СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТА ИЗ ОБЕЗЖИРЕННЫХ ПЛОДОВ РАСТОРОПШИ ПЯТНИСТОЙ
METHOD OF OBTAINING EXTRACT FROM FAT-FREE FRUIT OF MILK THISTLE

Настоящее изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к способу получения суммы флаволигнанов, используемой в медицинской практике в качестве гепатопротекторного средства.
Сумму флаволигнанов (МНН: силибинин) получают в виде сухого экстракта из плодов расторопши пятнистой - (Silybum marianum (L.) Gaerth.), семейства астровых - Asteraceae. Ее основными биологически активными веществами являются флаволигнаны (ранее они были более известны как полиоксифенилхроманоны или флавонолигнаны): силибин, силидианин и силикристин, являющиеся изомерами.
На основе сухого экстракта плодов расторопши пятнистой в России и за рубежом получили широкую известность такие препараты, как Силимар (Россия), Силибор (СССР, Украина), Легален (Германия, Словения), Карсил (Болгария), Силимарин Седико быстрорастворимый (Египет) и др. (Государственный реестр лекарственных средств, М., 2004 г., стр.70, 71, 400, 864, 890, 1002).
Известен способ получения суммы полиоксифенилхроманонов, в котором измельченные плоды расторопши пятнистой экстрагируют 80% этиловым спиртом. Водно-спиртовые извлечения упаривают до густого остатка, который растворяют в 50% этиловом спирте. Полученный раствор обрабатывают четыреххлористым углеродом, после чего полиоксифенилхроманоны извлекают из обезжиренного раствора смесью хлороформ-96% этиловый спирт (2:1). Органическую фазу упаривают досуха, остаток растворяют в 50% этиловом спирте и вновь извлекают полиоксифенилхроманоны вышеуказанной смесью.
Полученное извлечение упаривают досуха и измельчают. Выход готового продукта составляет 4,5-5,0% от массы измельченного сырья. Таким способом получают сухой экстракт плодов расторопши пятнистой, используемый для изготовления препарата «Силибор» (а.с. СССР №603386, МПК А61К 35/78, публ. 1978 г.).
Аналогичным способом получают сухой экстракт, используемый для изготовления препарата «Силибор» из околоплодников плодов расторопши пятнистой, при этом экстракцию сырья 80% этиловым спиртом ведут при температуре 35-37°С. Сухой остаток, образующийся после упарки органической фазы, как указано выше, растворяют в 70% этиловом спирте, отфильтровывают, раствор упаривают до густого состояния, растворяют в 95% этиловом спирте и высушивают. Выход готового продукта составляет 5,5-5,6% от массы измельченного сырья (Патент РФ №2038091, МПК А61К 35/78, публ. 1995 г.).
Недостатками этих способов являются: многостадийность процесса и использование высокотоксичного и легколетучего растворителя - четыреххлористого углерода.
Известен способ получения экстракта из обезжиренных плодов расторопши, включающий их экстракцию 70-85% этиловым спиртом методом реперколяции сначала при комнатной температуре, затем при температуре 60-85°С. Изобретение позволяет повысить содержание биологически активных соединений в продукте (Патент РФ №2139724, МПК А61К 35/78, публ. 1999 г.).
Недостатком указанного способа является то, что экстракт получают в виде жидкого продукта (1:1), что существенно сокращает область его использования.
Известен также способ получения Силимара, в котором измельченный жмых плодов расторопши пятнистой экстрагируют 80% этиловым спиртом на батарее из 6 реакторов при нагревании, водно-спиртовое извлечение сливают с шестого реактора, упаривают до 1/3 от первоначального объема, водный кубовый остаток обезжиривают петролейным эфиром и смешивают с 0,025% раствором соляной кислоты, выделившийся при этом осадок Силимара отфильтровывают, промывают водой и сушат в сушилке во взвешенном слое. Выход готового продукта составляет 4,9% от массы воздушно-сухого сырья или 81% от содержания суммы флаволигнанов в сырье (Патент РФ №2099076, МПК А61К 35/78, публ. 1997 г., прототип).
Недостатками указанного способа являются:
- значительная трудоемкость процесса, а следовательно, и большие трудозатраты, связанные с обслуживанием батареи экстракторов;
- большие энергозатраты, связанные с быстрочередующими циклами нагрева и охлаждения экстракционной массы (продолжительность шестикратной экстракции в каждом из 6 реакторов составляет 1 час, продолжительность каждого нагрева и каждого охлаждения - по 40-50 мин);
- длительность ввода и вывода батареи из установившегося процесса, т.е. большая инерционность процесса;
- получение нестандартных водно-спиртовых извлечений при выводе батареи из режима;
- при упаривании водно-спиртового извлечения до 1/3 от первоначального объема получают не водный кубовый остаток, а кубовый остаток, содержащий этиловый спирт (в противном случае Силимар выпадал бы в осадок, так как он нерастворим в воде), что требует регенерации спирта из отработанного маточного раствора;
- получение очень мелкого и медленно фильтрующего осадка целевого продукта (нередко в виде «молока»), что связано с использованием для его осаждения очень слабого (0,025%) раствора соляной кислоты;
- нередкое осмоление «влажного» Силимара при сушке во взвешенном слое, к чему приводит сочетание большого количества воды в продукте и высокая температура (температура воздуха на входе в сушильную камеру составляет 90-100°С).
Этот способ наиболее близок к предлагаемому способу получения сухого экстракта из обезжиренных плодов расторопши пятнистой, поэтому он выбран в качестве прототипа.
Задачей настоящего изобретения является упрощение технологического процесса, получение стабильного продукта за счет разработки технологии получения сухого экстракта из обезжиренных плодов расторопши пятнистой, основанной на новой совокупности операций на стадии экстракции растительного сырья 80% этиловым спиртом и на подборе оптимальных параметров на всех стадиях технологического процесса. Это позволяет получать концентрированные водно-спиртовые извлечения, в которых сбалансировано соотношение экстрактивных веществ и суммы флаволигнанов, а также получать готовый продукт стабильного качества, соответствующий нормативной документации (НД).
Для этого в способе получения экстракта из обезжиренных плодов расторопши пятнистой, включающем экстракцию этиловым спиртом при нагревании и перемешивании, разделение твердой и жидкой фаз, упаривание водно-спиртового извлечения, обезжиривание кубового остатка петролейным эфиром, осаждение суммы флаволигнанов раствором соляной кислоты, сушку, предложено экстракцию каждой порции обезжиренных плодов расторопши вести в двух реакторах трехкратно. При этом первое извлечение из каждого реактора направляют на дальнейшую обработку, а второе и третье водно-спиртовые извлечения из каждого реактора используют для первой и второй экстракции последующей порции свежего сырья соответственно в другом реакторе, на третью экстракцию в каждый реактор подают этиловый спирт.
Кроме того, первое водно-спиртовое извлечение можно упаривать в вакууме до 22-25% от первоначального объема, а обезжиривание кубового остатка петролейным эфиром вести двухкратно при соотношении компонентов 2:1 и 5:1 соответственно.
Осаждение суммы флаволигнанов из очищенного кубового остатка рекомендуется вести 0,1% раствором соляной кислоты.
Сушку суммы флаволигнанов целесообразно вести в два этапа, сначала предварительно выветривают при комнатной температуре, а затем сушат при температуре 43-50°С.
Способ реализуется следующим образом.
Измельченный жмых плодов расторопши пятнистой экстрагируют трехкратно 80% этиловым спиртом при температуре (55±5)С и непрерывном перемешивании. Процесс экстракции в установившемся режиме ведут на схеме, состоящей из двух реакторов, при этом первое водно-спиртовое извлечение из каждого реактора направляют на упаривание в вакууме до 22-25% от первоначального объема. Второе и третье водно-спиртовые извлечения из каждого реактора используют при первой и второй экстракции свежего сырья в другом реакторе, а на третью экстракцию сырья в каждый реактор подают 80% этиловый спирт.
Кубовый остаток - упаренное первое водно-спиртовое извлечение с содержанием этилового спирта около 50% - обезжиривают двухкратной обработкой петролейным эфиром, при этом соотношение фаз при первой форэкстракции составляет 2:1, при второй форэкстракции - 5:1.
Очищенный кубовый остаток смешивают с 0,1% раствором соляной кислоты в соотношении 1:6, выделившийся при этом осадок суммы флаволигнанов отфильтровывают, промывают очищенной водой до нейтральной реакции, выветривают под тягой и сушат в калориферной сушилке. Получают сумму флаволигнанов, соответствующую ФС 42-1340-99, с выходом 5,1% от массы воздушно-сухого измельченного сырья или 85,5% от суммы флаволигнанов в сырье.
Сравнительные показатели, характеризующие технологический процесс получения сухого экстракта из обезжиренных плодов расторопши пятнистой по прототипу и по предлагаемому способу, приведены в таблицах 1 и 2.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером.
Пример 1.
Измельченное сырье (размер частиц 3 мм) в количестве 70 кг (содержание суммы флаволигнанов 4,3% в пересчете на абсолютно сухое сырье) экстрагируют при перемешивании 80% этиловым спиртом при соотношении твердой и жидкой фаз 1:8 и температуре (55±5)°С. Продолжительность первой экстракции 3 ч. Спустя указанное время содержимое первого реактора охлаждают до 30-35°С, сливают первое водно-спиртовое извлечение в количестве 480 л, которое направляют на следующую стадию - упаривание. Затем при той же температуре (55±5)°С и перемешивании проводят еще две экстракции сырья 80% этиловым спиртом в количестве, равном слитому предыдущему извлечению; продолжительность второй экстракции составляет 2 ч, а третьей - 1 ч. Сливают по 480 л второго и третьего водно-спиртового извлечения. Процесс экстракции сырья 80% этиловым спиртом в установившемся режиме проводят одновременно на схеме, состоящей из двух реакторов, при этом первое извлечение из каждого реактора поочередно выводят на следующую стадию процесса - упаривание. Второе водно-спиртовое извлечение из реактора 1 подают на свежее сырье (первую экстракцию) в реактор 2, добавляют 80% этиловый спирт до соотношения твердой и жидкой фаз 1:8 и ведут экстракцию сырья при тех же параметрах процесса, что и в реакторе 1 при первом контакте фаз. Спустя 3 часа сливают первое водно-спиртовое извлечение из реактора 2 в количестве 480 л и направляют его на следующую стадию технологического процесса - упаривание. На вторую экстракцию в реактор 2 подают третье водно-спиртовое извлечение из реактора 1, на третью - 80% этиловый спирт в количестве, равном слитому предыдущему извлечению. Получают по 480 л второго и третьего водно-спиртового извлечения из реактора 2, которые используют для экстракции свежего сырья в реакторе 1 по вышеописанной схеме.
Первое водно-спиртовое извлечение из каждого реактора упаривают в вакууме до 120 л (25% от первоначального объема), при этом содержание спирта в кубовом остатке составляет около 50%.
Кубовый остаток, содержащий сумму флаволигнанов, очищают от остатков жирного масла двухкратной обработкой петролейным эфиром (т. кип. 70-100°С) при комнатной температуре и перемешивании. На первую форэкстракцию подают 60 л петролейного эфира, на вторую - 24 л (соотношение фаз при этом составляет 2:1 и 5:1 соответственно). Продолжительность каждой обработки составляет 20 мин, а отстаивания - 30-40 мин. Форэкстракты объединяют (получают 84 л) и регенерируют петролейный эфир путем отгонки; отгон петролейного эфира промывают водой (10% от его объема) и вновь используют в производстве.
Очищенный кубовый остаток добавляют к 720 л 0,1% раствора соляной кислоты (соотношение 1:6) при комнатной температуре и перемешивании, при этом выделяется осадок суммы флаволигнанов, который отфильтровывают (центрифугируют) спустя 15 мин, промывают очищенной водой до нейтральной рН, после чего «сырой» продукт выветривают под тягой в течение 10-12 ч и затем сушат в калориферной сушилке при 45-50°С в течение 7-8 ч. Высохший продукт измельчают и просеивают через сито. Получают 3,58 кг суммы флаволигнанов, соответствующей НД по всем показателям, с выходом 5,1% от массы измельченного сырья или 85,5% от суммы флаволигнанов в сырье. Этиловый спирт из основного маточного раствора после его нейтрализации регенерируют путем отгонки при атмосферном давлении.
Использование предлагаемого способа в сравнении с известным обеспечивает следующие преимущества:
- упрощение технологического процесса за счет новой совокупности операций на стадии экстракции растительного сырья, где используется минибатарея из двух реакторов;
- быстрый вход и выход из установившегося режима, т.е большая мобильность процесса в зависимости от потребностей рынка;
- использование для осаждения суммы флаволигнанов 0,1% раствора соляной кислоты, что позволяет всегда получать крупный, хорошо сформировавшийся и легко фильтрующийся осадок;
- стадии очистки кубового остатка петролейным эфиром и выделения суммы флаволигнанов из очищенного кубового остатка 0,1% раствором соляной кислоты осуществляют каждую в один прием, т.е. готовый продукт получают от одной загрузки однородным, в то время как по прототипу разные сливы для дальнейшей обработки то объединяют произвольным образом по частям, то вновь разбивают, так как имеющееся типовое оборудование не умещает объединенную загрузку целиком;
- тщательно отжатый «влажный» осадок суммы флаволигнанов предварительно обязательно выветривают в течение 10-12 часов и лишь затем сушат, что позволяет избежать осмоления и обеспечивает хорошее качество готового продукта; выветривание можно ускорить сушкой без нагрева;
- снижение расхода энергоносителей (пара, воды и электроэнергии) за счет сокращения числа циклов: нагрев-экстракция-охлаждение;
- низкие трудозатраты - 10 чел.ч/кг.
Разработанный способ проверен в промышленных условиях при переработке различных партий сырья (общей массой свыше 10 т) и подтвердил вышеописанные результаты. Качество полученного продукта является стабильным и соответствует нормативным документам на препарат.
На основе предлагаемого способа на предприятии оформлен промышленный регламент на производство сухого экстракта из плодов расторопши пятнистой суммы (силибинина).
Как показали исследования, по сравнению с прототипом предлагаемый способ (см. табл.1, 2) обеспечивает упрощение и удешевление технологического процесса при одновременном выходе извлеченного продукта, соответствующего принятым нормам качества и количества.
Таблица 1Нормы расхода основного сырья по прототипу и предлагаемому способу
Наименование сырья
Расход кг/кг готового продукта
по прототипу
по предлагаемому способу
Жмых плодов расторопши пятнистой
21,18
20,48
Спирт этиловый ректификованный (100%)
25,8
21,67
Петролейный эфир (т. кип. 70-100°С)
3,0
1,55
Кислота соляная концентрированная
0,14
0,50
Таблица 2Сравнительные показатели процесса производства сухого экстракта из обезжиренных плодов расторопши пятнистой по прототипу и предлагаемому способу
Показатели
Способ получения сухого экстракта
По прототипу
По предлагаемому способу
Количество реакторов-экстракторов в схеме
6
2
Общая продолжительность экстракции сырья в каждом реакторе, ч
6
6
Количество экстракций сырья 80% этиловым спиртом в каждом реакторе
6
3
Количество циклов нагревания, экстракции и охлаждения в каждом реакторе для получения одного слива
6
3
Количество извлечений, направляемых на упаривание
Одно извлечение из реактора, являющегося головным в батарее
Одно - первое извлечение из каждого реактора
Содержание суммы флаволигнанов в жмыхе в пересчете на Силибин и абсолютно сухое вещество, %
4,06
4,3
Выход суммы флаволигнанов:
от массы воздушно-сухого сырья, %
4,9
5,1
от содержания действующих веществ в сырье, %
81,0
85,5
Содержание суммы флаволигнанов в готовом продукте в пересчете на Силибин и абсолютно сухое вещество, %
72,0
72,0