СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛЯНЫХ ЭКСТРАКТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
METHOD OF PRODUCING OIL EXTRACTS OF VEGETABLE MATERIAL

Изобретение относится к способам переработки растительного сырья, конкретно к способам получения масляных экстрактов растительного и пищевого сырья - незаменимых природных компонентов изделий медицины, косметико-парфюмерной промышленности, бытовой химии и моющих средств.
Известно, что востребованность экстрактов определяется двумя факторами: биологической ценностью и устойчивостью к микробиологическому загрязнению. По микробиологической чистоте масляные экстракты растительного сырья должны отвечать санитарным требованиям СанПин 1.2.681-97; МУК 4.2.801-99, ГФ X11, ч.1, разд.32 (ОФС 42-0067-07).
Биологическая ценность масляных экстрактов растительного сырья определяется количественным содержанием биологически активных веществ, извлекаемых из растительного сырья, в частности суммой каротиноидов и другими жирорастворимыми витаминами. Наиболее широко используемыми методами извлечения биологически активных веществ из растительного сырья являются: мацерация (настаивание), ремацерация (неоднократное настаивание), перколяция, реперкеляция, непрерывное экстрагирование, циркуляция [Государственная фармакопея СССР, 11 издание, выпуск 2, Москва, «Медицина». 1990, с.148, Пономарев В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья. М.: Медицина, 1976. - 400 с].
Известен способ получения масляного экстракта шиповника, обладающего ранозаживляющим действием, включающий измельчение плодов шиповника, разделение по плотности и размеру частиц, размалывание семян и экстракцию пищевым маслом (Муравьев И.В. Технология лекарств. М.: Медицина, 1971, с.243-244). Недостатками данного способа являются многостадийность процесса, длительность (более 24 часов), невысокий выход биологически активных веществ, в частности суммы каротиноидов, составляющий не более 48%.
Известен способ получения масляного экстракта из зверобоя продырявленного, обладающего антимикробной активностью, заключающийся в том, что надземную часть зверобоя продырявленного сухого измельчают, распаривают на сите с одним слоем белой бязевой или ситцевой ткани на кипящей водяной бане в течение 30 мин. Распаренное сырье переносят в емкость, заливают рафинированным подсолнечным маслом в соотношении 1:8 и греют на водяной бане в течение 5 часов при 70-80°C. Сырье отжимают, готовый масляный экстракт фильтруют [RU 2205017, МПК А61К 35/78, опубл. 27.05.2003 г.]
Способ имеет ряд существенных недостатков:
- проведение стадии распаривания растительного сырья на кипящей водяной бане способствует частичному разрушению биологически активных веществ, снижению скорости растворения жирорастворимых компонентов в экстрагенте, наличию следов влаги в масляном экстракте, что приводит к преждевременному окислению масла и, следовательно, к снижению гарантийного срока хранения масляного экстракта и необходимости применения синтетических антиоксидантов,
- проведение стадии экстрагирования при высоких температурах 70-80°C приводит к значительным потерям витаминов и других ценных экстрактивных веществ.
Известен также способ, основанный на одновременной экстракции сухих водорослей двухфазным экстрагентом, содержащим масляную и спиртоводную фазы [патент RU 2142812, МПК А61К 35/80, опубл. 20.12.1998 г.]. Однако масляный экстрагент, содержащий этиловый спирт, насыщается в основном легкоизвлекаемыми низкомолекулярными соединениями, выход жирорастворимых компонентов с высокой молекулярной массой снижается, что приводит к невысокому выходу извлекаемых биологически активных соединений.
Известен способ получения масляного экстракта чеснока, где измельченный чеснок предварительно смачивают этиловым спиртом, выдерживают в течение 40 мин, затем добавляют растительное масло. Смесь настаивают при температуре 40-85°C до 7 суток. Способ имеет весьма существенные недостатки, в частности применение этилового спирта в технологическом процессе изготовления масляного экстракта. Во-первых, спиртосодержащие растворы относятся к классу легковоспламеняющихся жидкостей и требуют специальных условий транспортирования, хранения и их использования. Во-вторых, общеизвестной проблемой спиртосодержащих субстанций является их расслаивающее действие в косметико-гигиенических моющих средствах, что особенно заметно в рецептурах, содержащих перламутробразующие и загущающие компоненты [М.Ю. Плетнев. Косметико-гигиенические моющие средства. М.: «Химия», 1990]. В третьих, после введения в РФ акцизов на спиртосодержащие растворы, в том числе и водно-спиртовые экстракты, производство последних в России значительно подорожало. Кроме этого проведение экстракции при 85°C в течение 7 суток существенно повышает энергозатраты при невысоком выходе экстрактивных веществ, что приводит к удорожанию целевой продукции.
Известен также способ получения масляного экстракта эвкалипта, характеризующийся тем, что ветки с листьями высушивают до влажности не более 17% и измельчают с последующей обработкой их электроактивированной жидкостью при pH 9,0-11,5 в количестве 2,0-4,0% от массы сырья при перемешивании и выдерживании в течение 90 мин, далее смачивают этиловым спиртом, полученную массу подсушивают до влажности не более 25% и проводят экстракцию растительным маслом при температуре 40-60°C и периодическом помешивании, затем фильтруют [патент RU 2274468, МПК А61К 36/61; А61Р 29/00; А61Р 31/02, опубл. 20.04.2006 г.]. Недостатками данного способа являются многостадийность процесса, повышенная пожароопасность (применение этилового спирта), длительность процесса (до 150 часов), высокие энергозатраты (электроактивация раствора хлорида натрия) и, как следствие, удорожание экстрактов.
Известен способ получения биологически активного средства из растительного сырья, например семян петрушки огородной, путем обработки семян растительным маслом до полного увлажнения, измельчения до получения суспензии и мацерации. Мацерацию проводят при температуре 60-80°C в течение 6-8 часов или при комнатной температуре в течение 5-7 дней [заявка RU 2000116220, МПК A23L 1/30, А61К 35/78, опубл. 10.06.2002 г.]. Способ имеет ряд существенных недостатков:
1. Длительность процесса экстракции - от 8 часов до 7 суток, что приводит к частичному разрушению извлекаемых биологически активных компонентов;
2. Сложность отделения шрота растительного сырья;
3. Необходимость применения α-токоферол ацетата (витамина Е) - активного антиоксиданта, защищающего различные биологические соединения, в том числе полиненасыщенные жирные кислоты, масла, масляные экстракты от окисления, а также консервантов для исключения микробиологического загрязнения.
Известен способ получения масляного экстракта растительного сырья путем экстракции свежесобранного сырья растительным маслом, где в качестве растительного масла используют эфирные масла деревьев хвойных пород. При этом эфирное масло деревьев хвойных пород должно содержать борнилацетат [заявка RU 2002123431, МПК А61К 35/00, опубл. 10.03.2004 г.]. Данный вид экстрактов отличается высокой стоимостью и малой доступностью.
Известен также способ комплексной переработки сухого растительного сырья в экстракты, заключающийся в том, что экстракцию проводят одновременно маслом и водно-спиртовой смесью или жиром и водно-спиртовой смесью при нагревании. Затем смесь охлаждают до стадии отделения от шрота и разделяют образовавшиеся фазы. В качестве растительного сырья используют траву и цветы зверобоя, цветы календулы, цветы ромашки аптечной, траву шалфея. В качестве масляного экстрагента используют соевое масло, кукурузное масло, свиной жир. Экстракцию проводят при температуре 50-90°C в течение 30-120 мин [патент RU 2140789, МПК А61К 35/78, B01D 11/02, опубл. 10.11.1999 г].
Основные недостатки этого способа:
- высокая температура проведения процесса - до 90°C, что приводит к частичному разрушению и снижению выхода извлекаемых биологически активных компонентов;
- длительность процесса экстракции - не менее 26 часов;
- повышенная пожароопасность процесса из-за использования спиртосодержащих растворов;
- необходимость применения достаточно дорогих консервантов и антиоксидантов (триклозана или катона) для обеспечения микробиологической чистоты получаемых экстрактов.
Следует отметить, что общим недостатком практически всех масляных экстрактов, получаемых различными методами, является быстрая потеря ими микробиологической чистоты и, соответственно, необходимость дополнительного применения консервантов, предохраняющих продукцию от микробиологической порчи. В качестве консервантов для этих целей широко применяются парабены, бензойная и салициловая кислоты, алифатические спирты (бензиловый спирт, феноксиэтанол, этиловый спирт), борная кислота и ее соли, параформ, антибиотики, триклозан, катон, микрокер и др. [М.Ю. Плетнев. Косметико-гигиенические моющие средства. М.: «Химия», 1990; Т. Макарова, Л. Шарикова. К вопросу о защите растительных экстрактов, используемых в косметической промышленности, от микробиологического загрязнения, http://www.kamelia.ru/science/articles-4/html], что приводит к удорожанию продукции.
Указанных недостатков в значительной мере лишен способ получения масляных экстрактов растительного сырья с повышенной биологической ценностью [Пунегова Л.Н., Шитова Т.С., Суркова К.Ю. и др. Применение двухфазной экстракции - перспективный метод получения масляных экстрактов растительного сырья с повышенной биологической ценностью// Материалы ежегодной научно-практической конференции «Инновации РАН», г. Казань, 2010, с.380-383] - прототип.
По данному способу в качестве экстрагента используют двухфазную систему растительное масло - полярная фаза. В качестве полярной фазы предложена смесь пропиленгликоля (ПГ) и воды в соотношении (90:10)-(10-90). Наиболее эффективным (оптимальным) авторы считают состав полярной фазы ПГ:вода - 85:15 при содержании в масляном экстрагенте в количестве 20% от массы масла. Экстракцию растительного сырья проводят в условиях гидродинамического воздействия в роторно-пульсационном аппарате (РПА), что позволяет увеличить содержание биологически активных веществ (БАВ) - производных хлорофиллов в экстрактах. Способ позволяет существенно сократить продолжительность стадии экстрагирования (всего 20 мин) по сравнению с мацерацией.
Процесс получения масляных экстрактов по способу-прототипу включает в себя 2 основные стадии:
1. Непосредственно стадию экстракции растительного сырья масляным экстрагентом, содержащим полярную фазу. На этой стадии получают масло-водно-пропиленгликолевую эмульсию с достаточно высоким содержанием биологически активных веществ - производных хлорофиллов и отработанное растительное сырье. Продолжительность этой стадии составляет не более 20 мин. Процесс ведут при температуре 75±5°C.
2. Стадию выделения масляного экстракта отделением масляной фазы от полярной фазы и шрота растительного сырья. При используемых соотношениях сырье:масло:полярная фаза процесс разделения фаз и выделения целевого продукта достаточно длительный. На этой стадии отфильтровывают шрот и фильтрат выдерживают при комнатной температуре не менее 48 часов для разделения полученной смеси на масляную и полярную фазы.
Способ-прототип не позволяет получать продукт, соответствующий требованиям нормативной документации [ТУ 9154-011-02700055-2010 «Экстракты растительного сырья масляные»]. В соответствии с требованиями ТУ полученный экстракт не должен содержать летучих компонентов (влага и пропиленгликоль) более 3.5 мас.%. В полученном на стадии 2 масляном экстракте содержится не менее 5 мас.% летучих, что способствует достаточно быстрому окислению масла и снижению гарантийного срока хранения экстракта до 3-х недель.
Для максимального удаления влаги и пропиленгликоля из масляного экстракта, полученного по способу-прототипу, необходимо использовать дополнительные приемы, например к экстракту добавлять хлороформ (или другой неполярный низкокипящий растворитель, в котором растворимо масло), органический слой тщательно отделять от полярной фазы, затем максимально удалять хлороформ известными приемами. Полученный таким образом масляный экстракт содержит не более 3.5 мас.% летучих компонентов (воду и пропиленгликоль) и сохраняет микробиологическую чистоту до 3-х месяцев хранения. Однако гарантийный срок хранения экстрактов по ТУ 9154-011-02700055-2010 составляет не менее 12 месяцев.
Таким образом, способ-прототип имеет ряд существенных недостатков:
1. Получение продукта с низким сроком хранения;
2. Длительность процесса выделения масляного экстракта в виде товарной продукции - не менее 48-56 часов;
3. Необходимость осуществления дополнительных операций для обеспечения требуемого качества в соответствии с требованиями нормативной документации.
Задача изобретения - новый способ получения масляных экстрактов сухого растительного сырья с высоким содержанием экстрагируемых биологически активных веществ (БАВ), обеспечивающий сохранение микробиологической чистоты экстрактов в течение гарантийного срока хранения (до 12 месяцев) и сокращение времени проведения процесса.
Технический результат - упрощение и повышение эффективности способа получения экстрактов, сокращение времени получения целевого продукта (в среднем в 70 раз), увеличение извлечения БАВ до 98%, обеспечение сохранения микробиологической чистоты экстрактов в течение гарантийного срока хранения.
Технический результат достигается заявляемым способом получения масляных экстрактов растительного сырья.
Предлагается способ получения масляных экстрактов растительного сырья с повышенной устойчивостью к микробиологическому загрязнению путем обработки сырья масляным экстрагентом, содержащим растительное масло, водно-гликолевую фазу и поверхностно-активные вещества (ПАВ), в роторно-пульсационном аппарате в режиме непрерывной циркуляции при массовом соотношении растительного сырья и масла от 1:10 до 1:20 в течение 5-20 мин при температуре 40-55°C с последующим отделением твердой растительной части известными приемами. В качестве водно-гликолевой фазы используют водный 1,2-пропиленгликоль в количестве 1-10% от массы растительного сырья. В качестве ПАВ используют ланолин и Т-2, взятые в количестве от 0,1 до 10% от массы растительного масла.
Для экстракции использован роторно-пульсационный аппарат РПА 1111.410.00.00 производства ОАО «КПП Авиамотор» с мощностью двигателя 2 квт.
Проведение экстракции при соотношении растительное сырье - масло менее 1:10 не технологично, т.к. реакционная масса трудно перемешивается, и по окончании экстрагирования требуется значительное время для разделения фаз. Соотношение более 1:20 нецелесообразно, поскольку большое разведение приводит к количественному снижению содержания экстрагируемых веществ в объеме экстракта.
Содержание полярной фазы (водного пропиленгликоля) в составе масляного экстрагента в количестве 1-10% от массы растительного сырья является оптимальным. Содержание водного пропиленгликоля в количестве менее 1% не приводит к полному извлечению БАВ растительного сырья, содержание более 10% нецелесообразно, поскольку увеличивает время выделения масляной фазы, т.к. приводит к необходимости проведения дополнительной стадии разделения масляной и водно-пропиленгликолевой фаз.
Проведение процесса экстрагирования в течение времени меньшем, чем 5 мин, приводит к неполному извлечению маслорастворимых веществ. Проведение экстракции более 20 мин экономически нецелесообразно, т.к. это не способствует повышению выхода и качественных характеристик получаемых экстрактов.
Установлено, что при проведении процесса ниже 25°C выход экстрагируемых БАВ низкий, повышение температуры процесса выше 55°C также приводит к снижению выхода производных хлорофиллов и суммы каротиноидов в связи с их частичным разрушением. Оптимально проводить экстрагирование по заявляемому способу в интервале температур 40-55°C.
В качестве поверхностно-активных веществ для повышения степени извлечения биологически активных компонентов из растительного сырья были изучены ланолин безводный, глицил стеарат, глицил изостеорол, изопропилизостеорол, эмульгатор Т-2 (смесь неполных эфиров пальмитиновой и стеариновой кислот с полиглицеринами по ТУ 22942812.001-2001). Наиболее эффективным является проведение процесса в присутствии ланолина безводного и Т-2, взятых в количестве от 0,1 до 10% от массы растительного сырья. Применение ПАВ в количестве менее 0,1% не эффективно, т.к. не способствует увеличению выхода экстрагируемых маслорастворимых биологически активных веществ. Введение в экстрагент ПАВ в количестве более 10% нетехнологично, так как затрудняет выделение масляной фазы.
Испытания заявленного способа проводили на разных видах растительного сырья с различным содержанием маслорастворимых БАВ: производных хлорофиллов и суммы каротиноидов. Использовали сушеное растительное сырье с влажностью 8-9%, измельченное до размеров частиц не более 2-х мм, отвечающего требованиям действующей нормативной документации: очанки лекарственной (ТУ 9198-031-14729213-07), цветков бузины (ГОСТ 16800-71), моркови и тыквы (ТУ 9164-002-69275004-2012), травы зверобоя (ГОСТ 15161) и цветков ромашки (ГОСТ 2237). В качестве экстрагентов использовали пропиленгликоль по ТУ 6-09-3434-01 с изменениями; подсолнечное масло по ГОСТ 1129-93, оливковое масло, по качеству отвечающее требованиям ГОСТ Р 52062-2003 «Масла растительные. Правила приемки и методы контроля».
Осуществление заявляемого способа иллюстрируется конкретными примерами:
Пример 1. В реакционную емкость загружают 0,1 кг предварительно высушенной и измельченной травы очанки лекарственной, добавляют 2,0 кг подсолнечного масла (1:10), 0,005 кг (5%) водно-гликолевой фазы при соотношении пропиленгликоль:вода=50:50 и 0,0001 г (0,1% от массы растительного сырья) ланолина безводного. Экстракцию проводят при скорости вращения ротора 3000 об/мин в режиме непрерывной циркуляции без предварительного замачивания сырья в течение 5 мин при 40°C. Массу охлаждают до комнатной температуры, сливают из реактора, отделяют отработанную растительную массу путем фильтрования, у целевого экстракта определяют стандартные показатели качества, содержание производных хлорофиллов и суммы каротиноидов, микробиологическую чистоту. Показатели качества полученного экстракта, определенные по стандартам и методикам, указанным в ТУ 9154-011-02700055-2010 «Экстракты растительного сырья масляные», приведены в таблице 1. Содержание производных хлорофиллов и суммы каротиноидов приведено в таблице 2. Для определения содержания производных хлорофиллов использован дифференциальный спектрофотометрический метод [Хаззаа И.Х., Вайнштейн В.А., Чибиляев Т.Х. Экстрагирование липофильных БАВ из травы зверобоя водно-масляными эмульсиями // Химико-фармацевтический журнал, 2003, №7. С.20-23]. Содержание суммы каротиноидов в пересчете на β-каротин определяли путем измерения оптической плотности при λ 450 нм в соответствии с ФС 42-1730-95. Определение микробиологической чистоты полученного экстракта проводили в соответствии с МУК 4.2.801-99. Данные по микробиологической чистоте приведены в таблице 3.
Пример 2. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию цветов бузины. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 3. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию моркови. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 4. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию тыквы. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 5. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию травы зверобоя. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 6. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию цветков ромашки. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 7. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию очанки лекарственной при следующих условиях: растительное сырье в количестве 0,1 кг, подсолнечное масло 2,0 кг (1:20), водно-гликолевая фаза 0,01 кг (10% от массы растительного сырья), содержащая 50% пропиленгликоля и 50% воды. ПАВ - ланолин безводный 0,01 кг (10% от массы растительного сырья). Время экстрагирования 10 мин, температура 40°C, скорость вращения ротора 4000 об/мин Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 8. Аналогично примеру 7 проводят экстракцию цветов бузины. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 9. Аналогично примеру 7 проводят экстракцию моркови. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 10. Аналогично примеру 7 проводят экстракцию тыквы. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 11. Аналогично примеру 7 проводят экстракцию травы зверобоя. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 12. Аналогично примеру 7 проводят экстракцию цветков ромашки. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 13. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию очанки лекарственной при следующих условиях: растительное сырье 0,1 кг, подсолнечное масло 2,0 кг (1:20), водно-гликолевая фаза в количестве 0,005 (5% от массы растительного сырья) при соотношении пропиленгликоль:вода - 95:5. ПАВ - ланолин безводный 0,001 кг (1% от массы растительного сырья). Время экстрагирования 15 мин. Температура экстрагирования 55°C. Скорость вращения ротора 4400 об/мин. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 14. Аналогично примеру 13 проводят экстракцию цветов бузины. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 15. Аналогично примеру 13 проводят экстракцию моркови. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 15. Аналогично примеру 13 проводят экстракцию тыквы. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 17. Аналогично примеру 13 проводят экстракцию травы зверобоя. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 18. Аналогично примеру 13 проводят экстракцию цветков ромашки. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 19. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию очанки лекарственной при следующих условиях: растительное сырье 0,1 кг, подсолнечное масло 2,0 кг (1:20), водно-гликолевая фаза в количестве 0,005 (5% от массы растительного сырья) при соотношении пропиленгликоль:вода - 95:5. Время экстракции 20 мин. Температура экстрагирования 55°C. Скорость вращения ротора 4500 об/мин. ПАВ - Т-2.1% по табл.2 Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 20. Аналогично примеру 19 проводят экстракцию цветов бузины. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 21. Аналогично примеру 19 проводят экстракцию моркови. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 22. Аналогично примеру 19 проводят экстракцию тыквы. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 23. Аналогично примеру 19 проводят экстракцию травы зверобоя. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 24. Аналогично примеру 18 проводят экстракцию цветков ромашки. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 25. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию очанки лекарственной при следующих условиях: растительное сырье 0,1 кг, подсолнечное масло 1,0 кг (1:10), водно-гликолевая фаза в количестве 0,005 (5% от массы растительного сырья) при соотношении пропиленгликоль:вода - 99,9:0,1. Время экстрагирования 15 мин. Температура экстрагирования 55°C. ПАВ (Т-2) - 0,0001 кг (0,1% от массы растительного сырья). Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 26. Аналогично примеру 25 проводят экстракцию цветов бузины. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 27. Аналогично примеру 25 проводят экстракцию моркови. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 28. Аналогично примеру 25 проводят экстракцию тыквы. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 29. Аналогично примеру 25 проводят экстракцию травы зверобоя. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 30. Аналогично примеру 25 проводят экстракцию цветков ромашки. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 31. Аналогично примеру 1 проводят экстракцию очанки лекарственной при следующих условиях: растительное сырье 0,1 кг, оливковое масло 2,0 кг (1:20), водно-гликолевая фаза в количестве 0,01 кг (10% от массы растительного сырья) при соотношении пропиленгликоль:вода - 50:50. Время экстрагирования 15 мин. Температура экстрагирования 55°C. ПАВ Т-2 - 0,01 кг (10%) от массы растительного сырья). Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 32. Аналогично примеру 31 проводят экстракцию цветов бузины. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 33. Аналогично примеру 31 проводят экстракцию моркови. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 34. Аналогично примеру 31 проводят экстракцию тыквы. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 35. Аналогично примеру 31 проводят экстракцию травы зверобоя. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 36. Аналогично примеру 31 проводят экстракцию цветков ромашки. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 37. Аналогично способу-прототипу проводят экстракцию очанки лекарственной следующим образом: в реакционную емкость загружают 0,1 кг очанки лекарственной, 2,0 кг подсолнечного масла (1:20), 0,4 кг водно-гликолевой фазы при соотношении пропиленгликоль:вода - 50:50. Экстракцию проводят в РПА в режиме непрерывной циркуляции без предварительного замачивания сырья при скорости вращения ротора 3000 об/мин в течение 20 мин при 55°C. По окончании процесса массу охлаждают до комнатной температуры, сливают из реактора, отделяют отработанную растительную массу путем фильтрования, фильтрат выдерживают 48 часов для разделения масляной и полярной фаз. Затем масляный экстракт тщательно отделяют от полярной фазы для удаления примеси воды и пропиленгликоля, определяют содержание летучих компонентов (≈5%). Для получения продукта, отвечающего требованиям стандарта, проводят дополнительную стадию очистки масляного экстракта: полученный масляный экстракт смешивают с хлороформом в соотношении 1:1, хлороформенный слой отделяют, удаляют хлороформ известными методами, получают масляный экстракт очанки лекарственной.
Показатели качества полученного экстракта, определенные по стандартам и методикам, указанным в ТУ 9154-011-02700055-2010 «Экстракты растительного сырья масляные», приведены в таблице 1. Содержание производных хлорофиллов и суммы каротиноидов приведено в таблице 2. Данные по микробиологической чистоте полученного экстракта приведены в таблице 3.
Пример 38. Аналогично примеру 37 проводят экстракцию цветов бузины. Отстаивание массы для разделения фаз - 52 часа. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 39. Аналогично примеру 37 проводят экстракцию моркови. Время отстаивания - 56 часов. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 40. Аналогично примеру 37 проводят экстракцию тыквы. Время отстаивания - 54 часа. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 41. Аналогично примеру 37 проводят экстракцию травы зверобоя. Время отстаивания - 48 часов. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 42. Аналогично примеру 37 проводят экстракцию цветков ромашки. Время отстаивания - 52 часа. Количественные характеристики полученного экстракта приведены в таблицах 1, 2, 3.
Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что по органолептическим и физико-химическим показателям экстракты растительного сырья, полученные заявляемым способом, отвечают требованиям существующей нормативной документации (ТУ 9154-011-02700055-2010). Результаты таблицы 2 свидетельствуют о том, что заявляемый способ получения масляных экстрактов растительного сырья обеспечивает получение целевых экстрактов с большим (по сравнению с прототипом) содержанием производных хлорофиллов (~в 1,6 раза) и суммы каротиноидов (~в 2 раза) при сокращении времени проведения процесса и получения целевой продукции в среднем в 70 раз по сравнению с прототипом.
Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что заявляемый способ получения обеспечивает масляным экстрактам растительного сырья повышенную устойчивость к микробиологическому загрязнению в течение длительного времени (до 12 месяцев), тогда как масляные экстракты, полученные по способу-прототипу, не соответствуют стандарту по содержанию аэробных микроорганизмов и плесневых грибов, гарантийный срок хранения их составляет не более 3-х месяцев, что можно объяснить достаточно высоким содержанием летучих веществ.
Таким образом, заявляемый способ получения масляных экстрактов растительного сырья по сравнению с прототипом обладает рядом преимуществ:
1. Обеспечивает получение экстрактов с более высоким содержанием БАВ (до 98% от содержания в растительном сырье), увеличение выхода биологически активных компонентов (производных хлорофиллов, суммы каротиноидов) в 1,6-2 раза.
2. Обеспечивает получение экстрактов с повышенной устойчивостью к микробиологическому загрязнению (до 12 месяцев от даты изготовления) с сохранением органолептических и физико-химических показателей качества, соответствующих действующей нормативной документации;
3. Позволяет повысить эффективность процесса, конкретно, сократить длительность получения целевого продукта в среднем в 70 раз.
Промышленная применимость
Заявляемый способ получения использован для получения опытно-промышленных образцов масляных экстрактов растительного сырья - незаменимых компонентов изделий косметико-парфюмерной промышленности и изделий бытовой химии в условиях опытно-промышленного производства Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского Научного Центра Российской Академии Наук (ИОФХ им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН).
Организация производства планируется в 2014 г.
Таблица 1
Органолептические и физико-химические показатели заявляемых экстрактов согласно действующей нормативной документации (технические условия ТУ 9154-011-02700055-2010)
Пример
Внешний вид
Физико-химические характеристики
Запах
n<sup>20</sup> <sub>D</sub>
ρ, кг/м<sup>3</sup>
к.ч.
Массовая доля летучих веществ, % не более
Пример 1
соответствует
соответствует
1,4756
918
0,70
0,46
Пример 2
соответствует
соответствует
1,4757
916
0,56
0,05
Пример 3
соответствует
соответствует
1,4758
917
0,62
0,08
Пример 4
соответствует
соответствует
1,4758
917
0,62
0,07
Пример 5
соответствует
соответствует
1,4759
918
0,61
0,08
Пример 6
соответствует
соответствует
1,4763
917
0,60
0,12
Пример 7
соответствует
соответствует
1,4758
918
0,62
0,10
Пример 8
соответствует
соответствует
1,4758
916
0,58
0,07
Пример 9
соответствует
соответствует
1,4755
917
0,58
0,05
Пример 10
соответствует
соответствует
1,4758
916
0,55
0,05
Пример 11
соответствует
соответствует
1,4760
917
0,61
0,09
Пример 12
соответствует
соответствует
1,4760
917
0,63
0,10
Пример 13
соответствует
соответствует
1,4759
916
0,60
0,08
Пример 14
соответствует
соответствует
1,4756
917
0,68
0,11
Пример 15
соответствует
соответствует
1,4762
918
0,59
0,10
Пример 16
соответствует
соответствует
1,4756
917
0,77
0,05
Пример 17
соответствует
соответствует
1,4757
916
0,52
0,05
Пример 18
соответствует
соответствует
1,4760
917
0,54
0,10
Пример 19
соответствует
соответствует
1,4760
917
0,55
0,07
Пример 20
соответствует
соответствует
1,4759
918
0,59
0,39
Пример 21
соответствует
соответствует
1,4760
916
0,55
0,03
Пример 22
соответствует
соответствует
1,4763
917
0,61
0,09
Пример 23
соответствует
соответствует
1,4760
917
0,63
0,10
Пример 24
соответствует
соответствует
1,4762
917
0,59
0,10
Пример 25
соответствует
соответствует
1,4732
916
0,77
0,05
Пример 26
соответствует
соответствует
1,4757
916
0,52
0,05
Пример 27
соответствует
соответствует
1,4760
917
0,54
0,10
Пример 28
соответствует
соответствует
1,4760
917
0,55
0,07
Пример 29
соответствует
соответствует
1,4759
918
0,59
0,39
Пример 30
соответствует
соответствует
1,4760
916
0,55
0,03
Пример 31
соответствует
соответствует
1,4763
917
0,72
0,09
Пример 32
соответствует
соответствует
1,4759
917
0,48
0,44
Пример 33
соответствует
соответствует
1,4759
917
0,48
0,44
Пример 34
соответствует
соответствует
1,4759
917
0,48
0,44
Пример 35
соответствует
соответствует
1,4759
917
0,48
0,44
Пример 36
соответствует
соответствует
1,4759
917
0,48
0,44
Пример 37 по способу-прототипу
соответствует
соответствует
1,4672
929
0,48
2,82
Пример 38 по способу-прототипу
соответствует
соответствует
1,4688
927
0,48
2,42
Пример 39 по способу-прототипу
соответствует
соответствует
1,4689
936
0,76
1,84
Пример 40 по способу-прототипу
соответствует
соответствует
1,4674
938
0,74
2,96
Пример 41 по способу-прототипу
соответствует
соответствует
1,4664
931
0,76
2,74
Пример 42 по способу-прототипу
соответствует
соответствует
1,4682
926
0,72
1,91
Норма, не более по ТУ 9154-011-02700055-2010
Прозрачная жидкость. Допускается помутнение, исчезающее при нагревании до 60°C
С преобладанием ароматических веществ, свойственных данному виду сырья
1,4600-1,4820
880-980
3,5
3,5
Таблица 2
Зависимость содержания БАВ в экстрактах в зависимости от условий проведения процесса
Пример
Время экстрагирования + время выделения, мин
Температура °C
Кол-во водно-гликолевой фазы, %
Кол-во ПАВ, % от массы раст. сырья
Выход производных хлорофиллов, %
Выход каротиноидов, %
№ пп
ПГ:вода, мас.%
Очанка
Бузина
Зверобой
Ромашка
морковь
Тыква
Примеры 1-6
5+30
40
5/50:50
0,1 ланолин
92
95
93
92
94
95
Примеры 7-12
10+30
40
10/50:50
10 ланолин
94
96
94
92
96
97
Примеры 13-18
15+25
55
5/95:5
1 ланолин
92
98
95
96
95
96
Примеры 19-24
20+25
55
5/95:5
1 Т-2
95
96
93
91
94
96
Примеры 25-30
15+25
55
5/99,9:0,1
0,1 Т-2
95
96
94
95
96
94
Примеры 31-36
15+30
55
10/50:50
10 Т-2
98
96
96
92
94
96
Примеры 37-42 (по способу - прототипу)
20+3100
55
400/50:50
-
61
63
55
51
47
52
Примечание: Содержание производных хлорофилла в образцах очанки лекарственной составляет 1,61 мг %, в образца цветков бузины - 2,13 мг %, зверобое - 6,71 мг %, ромашке - 4,08 мг %. Определение проводили аналогично (Хаззаа И.Х., Вайнштейн В.А., Чибиляев Т.Х. Экстрагирование липофильных БАВ из травы зверобоя водно-масляными эмульсиям. Химико-фармацевтический журнал, 2003, №7. С.20-23)
Содержание суммы каротиноидов в образцах измельченной сушеной моркови составляет 40 мг %, в образцах тыквы измельченной - 64 мг % (Справочник «Химический состав пищевых продуктов, кн.1, изд.2, Москва, ВО «Агропромиздат», 1987).
Таблица 3
Данные по микробиологической чистоте заявляемых экстрактов согласно СанПин 1.2.681-97 и МУК 4.2.801-99
Пример
Количество мезофильных аэробных и факультативно-аэробных микроорганизмов; КОЕ в 1 г
Обсемененность
Плесневые грибы и дрожжи; КОЕ в 1 г
Бактерии группы кишечных палочек (колиформы); в 1 г
Pseudomonas aerugnosa
Staphylococcus aureus
Пример 1
10
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 2
10
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 3
10
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 4
10
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 5
10
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 6
10
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 7
60
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 8
40
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 9
40
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 10
60
<10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 11
40
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 12
40
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 13
80
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 14
80
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 15
40
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 16
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 17
40
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 18
40
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 19
80
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 20
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 21
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 22
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 23
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 24
40
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 25
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 26
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 27
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 28
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 29
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 30
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 31
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 32
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 33
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 34
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 35
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 36
10
10
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 37 (по способу-прототипу)
1200
210
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 38 (по способу-прототипу)
1480
180
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 39 (по способу-прототипу)
1360
280
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 40 (по способу-прототипу)
1440
220
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 41 (по способу-прототипу)
1150
260
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Пример 42 (по способу-прототипу)
1340
210
Не выделены
Не выделены
Не выделены
Норма, не более
1000
100
Отсутствие
Отсутствие
Отсутствие
Примечание: Микробиологическая чистота экстрактов по примерам 1-36 определена по истечении 12 месяцев от даты изготовления. Микробиологическая чистота экстрактов по примерам 37-42 (получение экстрактов по способу-прототипу) определена по истечении 3-х месяцев от даты изготовления. На дату изготовления все экстракты по микробиологической чистоте отвечали требованиям МУК 4.2.801-99