами предварительные фармакологические исследования показали, что фитопрепарат из травы первоцвета весеннего обладает антиоксидантным, антигипоксантным, капилляроукрепляющим действиями [4, 5].
Целью наших исследований был подбор оптимальных условий, режимов экстрагирования и разработка технологии густого экстракта травы первоцвета весеннего (ГЭТПВ). Вид экстракта был выбран как наиболее рациональный, обеспечивающий максимальный выход полифенольных соединений.
Материалы и методы. Объектом наших исследований явилась надземная часть первоцвета весеннего. Для разработки оптимальной технологии получения густого экстракта были изучены технологические свойства лекарственного растительного сырья, подобран экстрагент, метод и условия проведения процесса экстракции. Для определения выхода суммы флавоноидов из изучаемого сырья использовали метод спектрофотометрии.
Результаты и их обсуждение. Экстрагирование высушенного и измельченного сырья, имеющего клеточную структуру, является сложным физико-химическим процессом (диффузией). Эффективность процесса экстрагирования как диффузионного процесса зависит от многих факторов, которые учитываются при выборе условий экстракции. Нами были изучены факторы, определяющие выход суммы флавоноидов: тип экстрагента, степень измельчения сырья, соотношение сырье - экстрагент. При выборе экстрагента использовали спирт этиловый различной концентрации. Выбор оптимальных параметров экстрагирования сырья контролировали по содержанию суммы экстрактивных веществ (по методике ГФ X) и суммы флавоноидов в пересчете на рутин по разработанной нами методике для листьев первоцвета весеннего [3]. Результаты исследований выбора оптимального экстрагента представлены в табл. 1
Таблица 1
Влияние экстрагента на выход экстрактивых веществ и суммы флавоноидов
из травы первоцвета весеннего
Экстрагент Выход экстрактивных веществ, % Выход суммы флавоноидов в пересчете на рутин, %
40% спирт этиловый 36,71 ± 1,10 3,86 ± 0,14
70% спирт этиловый 44,93 ± 0,91 4,12 ± 0,18
96% спирт этиловый 35,26 ± 0,98 2,44 ± 0,09
Наибольшее количество эктрактивных веществ и суммы флавоноидов извлекается 70% спиртом этиловым. Учитывая максимальный выход экстрактивных веществ из травы первоцвета весеннего, качественный состав полученных фракций, количественное содержание суммы флавоноидов, в качестве оптимального экстрагента для получения ГЭТПВ нами выбран 70% спирт этиловый.
Важным фактором, влияющим на процесс экстрагирования являются размер и характер измельчения лекарственного растительного сырья. Для выбора оптимальной степени измельчения сырья исследовали выход биологически активных веществ из сырья разной степени измельчения. Результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2
Влияние степени измельчения сырья на выход экстрактивных веществ и суммы флавоноидов из травы первоцвета весеннего
Степень измельчения, мм Выход экстрактивных веществ, % Выход суммы флавоноидов в пересчете на рутин, %
0,5 31,52 ± 1,12 3,76 ± 0,12
1,0 44,75 ± 1,16 4,25 ± 0,14
2,0 40,12 ± 1,34 3,51 ± 0,08
3,0 38,78 ± 0,98 3,07 ± 0,11
Оптимальная степень измельчения, при которой достигается максимальное извлечение экстрактивных веществ и суммы флавоноидов - 1 мм.
Влияние на выход БАВ оказывает также соотношение сырье - экстрагент. Количество экстрагента определяет полноту извлечения биологически-активных веществ из сырья. Изучались различные соотношения сырье-экстрагент. Результаты исследований представлены в табл. 3
Установлено, что максимальное извлечение суммы флавоноидов из травы первоцвета весеннего происходит при соотношении сырье-экстрагент 1:10. Дальнейшее увеличение объема экстрагента нецелесообразно, т. к. содержание действующих веществ уменьшается.
Важными факторами, влияющими на эффективность и полноту извлечения БАВ из лекарственного растительного сырья, являются его технологические свойства: насыпная масса, сыпучесть, степень набухания, коэффициент поглощения экстрагента.
Нами изучались перечисленные показатели для определения оптимальных условий экстрагирования травы первоцвета весеннего.
Таблица 3
Влияние соотношения сырье — экстрагент на выход суммы флавоноидов
из травы первоцвета весеннего
Соотношение Выход суммы флавоноидов
сырье-экстрагент в пересчете на рутин, %
1:3 3,15 ± 0,06
1:5 4,09 ± 0,11
1:10 4,21 ± 0,09
1:15 4, 17 ± 0,14
1:20 4,15 ± 0,08
Насыпная масса (Нд) - это объемная характеристика сырья, а, именно, масса единицы объема свободно насыпанного измельченного растительного сырья. Она необходима для выбора размера экстрактора. Насыпную массу определяли отношением массы растительного сырья к его объему.
Способность растительного сырья свободно высыпаться называется сыпучестью. Этот показатель используется при выборе загружающих и дозирующих устройств. Один из методов определения сыпучести основан на измерении угла естественного откоса (ф). Угол естественного откоса определяли, насыпая измельченный материал в виде конуса на ровную поверхность и измеряя угол откоса при помощи визирной линейки или транспортира. Чем меньше угол, тем лучше сыпучесть материала.
Для расчета необходимого количества экстрагента и выбора коэффициента заполнения экстрактора следует учитывать количество жидкой фазы, остающееся в растительном материале за счет его набухания, и увеличение объема набухшего сырья. Мы определяли степень набухания и коэффициент поглощения сырья. В качестве экстрагента использовали воду очищенную и 70% спирт этиловый.
Результаты определения технологических свойств травы первоцвета весеннего представлены в табл. 4.
Таблица 4
Технологические свойства травы первоцвета весеннего
Показатель Значение
Насыпная масса (Нд), г/см3 0,208
Угол естественного откоса (ф),° 20
Степень набухания в воде 2,446
Степень набухания в 70% спирт этиловом 0,443
Коэффициент поглощения воды 3,447
Коэффициент поглощения в 70% спирте этиловом 1,443
При выборе метода экстрагирования одним из основных показателей является максимальное извлечение БАВ из растительного сырья. В ходе нашей работы были использованы следующие методы экстрагирования: бисмацерация, перколяция и реперколяция [1]. Бисмацерация или неоднократное настаивание сырья широко применяется в фармацевтической практике. Ее по характеру протекания можно отнести к статическим прямоточным периодическим процессам, когда свежий экстрагент подается на постепенно истощаемое сырье, процесс протекает ступенчато. Процессы перколяции и реперколяции относятся к динамическим способам экстракции, которая предусматривает движение экстрагента относительно сырья, при котором происходит удаление проэкстрагированных веществ из зоны экстрагирования или перенос в следующие слои материала.
В соответствии с результатами предыдущих исследований в качестве экстрагента использовали 70% спирт этиловый. Извлечения готовили в соотношении
1:10. Степень измельчения сырья - 1 мм. При методе бисмацерации рассчитанное количество экстрагента делили на две равные порции. Измельченное лекарственное сырье заливали первой порцией экстрагента и оставляли для настаивания на трое суток. Извлечение сливали, сырье отжимали и заливали второй порцией экстрагента и настаивали в течение 24 часов. Обе вытяжки объединяли.
Метод перколяции включал стадии набухания в течение 1 часа, мацерационной паузы - 24 часа и собственно перколяции. Скорость перколяции рассчитывалась, исходя из рабочего объема перколятора, и составляла 15 капель в минуту.
Для проведения реперколяции лекарственное растительное сырье делили на 3 равные части, которые загружались в три перколятора.
Сырье в каждом последующем перколяторе экстрагировали извлечением, полученным из предыдущего перколятора. Готовый продукт получали из последнего перколятора. Извлечения, полученные всеми описанными методами, очищали от балластных веществ отстаиванием при температуре 8°С в течение трех суток с последующим фильтрованием через бумажные фильтры для отделения хлорофилла и смолистых веществ. Очищенное спиртовое извлечение упаривали под вакуумом для отгонки экстрагента на роторном испарителе модели «ИР-1М» для получения ГЭТПВ с влажностью не более 25%.
Эффективность методов экстрагирования определяли по выходу флавоноидов. Количественное содержание флавоноидов проводили спектрофотометрическим методом в пересчете на рутин [4], результаты представлены в табл.5.
Таблица 5
Количественное содержание флавоноидов в густом экстракте травы первоцвета весеннего
№ п/п Метод экстрагирования Содержание флавоноидов,%
1 Бисмацерация 7,00 ± 0,051
2 Перколяция 7,68 ± 0,050
3 Реперколяция 6,47 ± 0,052
В результате сравнительных исследований установлено, что оптимальным методом экстрагирования травы первоцвета является перколяция.
В дальнейшем полученное извлечение очищали от балластных веществ отстаиванием при температуре 10°С не менее трех суток с последующим фильтрованием и сгущали под вакуумом при температуре 60-80° С до консистенции густого экстракта. Процесс получения ГЭТПВ подробно представлен на технологической схеме (рисунок).
Полученный экстракт представляет собой густую вязкую массу темно-зеленого цвета с приятным специфическим запахом, горьковатого вкуса. Густой экстракт хорошо растворим в воде, спирте этиловом, не растворим в эфире, хлороформе, бутаноле, этилацетате.
Выводы. Проведенные исследования позволили определить оптимальные значения параметров, влияющих на процесс экстрагирования биологически активных веществ из травы первоцвета весеннего. Среди них измельченность сырья, экстрагент, соотношение сырья и экстрагента, технологические свойства лекарственного растительного сырья.
На основании изучения свойств сырья и процесса экстрагирования метод перколяции был выбран как наиболее оптимальный для экстрагирования травы первоцвета весеннего.
Таким образом, нами был разработан способ и технологическая схема получения ГЭТПВ в лабораторных условиях.
Рис. Схема основных стадий получения ГЭТПВ Литература
1. Александрова, А.Е. Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация / А.Е. Александрова, А.П. Арзамасцев, В.Л. Багирова и др. - Санкт-Петербург, СпецЛит, 2001. -223 с.
2. Крикова, А.В. Биологическая активность растительных источников флавоноидов /
A.В. Крикова, Н.С. Ляхова, В.С. Давыдов // Фармация. - 2006. - №3. - С.36-37.
3. Латыпова, Г.М. Исследование состава фенольных соединений первоцвета весеннего, произрастающего во флоре Башкортостана / Г.М.Латыпова, З.Р.Романова, В.Н. Бубенчикова,
B.А. Катаев, Л.Т.Гильмутдинова, Г.В. Соколов // Башкирский химический журнал. - Т. 14, № 5. - 2007. - С.34-36.
4. Пат. 2342942 Российская Федерация, МПК51 А61К 36/185, А61Р 39/06. Средство растительного происхождения, обладающее антиоксидантной активностью / Латыпова Г.М., Романова З.Р., Соколов Г.В. и др.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО БГМУ Росздрава. -№ 2007144096/15; заявл. 16.11.07; опубл. 10.01.09, Бюл. № 1. - 8 с. с ил.
5. Романова, З.Р. Фармакогностическое исследование первоцвета весеннего и первоцвета крупночашечного: автореф. дис. ... канд.фарм.наук:(14.00.02) / З.Р. Романова; Башкирский гос. Медицинский ун-т. - Курск, 2011. - 22 с.
TECHNOLOGY FOR OBTAINING DENSE EXTRACT FROM THE HERBACEOUS PART OF PRIMULA OFFICINALIS
G.M. LATYPOVA 1 R.Ya. DAVLETSHINA 1 V. N. BUBENCHIKOVA 2 Z.R. ROMANOVA 1
1) Bashkir State Medical University, Ufa.
The technology for obtaining a dense extract from the herbaceous part of Primula officinalis has been developed. Technological properties of the raw material have been studied. A method for extraction has been selected. Technological scheme for obtaining dense extract of from Primula officinalis has been developed.
Key words: primula officinalis herb, dense extract, methods of
2) Kursk State Medical University extraction, technological scheme of extraction.
e-mail: [email protected]
