СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ЛЕЧЕБНОЙ ГРЯЗИ
METHOD FOR PREPARING BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES OF THERAPEUTIC MUD

Изобретение относится к медицине и касается способа получения концентратов биологически активных веществ, обладающих антиоксидантным действием.
Известен способ подготовки илово-глинистых отложений к применению, заключающийся в их механическом диспергировании до микроразмерных частиц (Патент РФ №2306942, 2006). Известен способ получения концентрата из Тамбуканской лечебной грязи, включающий обезвоживание сырья, измельчение, экстракцию спиртом с добавлением масла (Патент РФ №2313351, 2006). Известен способ получения средства, обладающего гепатопротекторным и желчегонным действием, осуществляемый путем экстракции измельченного сырья и отделения экстракта, причем в качестве сырья используют сбор лекарственного растительного сырья: трава солянки холмовой, трава чистотела, цветки пижмы (Патент РФ №2292897, 2006, (Чучалин) Биолит). Известны способы раздельного получения фракций водорастворимых (противовоспалительное АС №1506666, 1986) и липидных (гепатопротекторное АС №1260005, №36, 1986) биологически активных веществ из лечебной грязи.
Наиболее близким является способ (АС №1793578, 1996), заключающийся в предварительной обработке лечебной грязи спиртовым раствором щелочи при pH 8,5-9,0, экстракции обработанного сырья водой с последующим отделением экстракта от осадка, его упаривании в вакууме, в обработке сухого солевого экстракта хлороформом и упаривании полученного хлороформного раствора в вакууме.
Недостатком перечисленных способов является раздельные технологии получения фракций водорастворимых и липидных биологически активных веществ из лечебной грязи и невысокий их выход.
Задача изобретения - получение экстрактивных водных и липидных биологически активных веществ в одной технологической линии, сокращения времени экстракции, увеличение их выхода и повышение антиоксидантной активности.
Указанный технический результат получают благодаря тому, что илово-сульфидную грязь с влажностью 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 7-9 в соотношении 1:5-8 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. В жидкой среде, за счет эффекта кавитации, происходит образование пузырьков, заполненных газом. Гидродинамические возмущения в виде микропотоков, сильные импульсы сжатия вызывают схлопывание пузырьков, приводящее к разогреву грязевого раствора, ускорению процессов тепло- и массообмена и измельчению частиц сырья. За счет измельчения частиц происходит высвобождение минеральных солевых компонентов, гуминовых веществ и их растворение в водном растворе щелочи. После этого грязевой раствор отстаивается в емкости. Водная фаза, насыщенная солевыми и органическими компонентами в виде полисахаридов, полифенолов, гуминовых кислот, отделяется от лечебной грязи, фильтруется. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Полученный концентрат представляет собой комплекс водорастворимых биологически активных веществ. В нем определялось содержание антиоксидантов. Затем отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается растворителем в соотношении 1:2. В качестве растворителя используют спирт-хлороформ в соотношении 1:1. В связи с удалением солевых компонентов и измельчением частиц грязи облегчается доступ растворителя к липидным компонентам. За счет этого время экстракции сокращается в 2 раза. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ.
В таблице 1 приведены экспериментальные данные по извлечению из лечебной грязи кавитационным способом водорастворимых биологически активных веществ и липидных фракций с целью повышения их выхода и биологической активности.
Пример 1. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи оз. Тухлое влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 7 в соотношении 1:5 в емкости. После набухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водная фаза, насыщенная солевыми и органическими компонентами в виде полисахаридов, полифенолов, гуминовых кислот, отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 105 г/кг. Содержание антиоксидантов в нем повысилось. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 4,3 г/кг грязи. Целевой водорастворимый продукт, полученный по предлагаемому способу, представляет собой порошок светло-бежевого цвета со специфическим запахом, горько-соленого вкуса и содержанием антиоксидантов (АО) 0,08 моль/кг, которые обусловливают его биологическую активность. Липидная фракция - это мазеподобный продукт со специфическим запахом с содержанием антиоксидантов 0,28 моль/кг.
Пример 2. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 в соотношении 1:8 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водная фаза отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 106 г/кг, количество антиоксидантов равняется 0,07 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 4,5 г/кг грязи, а АО - 0,25 моль/кг.
Пример 3. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 в соотношении 1:5 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 5 мин. Затем водная фаза отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 115 г/кг, количество антиоксидантов равняется 0,11 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,1 г/кг грязи, а АО - 0,31 моль/кг.
Пример 4. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 в соотношении 1:8 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 5 мин. Затем водная фаза отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 110 г/кг, количество антиоксидантов равняется 0,10 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 4,9 г/кг грязи, а АО - 0,30 моль/кг.
Пример 5. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 118 г/кг, количество АО равняется 0,13 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,1 г/кг грязи, количество АО равняется 0,35 моль/кг.
Пример 6. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 120 г/кг, количество АО равняется 0,15 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,7 г/кг грязи, количество АО - 0,41 моль/кг.
Пример 7. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:8 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 125 г/кг, количество АО равняется 0,15 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,9 г/кг грязи, количество АО - 0,35 моль/кг.
Пример 8. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 5 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 120 г/кг, количество АО равняется 0,15 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 8,8 г/кг грязи, количество АО - 0,59 моль/кг.
Пример 9. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упариваются и высушивают. Выход составляет 130 г/кг, количество АО равняется 0,18 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 8,9 г/кг грязи, количество АО - 0,47 моль/кг.
Пример 10. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 122 г/кг, количество АО равняется 0,11 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 7,3 г/кг грязи, количество АО - 0,37 моль/кг.
Пример 11. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:8 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 130 г/кг, количество АО равняется 0,13 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 7,6 г/кг грязи, количество АО - 0,35 моль/кг.
Пример 12. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 135 г/кг, количество АО равняется 0,21 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 9,1 г/кг грязи, количество АО - 0,35 моль/кг.
Пример 13. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 137 г/кг, количество АО равняется 0,23 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 9,5 г/кг грязи, количество АО - 0,37 моль/кг.
Пример 14 (прототип). 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают спиртовым раствором щелочи при pH 9,0, в соотношении 1:3. Затем проводят экстракцию обработанного сырья водой в соотношении 1:8 с последующим отделением водного экстракта от осадка. Водный экстракт упаривают в вакууме. Выход составляет 75 г/кг, количество АО равняется 0,05 моль/кг. Сухой солевой экстракт обрабатывают хлороформом в соотношении 1:2. Липиды упаривают в вакууме. Выход липидов составляет 2,1 г/кг грязи, количество АО - 0,18 моль/кг.
Водорастворимые и липидные экстракты, полученные по предлагаемому способу и способу-прототипу, анализировали на содержание антиоксидантов. Анализ антиоксидантов проводился при помощи автоматизированной газометрической установки. Метод количественного определения АО основан на детальном изучении кинетики окисления кумола. Процесс окисления кумола представляется в виде кинетической кривой. По кинетической кривой рассчитывали период индукции и концентрацию АО. Константы скорости окисления определяются по полулогарифмической анаморфозе кинетической кривой поглощения кислорода кумолом.
В результате проведенных исследований установлено, что максимальный выход водного экстракта и липидной фракции наблюдается при обработке лечебной грязи в кавитационном аппарате в течение 5-10 минут при pH 8-9, что значительно превышает выход указанных фракций в прототипе. Экстракты обладает большей антиоксидантной активностью по сравнению с экстрактами, полученными по прототипу. Кроме того, предлагаемый способ осуществляется в 1 стадию и требует временных затрат в 3 раза меньше.
Таблица
Результаты определения выхода водорастворимых органоминеральных и липидных фракций и содержания в них антиоксидантов
№ примера
pH водного раствора
Время обработки, мин; соотношение грязь:вод. фаза
Выход водного экстракта, г/кг
Содержание АО в водном экстракте, моль/кг
Выход липидного экстракта, г/кг
Содержание АО в липидном экстракте, моль/кг
1
7
3; 1:5
105
0,08
4,3
0,28
2
7
3; 1:8
106
0,07
4,5
0,25
3
7
5; 1:5
115
0,11
5,1
0,31
4
7
5; 1:8
110
0,10
4,9
0,30
5
7
10; 1:5
118
0,13
5,1
0,35
6
8
3; 1:5
120
0,15
5,7
0,41
7
8
3; 1:8
125
0,15
5,9
0,39
8
8
5; 1:5
131
0,20
8,8
0,59
9
8
10; 1:5
130
0,18
8,9
0,47
10
9
3; 1:5
122
0,11
7,3
0,37
11
9
3; 1:8
130
0,13
7,6
0,35
12
9
5; 1:5
135
0,21
9,1
0,35
13
9
10; 1:5
137
0,23
9,5
0,37
14 пр.
8,5-9
-
75
0,05
2,1
0,18