СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТА ИЗ ШРОТА ЧАГИ
METHOD FOR PREPARING CAKE SHELF FUNGUS EXTRACT

Изобретение относится к фармацевтической, пищевой и косметической промышленности и касается получения экстракта из шрота (жома) чаги. Изобретение может быть использовано для получения лекарственных препаратов, косметических средств, пищевых и биологически активных добавок.
Изобретение решает проблему рационального использования запасов природного сырья, в частности березового гриба чаги. Хотя ареал распространения этого гриба весьма обширен, возобновление сырья в природных условиях длительный процесс (5-7 лет). Культивирование чаги с привлечением биотехнологических приемов приводит к изменению состава экстрактов чаги по сравнению с природным сырьем.
В технологии получения препаратов на основе гриба чаги основным производственным процессом является экстрагирование сырья с помощью воды или другого органического растворителя, разрешенного для использования в фармацевтической промышленности. При этом получают экстракты, содержащие основную массу биологически активных соединений, и остается отход производства - шрот, который в дальнейшем не используется.
Известно, что из чаги водой экстрагируется 17-30% экстрактивных веществ, при экстрагировании водными растворами органических растворителей выход экстрактивных веществ может достигать 40%. При этом часть биологически активных компонентов чаги (до 20%) остается в шроте.
Известны способы получения экстрактов чаги, включающие в себя несколько стадий. После первой стадии в экстракции участвует уже обедненное сырье чаги (шрот, жом).
7
Известен способ получения водного экстракта чаги, включающий экстрагирование чаги горячей водой при температуре 60-70°С с получением экстракта первой ступени и жома (шрота), затем шрот экстрагируют горячей водой при температуре 60-70°С (патент RU №2343930 МПК А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 20.01.2009).
7
Известен способ получения экстрактов чаги, аналогичный первому способу, отличающийся тем, что чагу экстрагируют водным 7,5% раствором диметилсульфоксида, при этом получают на первой ступени жом (шрот), который затем снова экстрагируют водным 7,5% раствором диметилсульфоксида (патент RU №2448721 МПК А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 27.04.2012).
7
Известен способ получения спиртового экстракта чаги, включающий экстрагирование измельченного сырья чаги водой с получением водного экстракта и жома, который затем экстрагируют этиловым спиртом в две ступени (патент RU №2336888 МПК А61К 36/06, А61Р 39/06, А61Р 35/00, А61Р 37/02, А61Р 17/02, А61Р 9/14, опубл. 27.10.2008).
В результате экстрагирования чаги по всем этим способам остается шрот с последней ступени экстрагирования, в котором имеются не доизвлеченные биологически активные соединения.
Известны способы экстрагирования шрота чаги кипячением в хлороформе, метил-трет-бутиловом эфире в течение 1 часа, которыми доизвлекается - 0,0058 г/100 мл и 0,0041 г/100 мл экстрактивных веществ соответственно, причем антиоксидантная активность этих экстрактов - 3,41 Кл/мл и 0,09 Кл/мл соответственно [Сысоева М.А., Юмаева Л.Р., Кузнецова О.Ю. и др. Исследование состава биологически активных веществ шрота чаги. Перспективы использования шрота в производстве фармацевтических препаратов // Российский химический журнал (ХРХО им. Д.И.Менделеева). - 2010. - Т.54, №6. - С.107-113].
Недостатком этих способов является использование органических растворителей, низкие выход экстрактивных веществ и антиоксидантная активность экстракта.
7
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения спиртового экстракта чаги (патент RU №2341277 МПК А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 20.12.2008). В этом способе после водной экстракции чаги, оставшийся жом (шрот) экстрагируют путем кипячения в течение 2 часов в спиртовом растворе с концентрацией 70 мас.%, экстракт отфильтровывают.
Недостатками этого способа являются низкие выход экстрактивных веществ и антиоксидантная активность экстракта.
Технической задачей изобретения является разработка способа, позволяющего получать экстракт из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокой антиоксидантной активностью экстракта.
Поставленная задача решается способом получения экстракта из шрота чаги, в котором сначала шрот замораживают, затем заливают водным раствором диметилсульфоксида и гидроокиси натрия, причем температура раствора 50-90°С, настаивают при этой температуре в течение 1-2 часов, экстракт отфильтровывают.
Техническим результатом изобретения является получение экстракта из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокой антиоксидантной активностью экстракта.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Согласно изобретению задача максимально полного извлечения биологически активных веществ из сырья (шрота) решается за счет совместного действия физических (замораживание, нагревание) и химических (экстрагент) факторов.
Сущность замораживания заключается в том, что влага, находящаяся в шроте, под действием низких температур, превращается в крупные кристаллы льда, преимущественно расположенные в межклеточном пространстве. Формирующиеся кристаллы льда разрушают клеточные стенки и мембраны гриба чаги, в которых увеличивается количество микропор и микротрещин, приводя к лучшей проницаемости через клеточные барьеры соединений с большой молекулярной массой. Потом за счет резкого перепада температур (от температуры замораживания до температуры экстрагирования 50-90°С) деструкция клеточных барьеров усиливается, в результате экстрагент легче проникает внутрь клеток. Диметилсульфоксид, содержащийся в экстрагенте, усиливает проницающую способность клеточных мембран [Технология лекарственных форм: в 2 т. Т.1 / Р.В. Бобылев [и др.]; под ред. Л.А. Ивановой. - М.: Медицина, 1991 - 544 с.: ил.], а гидроокись натрия повышает растворимость экстрактивных веществ чаги [Кукулянская Т.А. и др. Физико-химические свойства меланинов, образуемых чагой в природных условиях и при культивировании // Прикладная биохимия и микробиология. - 2002. - т.38. - №1. - С.68-72.]. Результатом совместного воздействия этих факторов является максимально полное извлечение экстрактивных веществ.
Кроме того, при замораживании шрота его сохранность увеличивается от 1-3 недель до нескольких месяцев, что позволяет накапливать шрот от различных производственных партий для дальнейшей его переработки.
Температура экстрагирования 50-90°С позволяет проводить процесс при оптимальных условиях. Во-первых, обеспечивается достаточный температурный перепад от температуры замораживания до температуры экстрагирования. Во-вторых, заданные температурные условия являются оптимальными для процесса экстрагирования. При температуре менее 50°С выход продукта снижается и антиоксидантная активность экстракта из шрота чаги уменьшается. Температура выше 90°С не приводит к существенному увеличению выхода экстрактивных веществ и антиоксидантной активности.
Длительность настаивания - это один из важных параметров экстрагирования, влияющих на степень извлечения экстрактивных веществ. При настаивании шрота менее 1 часа снижается выход экстрактивных веществ. Экстрагирование более 2 часов - нерентабельно, так как выход экстрактивных веществ увеличивается не сильно, а антиоксидантная активность изменяется незначительно.
Конкретные примеры реализации способа.
Для подтверждения эффекта использованы два вида шрота:
1 - шрот чаги, оставшийся после экстрагирования водой согласно способу получения водных экстрактов чаги, описанному в патенте РФ №2343930;
2 - шрот чаги, оставшийся после экстрагирования водным 7,5% раствором диметилсульфоксида по способу получения экстракта чаги, описанному в патенте РФ №2448721.
Пример 1. Навеску 10 г шрота чаги замораживают в холодильной камере, затем заливают 40 мл водного раствора, содержащего 7,5 мас.% диметилсульфоксида и 5 мас.% гидроокиси натрия с температурой 70°С. Шрот настаивают при этой температуре в течение 1,5 часов, экстракт отфильтровывают.
Примеры 2-16. Аналогичны примеру 1. Режимные условия приведены в таблице.
Для сравнения дополнительно были получены экстракты без замораживания (пример 17) и с использованием других экстрагентов (примеры 18, 19).
Пример 17. Аналогичен примеру 1, но без предварительного замораживания шрота.
Пример 18. Аналогичен примеру 1, но в качестве экстрагента используют водный раствор, содержащий только диметилсульфоксид (7,5 мас.%).
Пример 19. Аналогичен примеру 1, но в качестве экстрагента используют воду.
Содержание экстрактивных веществ в полученных экстрактах определяли согласно Государственной Фармакопее СССР: XI, Вып.1 и 2. - М.: Медицина; 1990.
Антиоксидантную активность экстрактов шрота чаги определяли по способу определения интегральной антиоксидантной емкости биологических жидкостей (патент RU №2253114 МПК G01N 33/48, 2005).
Результаты экспериментов обработаны с помощью программы «Statistica 6.0» и приведены в таблице, при доверительной вероятности Р=0,95, n=5 (n - объем выборки или количество экспериментов).
Таблица 1
Влияние условий замораживания шрота и режимов экстрагирования на свойства экстрактов
№ пр.
Сырье
Режим экстрагирования
Температу-ра, °С
Время, ч
Концентрация экстрагента, масс.%
Выход экстрактивных веществ, г/100 мл
Антиоксидантная активность экстракта, Кл/мл
ДМСО*
NaOH**
Прототип
Шрот 1
кипячение
2
70% спиртовый раствор
0,26
1,20
1
70
1,5
7,5
5
4,45
16,80
2
40
1
1
1
2,95
6,90
3
50
2
5
2
4,15
10,60
4
60
1,5
7,5
5
4,89
15,60
5
Шрот 1
70
1,5
20
10
5,58
15,21
6
80
1
10
5
5,29
16,40
7
90
2
5
1
4,38
16,30
8
90
0,5
15
8
4,29
15,80
9
95
1
20
10
4,01
16,60
10
40
1
1
1
3,16
7,60
11
50
2
5
2
3,98
10,88
12
60
1,5
7,5
5
5,29
15,40
13
Шрот 2
70
1,5
7,5
5
4,65
17,61
14
80
1
10
5
4,01
17,80
15
90
2
5
1
5,28
16,80
16
95
1
20
10
5,17
16,10
Без заморозки
17
Шрот 1
70
1,5
7,5
5
3,21
9,80
Другой экстрагент
18
Шрот 1
70
1,5
7,5
0
0,22
0,78
19
Шрот 2
70
1,5
вода
0,25
0,59
* ДМСО - диметилсульфоксид
** NaOH - гидроокись натрия
Анализ табличных данных показывает, что по отношению к прототипу выход экстрактивных веществ по изобретению возрастает в 15-20 раз, при этом антиоксидантная активность экстрактов шрота чаги увеличивается в 9-15 раз.
Использование выбранного экстрагента в целом приводит к получению экстракта из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокой антиоксидантной активностью. Однако, введение стадии замораживания позволяет увеличить этот эффект примерно в полтора раза (примеры 1 и 17).
В среднем изобретение позволяет дополнительно извлечь из шрота чаги: экстрактивных веществ от 4,00 до 5,30 г/100 мл, при этом антиоксидантная активность экстракта из шрота чаги составляет от 10,60 до 18,30 Кл/мл (примеры 2-16).
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать экстракты из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокими показателями антиоксидантной активности.
Комплексный подход согласно изобретению может быть применим к любым шротам чаги.
Экстракт шрота чаги, полученный предлагаемым способом, можно рекомендовать в лечебной терапии для наружного применения в виде мазей, гелей, трансдермальных терапевтических систем (аппликационных фитопленок), а также использовать в составе космецевтических средств, пищевых и биологически активных добавок широкого спектра действия. Предлагаемый способ может быть реализован в промышленности.