Изобретение относится к биотехнологии, в частности к технологии получения биологически активных препаратов, используемых для косметических, лечебных и профилактических целей.
Известны биогенные стимуляторы, получаемые водной или водно-спиртовой экстракцией из корней или корневищ растений: левзеи, родиолы розовой, элеутерококка колючего, алтея, синюхи, девясила, женьшеня, заманихи, японской аралии пятнистой, которые применяют в качестве профилактических, лечебных средств или компонентов космических препаратов (Машковский М.Д. Лекарственные средства. Ч. 1, ч. 2, М. Медицина, 1978; Патент Японии N 1-34965, 1989, МКИ A 61 K 7/00.
Экстракцию целевых продуктов в известных способах осуществляют 40-70%-ными водными растворами спирта или приготовлением отваров непосредственно перед применением. Корневища или корни растений перед экстракцией измельчают. Использование препаратов в качестве профилактических и лечебных средств осуществляется преимущественно per os.
Целью изобретения является расширение диапазона использования клубней топинамбура (земляная груша, Helianthus tuberosus L) и способ получения биологически активных препаратов из этих клубней.
Поставленная цель достигается путем измельчения клубней топинамбура, экстракцией растворителем с последующим отделением целевого продукта в виде раствора, осветлением его, тем, что в качестве растворителя используют дистиллированную воду или 0,85-0,9%-ный водный раствор хлористого натрия. Поставленная цель достигается также тем, экстракцию осуществляют при pH 5,0-7,5 в течение 5-60 мин при массовом соотношении клубни и экстракционный раствор, равном 1:4 2 при температуре 5-80oC. Поставленная цель достигается также тем, что целевой продукт получают в виде раствора отстаиванием либо фильтрацией экстракта. Для более глубокой очистки продукта с целью последующего инъекционного применения препаратов используют традиционные методы ультрафильтрации с применением мембранных материалов и полых волокон.
В патентной и научно-технической литературе неизвестны технические решения, содержащие признаки, аналогичные заявляемым, т.е. предложение соответствует критерию "новизна". Также нами впервые установлено, что использование предложенного способа позволяет получать из клубней топинамбура препараты, обладающие биологической активностью, т.е. предложение соответствует критерию "изобретательский уровень".
В научно-технической литературе клубни топинамбура до предложения авторов рассматривались как сырье для производства полисахарида-инулина, спирта и как дешевый корм для животных.
Заявленное техническое решение просто в технической реализации, т.е. промышленно осуществимо.
Изобретение иллюстрируется в примерах реализации способа и испытаниях на биологическую активность получаемых способом препаратов.
Пример 1.
0,5 кг клубней топинамбура измельчают на мясорубке. К полученному фаршу добавляют охлажденный до 5oC 0,9%-ный раствор хлористого натрия в количестве 1 л (pH раствора 6,5), перемешивают в течение 5 мин, фильтруют через сито и далее полученный раствор отстаивают в течение 1 ч. Надосадочную жидкость декантируют и проводят фильтрацию через бумажный фильтр и далее через мембраны типа "Millipor" с диаметром пор 0,22 мкм.
Пример 2.
1,0 кг клубней топинамбура измельчают на мясорубке и добавляют к полученному растительному фаршу 1 л дистиллированной воды при комнатной температуре. Полученную смесь прогревают на водяной бане до 80oC и выдерживают при постоянном перемешивании при этой температуре 15 мин (pH раствора 7,5). Полученную смесь фильтруют через сито. Полученный раствор отстаивают в течение 10 ч при 5oC (температура бытового холодильника). Надосадочную жидкость декантируют и используют в качестве целевого продукта.
Пример 3.
0,5 кг клубней топинамбура измельчают на гомогенизаторе в 1,5 л 0,85%-ного водного раствора хлористого натрия при комнатной температуре. Полученный гомогенат нагревают на водяной бане до 50oC, выдерживают 1 ч при этой температуре и охлаждают до комнатной температуры. Раствор фильтруют через сито и далее отстаивают в течение 1 ч. После отстаивания раствор фильтруют через 8-слойную марлю с последующей дополнительной очисткой и стерилизацией пропусканием через мембранный фильтр "Millipor" с диаметром пор 0,22 мкм.
Пример 4.
1,0 кг клубней топинамбура измельчают на мясорубке и добавляют к полученному фаршу 4 л дистиллированной воды. Выдерживают смесь при перемешивании при комнатной температуре в течение 30 мин и фильтруют через сито. Полученный раствор отстаивают в течение 30 мин и фильтруют через 8-слойную марлю.
Осветление водные экстракты из клубней топинамбура могут являться биоактивными субстанциями или ингредиентами для создания различных косметических, профилактических и лечебных продуктов. Стерилизующая фильтрация целевых продуктов через мембранные материалы с диаметром пор 0,22 мкм позволяет получать препараты инъекционного применения наряду с их использованием per os.
Реализация способа позволяет получать новый класс биологически активных препаратов из нового растительного сырья топинамбура (класс препаратов "Топикс").
Биологическая активность препаратов "Топикс" (целевые экстрактивные продукты из клубней топинамбура) проверена в экспериментах на лабораторных животных (крысы, мыши). Доказательства по выявленным видам биологической активности для препаратов, полученных предложенным способом, приведены в экспериментальном материале, изложенном в следующих примерах.
Антистрессорная активность. Данный вид биологической активности проверен в тесте "Открытое поле" на белых беспородных мышах-самцах (масса 18-20 г), моделирующем условия эмоционального стресса, а также по биохимическим показателям крови и печени декапитированных животных (лабораторные белые крысы), подвергнутых стрессу в модели жесткой иммобилизации, с определением количественных показателей язвенно-эрозивных поражений их желудков.
В тесте "открытое поле" стресс моделировали включением четырех ламп мощностью 60 Вт. Поведение животных ориентировочно-исследовательские реакции фиксировали по следующим параметрам: вертикальная двигательная активность (стойка), горизонтальная двигательная активность и заглядывание в отверстие (норковый рефлекс). Полученные результаты приведены в табл. 1.
По данным табл. 1 видно эффективное защитное действие на организм животных препарата "Топикс", полученного предложенным способом.
Данные по содержанию молочной (МК), пировиноградной (ПВК) кислот и глюкозы в крови животных при стрессе приведены в табл. 2. (Примечание: животным из опытных групп спаивали целевой продукт в течение 14 дней в дозах по 1 мл/кг живого веса в сутки, а контрольным животным спаивали воду).
Как видно из табл. 2, в опытной группе животных отсутствует существенное повышение уровня МК и ПВК в крови животных, подвергнутых стрессу.
Аланин- и аспартат-трансминаза (АЛТ и АСТ) играют важную роль в диагностике заболеваний печени и сердца. Повышение активности АЛТ и АСТ позволяет судить о повреждении этих органов при стрессе. Выявлено, что повышение активности АЛТ и АСТ крови и печени у животных контрольных групп более чем в 2 раза превышает тот показатель у животных из опытной группы.
Характерным показателем стресса является активация перекисного окисления липидов повышение уровня малонового диальдегида (МДА) и гидроперекисей липидов (ГЛ). Установлено, что после введения препарата животным отсутствует достоверное различие в уровнях МДА и ГЛ в опытной группе животных до и после стресса при увеличении этих показателей у животных контрольной группы. Это указывает на антиокислительную активность препаратов при стрессе.
В табл. 3 приведены данные по язвообразованию в желудке крыс при стрессе.
Несмотря на то, что у всех стрессированных животных были язвы, их количество у животных, принимавших препарат, было на 33% меньше в сравнении с контролем при одновременном снижении на 36% размеров язв.
Иммунная активность (иммуностимуляция). Для выявления этого вида биологической активности использовали модель аллоксанового диабета. Оценку иммунной системы проводили по методу локального гемолиза, сущность которого заключается в обнаружении и количественном определении клеток, образующих антитела. Клетки животных (мыши), иммунизированных эритроцитами барана, суспендировали вместе с избытком эритроцитов и комплементом в узкой камере, образованной двумя предметными стеклами. В ходе инкубации клетки, образующие антитела, секретируют свой иммуноглобулин, который связывается с окружающими эритроцитами. Комплемент вызывает лизис таких эритроцитов и вокруг каждой антителообразующей клетки возникает зона гемолиза, свободная от эритроцитов (метод антителобразующих клеток АОК). Исследуемый препарат "Топикс" вводили внутрибрюшинно белым лабораторным мышам в течение 3 дней. На 5-е сутки у животного извлекали селезенку и из нее готовили гомогенат. В результате подсчета АОК на 106 спленоцитах оказалось, что препарат стимулирует иммунный ответ по гуморальному типу на 30% по сравнению с контролем.
Испытано влияние препарата на гуморальное звено иммунитета. Мышам вводили препарат per os в течение 7 дней, после чего животных иммунизировали путем внутрибрюшинного введения раствора эритроцитов барана в объеме 0,2 мл. Двум группам мышей вводили аллоксан внутрибрюшинно (модель сахарного диабета) за трое суток до забоя в дозе 40 мг/кг массы тела животного. Забой животных проводили на 7, 14, 21 сутки после иммунизации. Титры антител смотрели по реакции гемаглютинации. В табл. 4 приведены данные сопоставления титров антител у животных различных опытных групп по отношению к контролю в динамике иммунного ответа, где К контрольная группа животных, П- группа животных, обработанных препаратом, П+А группа животных, обработанных препаратом с последующей обработкой аллоксаном; А группа животных, обработанных аллоксаном.
На фоне депрессии иммунной системы в группе А (группа с экспериментальным диабетом) предварительное введение препарата животным в группах П и П+А сопровождается увеличением титра антител к 14 суткам более чем в 100 раз (более 2 lg)
Мембранстабилизирующее действие. Этот вид активности выявлен методом иммунного гемолиза. Животные (белые крысы) получали препарат per os в течение 10 дней в дозе 0,1 мл/кг веса. В сыворотке крови животных, забитых на 5-е сутки после приема препарата, наблюдалась задержка гемолиза эритроцитов барана по сравнению с сывороткой контрольных животных.
В группе животных П+А гемолиз эритроцитов не наблюдался в течение 15 мин, в то время как в контрольной группе гемолиз на 50% проходил за 6 мин.
Адаптогенная активность (влияние на работоспособность)
Этот вид активности для получения препаратов выявлен в тесте на длительность плавания животных (белые мыши). Предварительно животным привязывали груз, составляющий 1/10 часть массы их тела. В табл. 5 приведена зависимость длительности плавания животных от способа применения препарата "Топикс".
Полученные результаты по проверке адаптогенной активности новых препаратов, полученных предложенным способом, показывают высокую активность препаратов независимо от способа их применения. Физическая работоспособность опытных групп 1 и 2 животных в 2 раза выше работоспособности животных в контрольной группе.
Антиалкогольная (антинаркотическая) активность.
Проверена в тестах на белых мышах. Алкогольный наркоз у животных вызывали введением 2,5 мл на животное 25% этилового спирта (внутрибрюшинное введение). Данные по длительности алкогольного наркоза у животных приведены в табл. 6. Препарат из топинамбура вводили животным per os в течение 14 дней до введения их в наркоз.
Таким образом, предложенный способ позволяет за счет использования нового растительного сырья клубней топинамбура, получать водные или водно-солевые экстрактивные препараты, обладающие различными видами биологической активности: мембранстабилизирующая, иммуностимулирующая, антистрессорная, адаптогенная, антиалкогольная или антинаркотическая активности. Реализация способа позволяет создавать новые препараты, используемые как биоактивные ингедиенты в косметических средствах или как новый вид биоактивных препаратов для профилактических и лечебных целей.
Использование: изобретение относится к медицине, а именно к химико-фармацевтической промышленности, и касается способа получения из топинамбура лечебно-профилактического средства, обладающего антистрессорной, адаптогенной, иммуностимулирующей, антитоксической, мембранстабилизирующей, антиоксидантной видами активности. Сущность способа заключается в экстракции измельченных клубней топинамбура 0,85 - 0,9% раствором хлористого натрия или водой и отделении экстракта. Технический результат заключается в разработке простого способа получения продукта, обладающего широким спектром действия из доступного сырья. 2 з.п. ф-лы, 6 табл.
| Прототипа в литературе не обнаружено. |
