СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХИХ ЭКСТРАКТОВ РАСТЕНИЙ
WAY OF RECEPTION OF DRY EXTRACTS OF PLANTS

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а более точно к способам получения сухих экстрактов растений.
В последнее время повышенный интерес проявляется к препаратам лекарственного происхождения, так как при их применении аллергические заболевания, возникающие при использовании химиотерапевтических средств, маловероятны.
Традиционной и наиболее распространенной лекарственной формой из растительного сырья являются, как правило, спиртовые настойки и жидкие экстракты. Обе формы являются препаратами мягкого действия. Они не обладают способностью к коммуляции (накапливанию в организме), поэтому курс лечения длителен, порядка 1-2 мес. Таким образом, наряду с лекарствами больной получает дозу спирта, что является противопоказанием для больных, особенно для детей. В связи с этим становится актуальной проблема получения сухих экстрактов растений.
Лечебное действие сухих экстрактов растений обусловлено не одним действующим веществом, а всем комплексом биологически активных веществ, содержащихся в исходном растительном сырье. Важно, чтобы получаемый сухой экстракт стабильно сохранял биологическую активность исходного растительного сырья, а также чтобы он не был гигроскопичным, так как в противном случае он быстро отсыревает и превращается в вязкую массу, непригодную к употреблению. Оба этих факта зависят от способа получения сухих экстрактов растений.
Известен ряд таких способов. Как правило, они включают многоразовую обработку исходного растительного сырья экстрагентом: водой, спиртом или водно-спиртовой смесью. В результате получают вытяжку экстрактивных и биологически активных веществ, которую подвергают замораживанию и сушке. Две последние стадии этих способов являются наиболее важными, так как именно от их режимов зависят качественные показатели целевого продукта. Замораживание вытяжки экстрактивных веществ проводят обычно на протяжении длительного времени (до 20 ч) при температуре порядка (-18°С)-(-30°С), а сушку замороженной вытяжки проводят в жестких условиях при высоких температурах.
В таких условиях процесс замораживания вытяжек экстрактивных веществ происходит недостаточно глубоко, а термолабильные действующие вещества исходного растительного сырья при сушке разрушаются, то есть получаемый целевой продукт содержит значительное количество влаги и не обладает биологической активностью исходного растительного сырья. Спектр действия по сырью таких способов ограничен. Они не применимы для растительного сырья, содержащего нестабильные (лабильные) биологически активные вещества и сахара. Кроме того, при охлаждении вытяжки в качестве хладагента, как правило, используют этанол, который является дорогостоящим и социально опасным продуктом.
Известен способ получения сухого экстракта льнянки обыкновенной, предусматривающий многоразовую обработку исходного растительного сырья водой и спиртом с получением вытяжки экстрактивных и биологически активных веществ. Полученную вытяжку замораживают в холодильной ванне, используя в качестве хладоносителя этанол с температурой (-25°С)-(-30°С), на протяжении 30-60 мин и выдерживают при температуре (-18°С)-(-26°С) в течение 16-20 ч. После этого проводят высушивание замороженного продукта в вакууме 45-65 мм рт.ст. с включением подогрева до 36-38°С в течение 6-8 ч и доводят конечную температуру сушки продукта до 36-38°С, а конечный вакуум в пределах 40-60 мм рт.ст.
При осуществлении этого способа также происходит слабое замораживание экстрактов в течение длительного времени, приводящее к значительному содержанию в целевом продукте остаточной влаги, повышающей его гигроскопичность. Способ также неприменим к получению сухих экстрактов из растительного сырья, содержащего лабильные биологически активные вещества и сахара, так как используемые режимы вакуумирования и температуры сушки приводят к получению целевого продукта, нестабильного с момента окончания сушки из-за его быстрого оплавления и комкования. Продукт не поддается измельчению, поэтому из него невозможно изготовить никакую дозированную лекарственную форму. Способ также предусматривает использование этанола.
Цель изобретения - создание такого способа получения сухих экстрактов растений, который позволял бы получать малогигроскопичный целевой продукт, стабильно сохраняющий биологическую активность исходного растительного сырья, и был бы применим к растительному сырью широкого ассортимента.
Цель достигается тем, что предлагается такой способ получения сухих экстрактов растений, включающий обработку исходного измельченного сырья экстрагентом с получением вытяжки экстрактивных веществ, замораживание полученной вытяжки хладагентом с последующей ее сушкой, в котором согласно изобретению замораживание указанной вытяжки осуществляют со скоростью 50-100°С/мин, а сушку при повышающейся температуре до температуры не более 60°С и давлении
-3
-3
5·10-1,5·10 мм рт.ст. до содержания влаги в целевом продукте не более 5 мас.%.
В качестве растительного сырья можно использовать лекарственные растения, в частности элеутерококк, ландыш, ромашку, календулу, а также можно использовать пищевые растения (овощи), например капусту, свеклу, морковь.
Как указывалось выше, сначала измельченное сырье обрабатывают экстрагентом. В качестве экстрагентов используют традиционно принятые воду, этанол или их смесь. Обработка экстрагентом, как обычно, предусматривает многоразовое извлечение экстрактивных веществ с получением вытяжки этих веществ.
Для замораживания вытяжки могут быть использованы любые жидкие хладагенты, применяемые в промышленности. Такими хладагентами могут быть азот, аргон, аммиак, гелий. Выбранный диапазон скорости замораживания вытяжки экстрактивных веществ позволяет быстро провести процесс замораживания при достижении глубокой степени замораживания. Такой режим позволяет максимально сохранить ценные свойства исходного сырья.
При проведении процесса замораживания со скоростью ниже указанного нижнего предела (менее 50°С/ мин) процесс растягивается во времени и не достигается нужной глубины замораживания продукта, что отрицательно сказывается на гигроскопичности целевого продукта.
При увеличении скорости замораживания более 100°С/мин происходит слишком быстрое замораживание продукта, который в таких условиях получается мелкодисперсным, легкоэлектризуемым и летучим.
Выбранный режим сушки замороженной вытяжки также является оптимальным, так как при этих условиях обеспечивается максимальное удаление влаги при сохранении ценных свойств продукта.
-3
Понижение давления ниже 5·10 мм рт.ст. приводит к необходимости повышать температуру сушки, а также удлинять процесс во времени, что технологически и экономически нецелесообразно, особенно в случае использования термолабильного сырья.
Начальная температура зависит от выбранного хладагента и аппаратурного оформления процесса, а конечная - от свойств исходного сырья, но не должна быть выше 60°С.
Проведение процесса сушки за пределами указанной температуры приводит к частичному перегреву и термодеструкции целевого продукта, что в свою очередь снижает его биологическую активность.
Таким образом, благодаря выбранным режимам замораживания (быстро во времени при достижении глубокой степени замораживания) и сушки (мягкие условия) предлагаемый способ получения сухих экстрактов позволяет работать на любом лабильном виде растительного сырья практически без ограничения, так как при подобранных режимах происходит значительное удаление влаги при сохранении биологической активности исходного сырья.
Сухие экстракты, получаемые по предлагаемому способу, содержат основные действующие вещества исходного растительного сырья и обладают близкой к нему, а в ряде случаев даже выше, биологической активностью. Кроме того, некоторые сухие экстракты в процессе их получения приобретают новое свойство, а именно радиозащитное.
Целевой продукт представляет собой порошок, сохраняющий сыпучесть и биологическую активность на протяжении порядка 2-3 лет. Содержание влаги в нем составляет не более 5 мас.% легко и быстро растворяется в воде и липофильных средах, а также легко подвергается технологической обработке - хорошо гранулируется и таблетируется.
Продукт хранят в сухой плотно укупоренной таре при пониженной температуре порядка 5-8°С.
Способ получения сухих экстрактов прост в технологическом оформлении и осуществляется следующим образом.
Для получения вытяжки экстрактивных и биологически активных веществ измельченное сырье обрабатывают традиционными приемами водой, этанолом или их смесью. Полученную вытяжку экстрактивных веществ замораживают с помощью хладагента с выбранной скоростью. Образующуюся в результате замораживания массу переносят в сублиматор и сушат.
Пример 1
-3
Измельченный корень элеутерококка многократно подвергают обработке 40%-ным этанолом с промежуточным отстаиванием. Объединенную вытяжку экстрактивных веществ замораживают с помощью жидкого азота со скоростью 100°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 26 ч при повышающейся температуре до 36°С и давлении 1,5·10 мм рт.ст.
По окончании сушки полученный сухой экстракт элеутерококка переносят в стеклянную тару и хорошо укупоривают.
Сухой экстракт элеутерококка представляет собой порошок светло-коричневого цвета. Он легко и быстро растворяется в воде. Содержание влаги в нем составляет 1,5 мас.%. Продукт стабилен в течение 3 лет при температуре 8°С, легко поддается дальнейшей технологической обработке.
Биологическую активность полученного продукта определяют по кардиотоксическому эффекту на утомленном изолированном сердце лягушки. Изолирование проводят по методу Штаубе.
-2
-3
-3
Готовят точную навеску сухого экстракта в количестве 0,2500 г, помещают в мерную колбу на 25 мл и растворяют в растворе Рингера. Из этого раствора готовят разведения в концентрациях 1·10, 1·10, 1·10. Определяют минимальную концентрацию, вызывающую остановку сердца лягушки. Сухой экстракт элеутерококка проявляет кардиотоксический эффект в дозе 1:100.
Пример 2
-3
Получают сухой экстракт элеутерококка, как указано в примере 1, за исключением того, что замораживание вытяжки экстрактивных веществ осуществляют со скоростью 75°С/мин, а полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 26 ч при постоянно повышающейся температуре до 30°С при давлении 3·10 мм рт.ст.
Содержание влаги в полученном продукте составляет 1,5 мас.%.
Биологическая активность полученного продукта по кардиотоксическому эффекту проявляется в дозе 1:100.
Пример 3
-3
Получают сухой экстракт ландыша. Измельченный лист ландыша многократно подвергают обработке 70%-ным этанолом с промежуточным отстаиванием. Объединенную вытяжку экстрактивных веществ замораживают с помощью жидкого азота со скоростью 75°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 24 ч при повышающейся температуре до 60°С и вакууме 3·10 мм рт.ст.
Сухой экстракт ландыша представляет собой стабильный порошок зеленого с желтоватым оттенком цвета, легко измельчается, содержит 5% влаги, легко растворим в воде.
Биологическую активность продукта определяют биологическим методом. Для этого точную навеску полученного сухого экстракта ландыша в количестве 0,0725 г растворяют в 10 мл воды. Раствор вводят лягушкам подкожно от 0,3 до 0,4 мл интервалом 0,05 мл, определяя таким образом наименьшую дозу, вызывающую систолическую остановку сердца.
По наименьшей дозе с учетом дозы стандартного образца ландыша проводят расчет активности полученного продукта в 1 мл в ЛЕДах.
Биологическая активность сухого экстракта ландыша, полученного по заявляемому способу, составляет 18,6 ЛЕД в 1 мл.
Пример 4
-3
Получают сухой экстракт ландыша, как указано в примере 3, за исключением того, что замораживание вытяжки экстрактивных веществ осуществляют со скоростью 90°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 26 ч при постоянно повышающейся температуре до 60°С при давлении 5·10 мм рт.ст.
Содержание влаги в полученном продукте составляет 4 мас.%.
Биологическая активность полученного продукта составляет 18,5 ЛЕД в 1 мл.
Пример 5
-3
Получают сухой экстракт ландыша, как указано в примере 3, за исключением того, что замораживание вытяжки экстрактивных веществ осуществляют со скоростью 50°С/мин, а полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 26 ч при постоянно повышающейся температуре до 60°С и давлении 1,5·10мм рт.ст.
Содержание влаги в полученном продукте составляет 5 мас.%.
Биологическая активность полученного продукта составляет 18,5 ЛЕД в 1 мл.
Пример 6
Измельченную траву ромашки многократно подвергают обработке 96%-ным этанолом с промежуточным отстаиванием. Получают вытяжку экстрактивных веществ, содержащую 1,7 мас.% суммы флавоноидов (в пересчете на рутин).
Цельные цветки календулы многократно повергают обработке 96%-ным этанолом и водой с промежуточным отстаиванием. Получают вытяжку экстрактивных веществ, содержащую 2,2 мас.% суммы флавоноидов (в пересчете на рутин).
-3
Полученные вытяжки смешивают в равных пропорциях с получением суммарной вытяжки, содержащей 1,9 мас.% суммы флавоноидов (в пересчете на рутин), и замораживают с помощью жидкого азота со скоростью 65°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 20 ч при возрастающей температуре до 35°С и давлении 1,5·10 мм рт.ст.
По окончании сушки полученный сухой экстракт ромашки и календулы переносят в сухую стеклянную тару и хорошо укупоривают.
Сухой экстракт ромашки и календулы представляет собой порошок, легкий, слегка комкующийся, светло-желтого с зеленоватым оттенком цвета, с содержанием 1,8 мас.% суммы флавоноидов (в пересчете на рутин) и 2 мас.% влаги. Продукт стабилен в течение трех лет при температуре 8°С и легко поддается дальнейшей технологической обработке.
Биологическую активность полученного продукта определяют по антирадикальной активности по системе, включающей ярко окрашенный стабильный свободный радикал дифенилпикрилгидразил (ДФПГ)
Результаты тестирования экстракта на способность к перехвату свободных радикалов ДФПГ показал, что его антирадикальная активность составляет 35 мкмоль/г, что на 20% превышает активность исходного сырья.
Пример 7
-3
Получают сухой экстракт ромашки и календулы, как указано в примере 6, за исключением того, что замораживание вытяжки экстрактивных веществ осуществляют со скоростью 80°С/мин, а полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 20 ч при повышающейся температуре до 30°С и давлении 3,5·10 мм рт.ст.
Содержание влаги в полученном продукте составляет 2 мас.% и сумма флавоноидов 1,75 мас.% (в пересчете на рутин).
Биологическая активность полученного продукта по антирадикальной активности составляет 30 мкмоль/г.
Пример 8
-3
Получают сухой экстракт ромашки и календулы, как указано в примере 6, за исключением того, что замораживание вытяжки экстрактивных веществ осуществляют со скоростью 55°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 20 ч при постоянно повышающейся температуре до 5°С и давлении 5·10 мм рт.ст.
Содержание влаги в полученном продукте составляет 2 мас.% и суммы флавоноидов 1,8 мас.% (в пересчете на рутин).
Биологическая активность полученного продукта по антирадикальной активности составляет 30 мкмоль/г.
Пример 9
Измельченные кочаны капусты многократно подвергают обработке водой с получением вытяжки экстрактивных веществ.
Измельченные корнеплоды свеклы многократно подвергают обработке водой с получением вытяжки экстрактивных веществ.
Полученные вытяжки смешивают в равных пропорциях и замораживают с помощью жидкого азота со скоростью 100°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 22 ч при возрастающей температуре до 30°С и давлении
-3
1,5·10 мм рт.ст.
Полученный сухой экстракт свеклы и капусты представляет собой порошок, легкий, слегка комкующийся, фиолетового цвета с содержанием влаги 4 мас.%. Продукт стабилен в течение двух лет при температуре 8°С, легко поддается дальнейшей технологической обработке.
60
Биологическую активность полученного продукта определяют по радиозащитной эффективности сухого экстракта на выживаемость и среднюю продолжительность жизни мышей при облучении их γ-лучами Со.
60
Эксперименты выполнены на мышах линии СВА массой 20-22 г. Животных облучали g-лучами Со в сублетальных дозах радиации.
Животные были разделены на 3 группы по 20 животных каждая.
I-ая группа животных
Сухой экстракт капусты и свеклы по 0,098 мг на мышь растворяли в дистиллированной воде и по 0,5 мл раствора вводили внутрижелудочно за 15-20 мин до облучения.
II-ая группа животных (контрольная)
Натуральный сок капусты и свеклы по 0,5 мл вводили каждому животному внутрижелудочно за 15-20 мин до облучения.
III-я группа животных (контрольная)
Дистиллированную воду по 0,5 мл вводили каждому животному внутрижелудочно за 15-20 мин до облучения.
Радиозащитную активность сухого экстракта и натуральных соков растений оценивали по 30-дневной выживаемости животных и средней продолжительности жизни (СПЖ).
В I-ой группе выжило 16 животных (80%). В контрольных группах выжило по 8 животных в каждой (40%).
Из приведенных данных можно сделать вывод, что сухой экстракт растений эффективнее в 2 раза по сравнению с контролем.
Пример 10
-3
Получают сухой экстракт свеклы и капусты, как указано в примере 9, за исключением того, что замораживание вытяжки экстрактивных веществ осуществляют со скоростью 70°С/мин, полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 22 ч при повышающейся температуре до 35°С и давлении 5·10 мм рт.ст.
Содержание влаги в полученном продукте составляет 3,5 мас.%.
Биологическую активность полученного продукта оценивали по радиозащитной активности, которую определяли, как указано в примере 9 (биологическая активность полученного продукта идентична биологической активности продукта примера 9).
Пример 11
Измельченные кочаны капусты многократно подвергают обработке водой с получением вытяжки экстрактивных веществ. Вытяжку замораживают с помощью жидкого азота со скоростью 100°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 24 ч при возрастающей температуре до 30°С и давлении
-3
1,5·10 мм рт.ст.
Полученный сухой экстракт капусты представляет собой порошок, легкий, слегка комкующийся, белого с зеленоватым оттенком цвета с содержанием влаги 2 мас.% и витамина С 56 мг%. Продукт стабилен в течение двух лет при температуре 8°С и легко поддается дальнейшей технологической обработке.
60
Биологическую активность полученного продукта определяют по радиозащитной активности сухого экстракта, определяемой по выживаемости и средней продолжительности жизни мышей при облучении их g-лучами Со.
Эксперименты выполнены на мышах линии СВА массой 20-22 г.
Животные были разделены на 2 группы по 20 животных каждая.
Одна группа животных в течение 7 дней до облучения получала с пищей сухой экстракт капусты в количестве 0,098 мг на мышь.
Контрольная группа животных не получала сухого экстракта капусты с пищей. Облучение проводили по общепринятой методике.
Радиозащитную активность сухого экстракта капусты оценивали по 30-дневной выживаемости животных и средней продолжительности жизни (СПЖ).
В контрольной группе выжило 10 животных (50%), в группе, получавшей сухой экстракт капусты -15 (75%).
Пример 12
-3
Получают сухой экстракт свеклы и капусты, как указано в примере 9, за исключением того, что замораживание вытяжки экстрактивных веществ осуществляют со скоростью 65°С/мин. Полученную массу высушивают в сублиматоре в течение 24 ч при повышающейся температуре до 35°С и давлении 3,5·10 мм рт.ст.
Содержание влаги в полученном продукте составляет 2,5 мас.% и витамина С 56 мг%.
Биологическая активность полученного продукта соответствует активности продукта, указанного в примере 11.