СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЭНТЕРОСОРБЕНТА
METHOD OF OBTAINING MODIFIED ENTEROSORBENT

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к способу получения энтеросорбента, обладающего антиоксидантной активностью, и может быть использовано в медицине, ветеринарии и животноводстве.
Энтеросорбенты - продукты, используемые для связывания метаболитов, токсинов и других веществ в пищеварительном тракте. Они перспективны при решении проблем регулирования питания человека и животных, для снижения поступления в организм экологически вредных веществ (в том числе радионуклидов, пестицидов, тяжелых металлов), профилактики и лечения ряда заболеваний.
В качестве сорбентов широко применяются цеолиты, бентониты, активированный уголь, микрокристаллическая целлюлоза, лигнины и их производные. Одним из противопоказаний широкого применения перечисленных веществ является их неизбирательная адсорбция, что приводит к выводу из организма и полезных веществ (незаменимых аминокислот, витаминов, моносахаридов и др.). Перспективным направлением биотехнологии является получение модифицированных сорбентов с заданными или прогнозируемыми свойствами. Для этих целей используются как различные матрицы, так и различные модифицирующие агенты.
Известен способ получения энтеросорбента на основе лигнина (Патент RU №2302866. «Энтеросорбент и способ его получения», опублик. 20.07.2007). Модифицирование лигнина производится путем нанесения иода. Недостатком этого способа является то, что полученный бактерицидный препарат при длительном применении может оказывать раздражающее действие на слизистую желудка.
В патенте RU №2257951 «Способ получения энтеросорбента» (опублик. 10.08.2005) описан энтеросорбент на основе кремнезема, модифицированного казеином. Недостатком этого способа является отсутствие антиоксидантной активности у полученного продукта.
В патенте RU №2197145 «Модифицированные пищевые волокна» (опублик. 27.01.2003) описан энтеросорбент на основе пищевых волокон с добавкой селена. Недостатком этого способа является то, что селен в виде неорганических соединений - селенитов - механически добавляется к смеси пищевых волокон. Биологическая активность энтеросорбента не описана.
В патенте RU №2180230 «Энтеросорбент» (опубл. 10.03.2003) описан способ получения энтеросорбента, в состав которого входят целлюлоза, пектин, сухой экстракт шиповника. Недостатком этого способа является то, что энтеросорбент представляет собой механическую смесь сухих компонентов. Патент RU №2180577 «Энтеросорбент» (опубл. 20.03.2003) описывает способ получения сорбента на основе микрокристаллической целлюлозы для улучшения лечебно-профилактических свойств и вкуса продукта, содержащего сухой экстракт шиповника и сорбит, в состав которого дополнительно вводят или жидкий экстракт родиолы розовой или кислоту аскорбиновую и заменитель сахара. Способ осуществляют путем механического перемешивания компонентов и последующего таблетирования.
Наиболее близким по своим признакам, принятым за прототип, является патент RU №2356558 «Способ получения энтеросорбента с антиоксидантными свойствами», заключающийся в подготовке на первом этапе высокодисперсной основы путем размалывания до состояния пудры, смешивания с водой и интенсивного перемешивания природного алюмосиликата, который затем высушивают сначала в токе воздуха при 20-35°С и затем в течение 6 ч при 100-105°С; а на втором этапе готовят растительный экстракт из картофеля путем его измельчения, смешения с водой в соотношении 1:5, выдержки при постоянном перемешивании 5 ч при 10-20°С, отстаивания 5 ч при 10°С, декантации и фильтрации, после чего к фильтрату добавляют сорбент СВ-1 в соотношении 5:1, смесь постоянно перемешивают 5 ч при 5-10°С, отстаивают 1 ч, жидкость сливают, осадок промывают водой в соотношении 1:10, перемешивают 2 ч при 5-10°С, отстаивают 5 ч при этой же температуре, жидкость сливают, а осадок, содержащий целевой продукт, высушивают в токе воздуха.
Недостатком этого способа является то, что он является многостадийным и требует при использовании пониженных температур в процессе перемешивания и отстаивания, а полученный продукт обладает антиоксидантными свойствами только по отношению к пероксидам.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа получения эффективного энтеросорбента, отличающегося меньшей трудоемкостью и более широким спектром антиоксидантных свойств готового продукта.
Задача решается путем предложенного способа, в котором в качестве основы сорбционного материала используют высокодисперсный диоксид кремния, а в качестве растительного экстракта - нативный сок алоэ, являющийся модифицирующим агентом.
Технический результат:
- сокращение количества этапов осуществления способа;
- полученный композит не только сохраняет сорбционные и антиоксидантные свойства компонентов, но и превосходит их по перечисленным показателям;
- широкий спектр действия энтеросорбента, обусловленный содержащимися в соке алоэ антраценпроизводными, обладающими антиоксидантными, ранозаживляющими и иммуномодулирующими свойствами.
Предложенный способ получения модифицированного энтеросорбента (МЭС), включающий нанесение на подготовленную высокодисперсную основу растительного экстракта, отличается от прототипа признаками:
- в качестве высокодисперсной основы используют подложку из высокодисперсного диоксида кремния (ВДК);
- в качестве растительного экстракта используют сок алоэ как модифицирующий агент;
- способом получения, а именно: ВДК перемешивают с полученным соком алоэ в соотношении 3:1 в течение 10-30 минут при комнатной температуре, декантируют после полного отстаивания и высушивают в сушильном шкафу при 60°С до получения воздушно-сухого состояния, что позволяет сохранить биологическую активность антраценпроизводных, входящих в состав сока алоэ.
Из имеющегося уровня техники не обнаружено технических решений, в которых для получения модифицированного сорбента используют способ путем смешивания высокодисперсного диоксида кремния с соком алоэ, что позволяет предполагать, что заявленный способ соответствует критерию «новизна». Критерий «изобретательский уровень» подтверждает то, что полученный по предлагаемому способу энтеросорбент не только сохраняет сорбционные и антиоксидантные свойства компонентов, но и превосходит их по перечисленным показателям.
Способ характеризуется следующими графическими материалами:
Фиг.1. ИК-спектры предложенного модифицированного энтеросорбента (1) и сорбента ВДК (2).
Фиг.2. Изотерма сорбции азота на МЭС (газо-адсорбционный анализатор TriStar II 3020).
Фиг.3. Изотерма сорбции азота на ВДК (газо-адсорбционный анализатор TriStar II 3020).
Фиг.4. Кинетические кривые окисления нерафинированного подсолнечного масла, где • - холостой;  - в присутствии 1 мл сока алоэ;  - в присутствии 0,1 г МЭС.
Пример осуществления способа.
Подложку из высокодисперсного диоксида кремния (ВДК) предварительно подготавливают путем промывки дистиллированной водой и высушивания при комнатной температуре. Затем на подготовленную подложку наносят сок алоэ (Aloe arborescens Miller), содержащий антраценпроизводные. Для получения сока используют крупные, более развитые листья алоэ, выдержанные в темноте при температуре 4-8°С в течение 10-12 суток для активизации биогенных стимуляторов в растении. Затем их моют, обсушивают, измельчают и отжимают. Полученный сок перемешивают с ВДК в соотношении 3:1 в течение 10-30 минут при комнатной температуре, декантируют после полного отстаивания и высушивают в сушильном шкафу при температуре 60°С до получения сухого однородного порошка.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В предложенном способе удерживание модифицирующего агента на сорбенте обеспечивается за счет физико-химических взаимодействий, что подтверждено ИК-спектроскопией. При сравнении спектра (1) полученного энтеросорбента и спектра (2) используемого в качестве основы сорбента ВДК, представленных на фиг.1, видно, что высокодисперсный диоксид кремния (2) не обладает каталитическими свойствами, а появление на спектре энтеросорбента (1) пика в области 1598 см (характерен для ароматических колец) и увеличение интенсивности пиков в области 985, 803 см (колебания С-С связи) позволяют говорить о физико-химическом взаимодействии подложки и нативного сока, что гарантирует постоянство биологически активных свойств полученного энтеросорбента. Интенсивная полоса в области 1580 см обусловлена наличием ароматических колец в антрахиноне. Карбонильные группы хиноидного кольца дают полосу в области 1730 см. Полоса в области 3397 см говорит о существовании β-гидроксильных групп. Пики в области 1373 и 1093 см обусловлены колебаниями групп С-С и С-O соответственно.
2
2
Сорбционная активность подложки ВДК и полученного энтеросорбента МЭС представлена на фиг.2 и 3. Важной характеристикой сорбента является удельная поверхность, обуславливающая его активность. Была проведена оценка удельной поверхности ВДК и МЭС по сорбции азота. Рассчитанная по методу БЭТ (метод предложен Брунауэром, Эмметом и Тейлором) она составила 156.4799±3.0521 m/g и 91.7837±1.0489 m/g соответственно. Разница в величинах удельной поверхности ВДК и МЭС позволяет положительно оценивать роль МЭС в качестве энтеросорбента, так как свыше 40% полученного образца занято фитосоставляющей (в частности, антраценпроизводными).
Антиоксидантная активность полученного композита иллюстрируется на фиг.4. Динамика окисления нерафинированного подсолнечного масла показывает, что полученный энтеросорбент обладает гораздо большей антиоксидантной активностью по сравнению с нативным соком алоэ.
отн
Относительная антиоксидантная активность (АОА) определялась кондуктометрическим методом.
Сравнительные результаты значений относительной антиоксидантной активности предложенного МЭС, исходных компонентов и аскорбиновой кислоты представлены в таблице.
отн
Значения относительной антиоксидантной активности (АОА)
образец
АОА<sub>отн</sub>
ВДК
0,43
сок алоэ
1,5
МЭС
2
аскорбиновая кислота
1,94
отн
отн
отн
отн
отн
Из таблицы видно, что антиоксидантная активность модифицированного сорбента, полученного по предлагаемому способу, почти в 5 раз превышает АОА подложки, на 33% превышает АОА сока алоэ, на 3,5% превышает арифметическую сумму значений АОА подложки и АОА сока алоэ и сравнима с показателем АОА аскорбиновой кислоты.
Таким образом, задача по созданию менее трудоемкого способа получения эффективного энтеросорбента, сочетающего сорбционные свойства с широким спектром антиоксидантных свойств, решена.
Предлагаемый способ позволяет использовать его для получения эффективного энтеросорбента с выраженной биологической активностью: кремниевая основа МЭС благодаря высокой дисперсности позволяет ему фиксироваться на клеточной поверхности, а в сочетании с лекарственной растительной составляющей создавать условия для эффективного антиоксидантного действия в организме.