Научно обоснованный подход к выбору метода экстрагирования для получения сухого экстракта столбиков с рыльцами кукурузы

Section 3. Pharmaceutical Sciences

Gretsky Sergey Valerievich, Boiron, assistant in science and development department

Pavlova Lyudmila Anatolievna, Candidate of pharmaceutical science, docent Sechenov First Moscow State Medical University, head of laboratory of development and preclinical drug trials

E-mail:

EVIDENCE BASED APPROACH TO SELECTING OF EXTRACTION METHOD FOR OBTAINING OF DRY EXTRACT FROM CORN SILK

Abstract: This article introduces the results of a study for selection of an extraction method and conditions of vitamins from corn silk for obtaining a dry extract. Influence of temperature conditions on the process of extraction of vitamins from corn silk is determined, optimal temperature conditions are selected. By means of HPLC/MS method, the content of vitamins А, В1, В2, B6, C, K in obtained extracts is evaluated. It is pointed out that the extract obtained by vacuum-filtration extraction without ethanol recuperation contains 40% more vitamins, then other studied variations of this extraction method.

Keywords: herbal medicinal products, dry extract, corn silk, vitamins, vacuum-filtration extraction, HPLC/MS.

Грецкий Сергей Валерьевич ассистент кафедры науки и развития

Павлова Людмила Анатольевна, заведующий лабораторией разработки и доклинических исследований лекарственных препаратов Кандидат фармацевтической науки, доцент Первый Московский государственный медицинский университет

им. И. М. Сеченова, E-mail:

НАУЧНО ОБОСНОВАННЫЙ ПОДХОД К ВЫБОРУ МЕТОДА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО ЭКСТРАКТА СТОЛБИКОВ С РЫЛЬЦАМИ КУКУРУЗЫ

Аннотация: В статье приведены результаты исследования по выбору метода и условий экстрагирования витаминов из столбиков с рыльцами кукурузы майской для получения сухого

экстракта. Определено влияние температурного режима на процесс экстракции витаминов из столбиков с рыльцами кукурузы, подобран оптимальный температурный режим. С помощью метода ВЭЖХ/МС определено содержание витаминов А, В^ В2, В6, С, К в полученных вытяжках. Показано, что полученное методом вакуум-фильтрационного экстрагирования без рекуперации этанола извлечение содержит на 40% больше витаминов, чем два других.

Ключевые слова: фитопрепараты, сухой экстракт, кукурузные столбики с рыльцами, витамины, вакуум-фильтрационное экстрагирование, ВЭЖХ/МС

в области печени, прекращались тошнота, рвота,

Введение. В настоящее время интерес к фитотерапии во всем мире находится на постоянно высоком уровне (начиная с 2000-х годов). К 2020 году по прогнозам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) доля фитопрепаратов в общемировом объеме потребления достигнет 60%. Это связано с растущим числом пациентов, страдающих аллергией на синтетические препараты, а также с преимуществами препаратов на основе лекарственного растительного сырья (ЛРС) - безопасностью при длительном применении, меньшим количеством побочных эффектов, широтой терапевтического действия, доступностью сырьевой базы. В рамках реализуемой с 2014 года программы импортоза-мещения в отечественной фармацевтической науке поддерживается высокий интерес к разработке и созданию новых лекарственных препаратов на основе ЛРС, произрастающего на территории Российской Федерации. Одним из таких видов лекарственного сырья, являющегося перспективным объектом изучения, являются столбики с рыльцами кукурузы майской (Styli cum stigmatis Zeae maydis), обладающие выраженным желчегонным и диуретическим действием. Согласно данным Государственного реестра лекарственных средств (ГРЛС) производители ЛРС столбиков с рыльцами кукурузы представлены 15 российскими компаниями.

В официальной медицине применяются жидкий экстракт (1:1) и отвар из кукурузных рылец. В многочисленных клинических исследованиях было показано, что желчегонные препараты кукурузных рылец особенно эффективны при застое желчи: при систематическом применении у больных постепенно исчезало чувство тяжести и боли

уменьшались размеры печени. При желчнокаменной болезни препараты не купируют острые печеночные приступы, однако длительное применение кукурузных рылец (до 5 недель) приводит к заметному улучшению состояния [1].

Целью: данной работы является экспериментальное обоснование выбора оптимальной технологии получения сухого экстракта столбиков с рыльцами кукурузы.

Материалы и методы: В исследовании использовано сырьё фирмы ЗАО «Здоровье», определение числовых показателей которого проводили по методикам, описанным в ФС (ФСП Р N003326-01-080909), количественное определение биологически активных соединений в растительном сырье проводили по методикам ГФ XIII. Для определения биологически-активных соединений в ЛРС и продуктах, получаемых на его основе, были модифицированы методики количественного определения витаминов А, В1, В2, В6, Б3, К методом ВЭЖХ/МС и проведена их валидация, согласно требованиям ОФС «Валидация аналитических методик».

Результаты и обсуждение: Классическими способами экстрагирования столбиков с рыльцами кукурузы являются перколяция, реперколяция, ускоренная дробная мацерация [2; 3]. Однако, в исследовании [2] было показано, что эти методы не позволяют максимально экстрагировать биологически активные вещества из ЛРС.

При выборе способа получения жидкого извлечения из ЛРС за основу был взят метод, используемый в исследованиях Никифоровой Е. Б.

и соавт. [2]. Суть метода заключалась в измельчении сырья до среднего размера 0,28 мм и использовании метода вакуум-фильтрационного экстрагирования 70% этанолом для получения жидкого экстракта столбиков с рыльцами кукурузы. Затем спирт отгоняли и получали из шрота сухой экстракт методом ремацерации горячей водой.

Для получения сухого экстракта столбиков с рыльцами кукурузы метод Никифоровой Е. Б. был модифицирован следующим образом: спиртовую вытяжку из ЛРС и водную вытяжку из шрота столбиков с рыльцами кукурузы объединяли и упаривали, получая сухой экстракт.

В качестве метода сравнения был рассмотрен аналогичный метод, в котором была осуществлена экстракция экстрагируемых соединений водой.

Третьим методом был традиционный метод, применяемый при производстве жидких экстрактов столбиков с рыльцами кукуруза - реперколяция с законченным циклом.

Учитывая содержание термолабильных веществ в ЛРС, представлялось целесообразным не повышать температуру экстрагирования на стадии извлечения водой выше 65 °С [4]. В связи с этим было предварительное изучение влияние температурного режима на выход анализируемых веществ в вытяжку. Исследование по отработке температурного режима в диапазоне от 20 до 65 °С. В начале проводили вакуум-фильтрационную экстракцию, а затем проводили экстракцию из шрота при различных температурах. Результаты представлены в (таблице 1).

Таблица 1. - Зависимость выхода анализируемых витаминов от температуры экстракции

Показатель Температура экстракции, °С

20-25 30-35 40-45 50-55 60-65

Витамин А 0,00165 ± 0,02 0,00171 ± 0,03 0,00171 ± 0,03 0,00175 ± 0,03 0,00169 ± 0,01

Витамин В, 0,01012 ± 0,02 0,01015 ± 0,01 0,01020 ± 0,02 0,01038 ± 0,01 0,01020 ± 0,03

Витамин В2 0,06195 ± 0,03 0,06204 ± 0,01 0,06542 ± 0,03 0,07400 ± 0,02 0,07200 ± 0,03

Витамин В, 0,00145 ± 0,03 0,00158 ± 0,02 0,00256 ± 0,03 0,00314 ± 0,02 0,00247 ± 0,03

Витамин С 0,60061 ± 0,03 0,62399 ± 0,01 0,63108 ± 0,03 0,70828 ± 0,02 0,64748 ± 0,03

Витамин К 0,00667 ± 0,01 0,00751 ± 0,02 0,00767 ± 0,02 0,00968 ± 0,02 0,00748 ± 0,02

Из данных таблицы следует, что экстракцию из шрота следует проводить в температурном диапазоне 50 °С - 55 °С., так как выход экстрактивных веществ при этом максимален. При повышении температуры происходит уменьшение выхода витаминов [5]. С учетом выбранного оптималь-

Таблица 2.- Характеристика

ного температурного режима были воспроизведены три выбранных, описанных выше методики экстрагирования для получения извлечения из столбиков и рылец кукурузы. Характеристики исследуемых методов экстракции представлены в таблице 2.

методов экстрагирования

№ Стадия Вакуумно-фильтрацион-ная экстракция с рекуперацией этанола Вакуумно-фильтраци-онная экстракция без рекуперации этанола Реперколяция с законченным циклом

1 2 3 4 5

1. Загрузка сырья Соотношение 1:2 Соотношение 1:2 Батарея из 3-х перко-ляторов, соотношение сырья и готового продукта 1:1

Полученные извлечения кукурузных рылец ки эффективности сравниваемых методов экстрапредставляли собой прозрачную жидкость красно- гирования, проводили сравнительное определение бурого цвета со своеобразным запахом. Для оцен- в них экстрагируемых витаминов (табл. 3). Таблица 3.- Оценка содержания витаминов в полученных извлечениях из ЛРС

1 2 3 4 5

2. Экстрагирование 70% спиртом Метод вакуумно-фильтра-ционной экстракции Метод вакуумно-фильтра-ционной экстракции Настаивание в течение 24 ч. в каждом из перко-ляторов

3. Рекуперация этанола Рекуперация этанола горячим паром Отсутствует Отсутствует

4. Экстрагирование горячей водой (50-55°С) Метод ремацерации, первая ступень при соотношении сырья: экстрагента - 1:10, вторая и третья ступень -1:5, время экстракции 2 ч. на каждой из стадий. Метод ремацерации, первая ступень при соотношении сырья: экстрагента - 1:10, вторая и третья ступень - 1:5, время экстракции 2 ч. на каждой из стадий. Отсутствует

5. Очистка и фильтрование Отстаивание в течение 24 ч. при 1 10 °С, фильтрация через фильтровальную бумагу марки Ф. Отстаивание в течение 24 ч. при 1 10 °С, фильтрация через фильтровальную бумагу марки Ф. Отстаивание в течение 24 ч. при 1 10 °С, фильтрация через фильтровальную бумагу марки Ф.

Показатель Вытяжка, метод 1,% Вытяжка, метод 2,% Вытяжка, метод 3,%

Витамин А 0,00181 0,00293 0,00154

Витамин В( 0,01020 0,01053 0,01014

Витамин В, 0,07692 0,08741 0,06705

Витамин В, 0,00196 0,00363 0,00192

Витамин С 0,60849 0,73176 0,60197

Витамин K 0,00669 0,01020 0,00854

На основе полученных результатов, было определено, что технология получения сухого экстракта из кукурузных рылец по методу 2 является оптимальной, поскольку увеличивает выход витаминов по сравнению с 1-м методом в среднем на 40%.

При получении сухого экстракта столбиков с рыльцами кукурузы полученную вытяжку упаривали на вакуум-выпарном аппарате ВиСН1 (Швейцария) при давлении 175 шЬаг (температура 60 °С, скорость вращения колбы 120-140 об/

мин), а затем, после отгона этанола, при 72 шЬаг для сгущения водной фракции. После упаривания экстракты подвергали заморозке при температуре -25 °С в течение не менее 8 часов. Затем их подвергали лиофильной сушке в течение 24 ч при остаточном давлении 0,03±0,1 мБар и комнатной температуре.

Заключение. В результате проведенных исследований были определены оптимальные условия экстрагирования для получения сухого

экстракта столбиков с рыльцами кукурузы, содер- ный витаминами, планируется включить в состав жащего максимальное количество экстрактивных комбинированной лекарственной формы адапто-веществ. Полученный сухой экстракт, обогащен- генного действия.

Список литературы:

1. Гарезина О. В. Особенности клинических проявлений и оптимизации терапии у больных врожденными коагулопатиями, инфицированных вирусами гепатита С и В: дис. ... канд. мед. наук: 14.00.29 / Гарезина Ольга Васильевна.- Спб.,- 2004.- 138 с.

2. Никифорова Е. Б. Совершенствование технологии, стандартизации жидкого экстракта и получение водоэкстрагируемого фитокомплекса в условиях малоотходной переработки кукурузных рылец: дис. .канд. фарм. наук: 15.00.01 / Никифорова Елена Борисовна.- Пятигорск,- 2007.- 174 с.

3. Sunnyvale C.A., Gazdik Z., Zitka O., Petrlova J., Adam V., Zehnalek J., Horna A., Reznicek V., Beklova M., Kizek R. Determinatiom of Vitamin C (Ascorbic Acid) Using High Perfomance Liquid Chromatography Coupled with Electrochemical Detection // Sensors.- 2008.- No. 8.- P. 7097-7112.

4. Голубятникова М. В. Система интеллектуальной поддержки при выборе оптимального техноло гического режима: дис. ... канд. тех. наук: 05.13.01 / Голубятникова Марина Владиславовна.- Астрахань,- 2011.- 188 с.

5. Ребров В. Г., Громова О. А. Витамины, макро- и микроэлементы - М.: ГЭОТАР-Медиа,- 2008.- 960 с.