СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ ИЗ ЭКСТРАКТОВ GINKGO BILOBA И ЭКСТРАКТЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ УПОМЯНУТЫМ СПОСОБОМ
METHOD OF REMOVING PESTICIDES FROM GINKGO BILOBA EXTRACTS AND EXTRACTS OBTAINED USING SAID METHOD

Данное изобретение относится к способу удаления пестицидов из экстрактов Ginkgo biloba и экстрактам, получаемым упомянутым способом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Лиственные экстракты Ginkgo biloba давно используют в китайской традиционной медицине и во многих западных странах благодаря различным фармакологическим свойствам компонентов упомянутых экстрактов (сосудорасширяющие, иммуностимулирующие, антиоксидантные и антиагрегационные свойства).
Способы приготовления лиственных экстрактов Ginkgo biloba раскрыты в US 5700468, EP 360556, EP 431535 и JP 09110713.
Пестициды, такие как органические фосфаты, токсичность которых хорошо документирована, использовали или используют при выращивании растений, из которых получают упомянутые экстракты. Хотя многие законодательства по здравоохранению и сельскому хозяйству запретили или ограничили применение таких пестицидов, не всегда легко установить источник растительного материала, и даже в странах, где применение пестицидов контролируется, невозможно исключить запрещенное или незаконное применение веществ с пестицидным действием, присутствие которых в фармацевтическом или пищевом стандартном экстракте совершенно нежелательно. Особенно коварная проблема состоит в возможном перекрестном загрязнении пестицидами близко расположенных сельскохозяйственных культур.
Проблема загрязнения в целом обсуждена в публикации Journal of AOAC International, Vol. 88(3), 2005, 729-735, которая также описывает метод для определения содержания фосфаторганических пестицидов в листьях Ginkgo газовой хроматографией.
В патенте США 5660832 описан способ очистки растительных экстрактов пестицидов, включающий экстракцию полярным растворителем при определенном рН с последующей абсорбцией и деабсорбцией на полимерах. В случае листьев Ginkgo biloba, экстракция проведена смесью этанола и воды.
Пестициды представляют собой не только нежелательные загрязнители в экстрактах Ginkgo biloba: например, ЕР 1968625 описывает многостадийный способ приготовления экстракта Ginkgo biloba c низким содержанием 4'-O-метилпиридоксина, также известного как токсин гинкго, и/или бифлавонов. В данном случае, однако, нежелательные компоненты естественным образом присутствуют в растении.
Наконец, ЕР 1868626 раскрывает способ приготовления экстрактов Ginkgo biloba, имеющих низкое содержание полициклических ароматических углеводородов, полученных от применения ископаемых топлив вблизи культур гинкго. Описанный способ является очень сложным, включает одиннадцать стадий, периоды длительного приготовления и применение дорогих реагентов, таких как полиамиды, или токсичных реагентов, таких как соли свинца.
Практически все известные методы включают одну или несколько стадий удаления липофильных компонентов экстракта гинкго (в особенности, бифлавонов и гинкголов). Упомянутая экстракция также уменьшает присутствие содержания любого липофильного пестицида, хотя пестициды с более высокой полярностью остаются в экстракте, так как их поведение более похоже на поведение гидрофильных компонентов (таких как флавоновые гликозиды и терпены).
Следовательно, имеется потребность в подходящем способе очистки, который снижает или удаляет пестициды или другие загрязнители из лиственных экстрактов Ginkgo biloba, чтобы удовлетворять пределам, установленным законодательством, особенно в США, контролирующим остаточное содержание любого типа пестицида в продуктах растительного происхождения для фармацевтического, пищевого или косметического применения.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Теперь установлено, что пестицидное содержание экстрактов Ginkgo biloba может быть снижено способом, включающим:
а) жидкостно-жидкостную экстракцию с получением фракции средней полярности, содержащей терпены гинкго и пестициды, не удаляемые гексаном, и фракцию высокой полярности, содержащую флавоновые гликозиды гинкго;
b) кристаллизацию из фракции средней полярности, полученной на стадии а), с образованием промежуточного продукта с содержанием гинкголида не менее 50%;
с) кристаллизацию из остаточного раствора, полученного на стадии b), с образованием промежуточного продукта с содержанием билобалида не менее 50%;
d) смешивание фракции высокой полярности, полученной на стадии а), с промежуточным продуктом терпенов гинкго и промежуточным продуктом билобалида, полученными на стадиях b) и с).
Способ по изобретению, кроме удаления или существенным образом снижения остаточного содержания пестицида, также допускает содержание терпенов гинкго и их относительное соотношение будет контролироваться.
Изобретение поэтому также относится к экстрактам, получаемым от способа, описанного выше, с заданным соотношением терпенов гинкго.
2
8
Согласно изобретению стадия а) дает одну фракцию, обогащенную терпенами гинкго, и фракцию, обогащенную флавоновыми гликозидами гинкго, экстракцией растворителем, не смешивающимся с водой, выбираемым из сложных эфиров, хлорированных углеводородов, смесей углеводородов и спиртов, кетонов и смесей кетонов и спиртов, предпочтительно С-С сложных эфиров, таких как этилацетат и трет-бутилацетат или смесь толуол-бутанол.
1
5
1
3
Терпены гинкго кристаллизованы в смесях воды и С-Сспиртов, тогда как кристаллизация из обогащенной терпенами фракции, полученной на стадии с), проведена в воде или в смеси воды и С-С спиртов. Способ согласно изобретению удаляет пестициды средней полярности, которые не удалены с гинкголами.
Изобретение проиллюстрировано подробнее в примерах ниже.
Пример 1: Очистка экстракта, полученного по примеру I патента США 5700468 и EP 0 360 556 (Indena)
1) 100 кг измельченных листьев экстрагируют 4 раза с помощью 400 л 60% (мас./мас.) ацетона при температуре приблизительно 50°С.
2) Объединенные фильтраты экстрагируют в противотоке с помощью 500 л гексана.
3) Обезжиренный раствор концентрируют в вакууме до объема 200 л, оставляют в продолжение ночи при 2°С и затем центрифугируют, чтобы отделить фракцию бифлавона.
4) Водный раствор экстрагируют в противотоке с помощью 400 л 8/2 об./об. смеси н-бутанол/толуол.
5) Органический раствор концентрируют в вакууме до маленького объема, с дополнением водой. Концентрат поглощают водой для получения раствора с приблизительно 30% сухого остатка.
6) Раствор экстрагируют в противотоке с помощью приблизительно 65 л этилацетата. Водную фазу концентрируют до сиропо-подобной консистенции и сушат в вакууме, чтобы получить промежуточный продукт, обогащенный флавоновыми гликозидами гинкго и лишенный терпенов (1,95 кг).
7) Этилацетатную фазу концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и остаток поглощают с помощью 3 л 75% водного этанола.
8) Раствор экстрагируют в противотоке с помощью 20 л гексана, удаляя объединенные органические фазы.
9) Водно-спиртовый раствор концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и добавляют 0,9 л 50% водного этанола.
Полученный раствор нагревают при кипении с обратным холодильником при перемешивании, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 4 суток.
10) Раствор затем фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 50% EtOH и сушат в вакууме с получением 95 г очищенных гинкголидов.
11) Маточник концентрируют в вакууме для удаления этанола, и остаток затем поглощают с помощью 1,9 л воды и нагревают до 90°С при перемешивании в течение 30 минут. Водный раствор отделяют, и остаток поглощают еще 3 раза с помощью 1,9 л воды при 90°С, причем водный раствор каждый раз регенерируется.
12) Водные растворы объединяют и экстрагируют в противотоке с помощью 14 л гексана.
13) Водный раствор концентрируют до объема 0,3 л, затем добавляют 0,1 л 95° EtOH, и раствор нагревают до 50°С при перемешивании, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 3 суток.
14) Раствор фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 20% EtOH и сушат в вакууме с получением 103 г очищенного билобалида.
15) Продукты, полученные в пунктах 6, 10 и 14, смешивают с получением 2,15 кг экстракта Ginkgo biloba со следующими характеристиками: флавоновые гликозиды гинкго 26,0%; билобалид 3,2%; гинкголиды 3,5%; гинкголовые кислоты <5,0 ч/млн; каждый пестицид <10 ч/млрд.
Пример 2: Очистка экстракта, полученного по примеру II патента США 5700468 и EP 0 360 556 (Indena)
1) 100 кг измельченных листьев экстрагируют 4 раза с помощью 400 л 50% (мас./мас.) метанола при температуре приблизительно 35°С.
2) Объединенные фильтраты концентрируют до 100 л в вакууме при 40°С, концентрат поглощают с помощью 100 л метанола и полученную суспензию фильтруют.
3) Фильтрованный раствор экстрагируют 3 раза с помощью 100 л 9:2 смеси толуол/н-бутанол.
4) Объединенные органические фазы промывают встречным образом с помощью 50 л 50% метанола.
5) Водно-метанольные растворы концентрируют в вакууме до водного раствора и после фильтрования экстрагируют с помощью 8:2 смеси н-бутанол/толуол.
6) Органический слой промывают встречным образом водой и концентрируют в вакууме до маленького объема, с дополнением водой. Раствор поглощают водой для получения раствора с 20% сухого остатка.
7) Полученный раствор экстрагируют в противотоке с помощью 90 л 1:1 смеси н-бутанол/толуол. Водную фазу концентрируют до сиропо-подобной консистенции и сушат в вакууме, чтобы получить промежуточный продукт, обогащенный флавоновыми гликозидами гинкго и лишенный терпенов (2,05 кг).
8) Смесь н-бутанол/толуол концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и остаток поглощают с помощью 3,5 л 60% водного этанола.
9) Полученный раствор экстрагируют в противотоке с помощью 20 л гексана, удаляя объединенные органические фазы.
10) Водно-спиртовый раствор концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и добавляют 1,2 л 40% водного этанола.
Полученный раствор нагревают при кипении с обратным холодильником при перемешивании в течение 45 минут, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 3-4 суток.
11) Раствор затем фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 40% EtOH и сушат в вакууме с получением 97 г очищенных гинкголидов.
12) Маточник концентрируют в вакууме для удаления этанола и остаток затем поглощают с помощью 2 л воды и нагревают при 90°С при перемешивании в течение 30 минут. Водный раствор отделяют и остаток поглощают еще 3 раза с помощью 2 л воды при 90°С, причем водный раствор каждый раз регенерируется.
13) Водные растворы объединяют и экстрагируют в противотоке с помощью 17 л гексана.
14) Водные растворы концентрируют до объема 0,4 л и добавляют 0,15 л 95° EtOH; полученный раствор нагревают при 50-55°С при перемешивании в течение 30 минут, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 3-4 суток.
15) Раствор фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 20% EtOH и сушат в вакууме при 60°С с получением 110 г очищенного билобалида.
16) Продукты, полученные в пунктах 7, 11 и 15, смешивают с получением 2,26 кг экстракта Ginkgo biloba, аналогичного экстракту, полученному в примере 1.
Пример 3: Очистка экстракта, полученного по примеру IEP 431535 (Schwabe)
1) 100 кг измельченных листьев экстрагируют дважды с помощью 750 кг 60% (мас./мас.) ацетона в течение 30 мин при температуре 57-59°С.
2) Объединенные экстракты концентрируют до водного раствора с 30-40% сухого остатка, добавляют равный объем воды и смесь оставляют при перемешивании в течение одного часа при 12°С.
3) Обогащенный алкилфенолом осадок отделяют центрифугированием и удаляют.
4) 30% сульфат аммония добавляют к прозрачному раствору при перемешивании и раствор дважды экстрагируют половиной объема 6:4 смеси метилэтилкетон/ацетон.
5) Объединенные растворы смеси метилэтилкетон/ацетон концентрируют в вакууме до сухого остатка в 50-70% и затем разбавляют водой и 95% этанолом с получением 50% этанольного раствора с 10% сухого остатка.
6) Водный раствор гидроксидацетата свинца добавляют при перемешивании до тех пор, пока цвет изменяется от коричневого до светло-коричневого. Полученный осадок удаляют центрифугированием.
7) Центрифугированный раствор экстрагируют 3 раза с помощью 1/3 объема гексана.
8) Обезжиренный раствор концентрируют в вакууме до водного раствора и добавляют 20% сульфат аммония и дважды экстрагируют половиной объема 6:4 смеси метилэтилкетон/этанол. Объединенные органические фазы промывают 20% сульфатом аммония, удаляя любую воду и образовавшееся твердое вещество.
9) Прозрачный раствор затем концентрируют до маленького объема, с дополнением водой.
Концентрат поглощают водой с получением раствора с приблизительно 10% сухого остатка.
10) Раствор экстрагируют в противотоке с помощью приблизительно 100 л трет-бутилацетата. Водную фазу концентрируют до сиропо-подобной консистенции и сушат в вакууме, чтобы получить промежуточный продукт, обогащенный флавоновыми гликозидами гинкго и лишенный терпенов (1,88 кг).
11) Бутилацетатную фазу концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и добавляют 0,8 л 60% водного этанола.
Полученный раствор нагревают при кипении с обратным холодильником при перемешивании в течение 25 минут, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 2 суток.
12) Раствор затем фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 60% EtOH и сушат в вакууме с получением 98 г очищенных гинкголидов.
13) Маточник концентрируют в вакууме для удаления этанола и остаток затем поглощают с помощью 1,9 л воды и нагревают при 90°С с перемешиванием в течение 30 минут. Водный раствор отделяют и остаток поглощают еще 3 раза с помощью 1,9 л воды при 90°С, причем водный раствор каждый раз регенерируется.
14) Объединенные водные растворы концентрируют до объема 0,6 л и нагревают до 70°С, при перемешивании, в течение 60 минут, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 1 суток.
15) Полученный раствор фильтруют и твердое вещество промывают водой и сушат в вакууме с получением 99 г очищенного билобалида.
16) Продукты, полученные в пунктах 10, 12 и 15, смешивают с получением 2,08 кг экстракта Ginkgo biloba, аналогичного экстракту, полученному в примере 1.
Пример 4: Очистка экстракта, полученного по JP 09110713 (Nippon Green wave)
1) 100 кг измельченных листьев экстрагируют 3 раза с помощью 500 л 70% этанола при 50°С в течение 30 часов.
2) Объединенные фильтраты концентрируют до 100 л в вакууме и концентрат поглощают с помощью 100 л воды.
Полученную суспензию фильтруют.
3) Фильтрованный раствор вводят в хроматографическую колонку, содержащую 100 л НР20 смолы (Mitsubishi), чтобы адсорбировать экстракт. Колонку затем промывают с помощью 200 л воды и экстракт получают элюированием с помощью 200 л 70% этанола.
4) Водно-этанольный раствор концентрируют в вакууме до маленького раствора, с дополнением водой. Концентрат поглощают с помощью 20% этанола с получением раствора с 20% сухого остатка.
5) Полученный раствор экстрагируют в противотоке с помощью 70 л метиленхлорида. Водно-этанольную фазу концентрируют до сиропо-подобной консистенции и сушат в вакууме, чтобы получить промежуточный продукт, обогащенный флавоновыми гликозидами гинкго и лишенный терпенов (2,4 кг).
6) Хлорметиленовую фазу концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и остаток поглощают с помощью 4 л 75% водного метанола.
7) Полученный раствор экстрагируют 10 раз с помощью 2 л гексана, удаляя объединенные гексановые фазы.
8) Водно-спиртовый раствор концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и добавляют 1 л 50% водного метанола.
Полученный раствор нагревают при кипении с обратным холодильником при перемешивании в течение 30 минут, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 5 суток.
9) Раствор затем фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 50% MeOH и сушат в вакууме с получением 105 г очищенных гинкголидов.
10) Маточник концентрируют в вакууме для удаления метанола и остаток затем поглощают с помощью 2,1 л воды и нагревают при 90°С с перемешиванием в течение 30 минут. Водный раствор отделяют и остаток поглощают еще 3 раза с помощью 2 л воды при 90°С, причем водный раствор каждый раз регенерируется.
11) Объединенные водные растворы концентрируют до объема 0,4 л и добавляют 0,1 л МеОН; полученный раствор нагревают при 50°С при перемешивании в течение 30 минут, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 3 суток.
12) Полученный раствор фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 20% MeOH и сушат в вакууме с получением 102 г очищенного билобалида.
13) Продукты, полученные в пунктах 5, 9 и 12, смешивают с получением 2,6 кг экстракта Ginkgo biloba, аналогичного экстракту, полученному в примере 1.
Пример 5: Очистка очищенного экстракта, включащего пестициды, с высоким содержанием терпенов
1) 1 кг лиственного экстракта Ginkgo biloba, содержащего 24% флавоновых гликозидов гинкго, 12% терпенов гинкго, 2 ч/млн гинкголовых кислот и 315 ч/млрд хлорпирифоса и трициклазола, суспендируют при перемешивании в 5 л воды.
2) Суспензию экстрагируют 12 раз с помощью 5 л этилацетата при комнатной температуре. Водную фазу затем концентрируют до сиропо-подобной консистенции и сушат в вакууме, чтобы получить промежуточный продукт, обогащенный флавоновыми гликозидами гинкго и лишенный терпенов (810 г).
3) Объединенные этилацетатные фазы концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции и остаток поглощают с помощью 2 л 50% водного этанола.
Полученный раствор нагревают при кипении с обратным холодильником при перемешивании в течение 1 часа, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 2 суток.
4) Раствор затем фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 50% EtOH и сушат в вакууме с получением 82 г очищенных гинкголидов.
5) Маточник концентрируют в вакууме для удаления этанола и остаток затем поглощают с помощью 2,1 л воды и нагревают при 90°С при перемешивании в течение 15 минут. Водный раствор отделяют и остаток поглощают 2 раза с помощью 2 л воды при 90°С, причем водный раствор каждый раз регенерируется.
6) Водные растворы объединяют и концентрируют в вакууме до сиропо-подобной консистенции; остаток затем поглощают с помощью 400 мл 10% EtOH. Полученный раствор нагревают при 50°C при перемешивании в течение 60 минут, затем охлаждают до комнатной температуры и оставляют кристаллизоваться в течение 2 суток.
7) Раствор фильтруют и твердое вещество промывают с помощью 10% EtOH и сушат в вакууме с получением 70 г очищенного билобалида.
8) 41 г очищенных гинкголидов и 35 г очищенного билобалида смешивают с продуктом, полученным в пункте 2, с выходом 885 г экстракта Ginkgo biloba со следующими характеристиками: а. флавоновые гликозиды гинкго 27%; b. терпены гинкго, 6,8%; с. гинкголовые кислоты 1,0 ч/млн; d. каждый пестицид < 10 ч/млрд.
Описанный способ удаляет пестициды и допускает, что содержание терпенов в экстрактах Ginkgo biloba будет регулироваться, причем оно устанавливается как требуется на стадии, когда смешивают очищенные промежуточные продукты. На практике, отношение 24/6 (GFG/GT), рассматриваемое идеальным в экстрактах, часто отличается от природного отношения, встречаемого в растениях. Например, китайские листья часто имеют более высокое содержание терпенов, и требуется стадия снижения титра терпенов гинкго для получения соответствующих экстрактов.
Ниже представленная таблица показывает пестицидные содержания экстрактов, полученных согласно процедурам, описанным выше. Для каждого примера проводили два теста: во-первых, точно следуют по процедуре, раскрытой в патенте, во-вторых, добавляют обработку терпеновой фракции.
Все экстракты получали из того же самого растения.
Пример 1-Ссыл. патенты Indena US 5700468, EP 0 3600 556 B1; (пример I)
Пример 2-Ссыл. патенты Indena US 5700468, EP 0 3600 556 B1; (пример II)
Пример 3-Ссыл. патент Schwabe EP 0 431 535 B1; (пример I)
Пример 4-Ссыл. патент Nippon Green Wave J09110713
Перед удале-нием пести-цида
После удале-ния пести-цида
Перед удале-нием пести-цида
После удале-ния пести-цида
Перед удале-нием пести-цида
После удале-ния пести-цида
Перед удале-нием пести-цида
После удаления пестицида
Трицик-лазол ч/млрд
85
<10
55
<10
63
<10
212
<10
Ацетами-прид ч/млрд
24
<10
16
<10
27
<10
92
<10
Имидак-лоприд ч/млрд
48
<10
37
<10
45
<10
175
<10
Форат ч/млрд
33
<10
28
<10
26
<10
84
<10