Способ получения содержащего мио-инозитол экстракта из листьев облепихи Российский патент 2023 года по МПК A61K36/72 A61K127/00 B01D11/02 

Изобретение относится к фармацевтической и пищевой промышленности, в частности, к производству биологически активного комплекса - порошка из листьев облепихи, содержащего в качестве целевого компонента мио-инозитол.

Неплодовая часть облепихи, особенно ее листья, богаты ценными компонентами. Так, в листьях облепихи содержится мио-инозитол, который благоприятно воздействует на липидный профиль крови, препятствует избыточному набору веса при беременности, противодействует формированию глюкозотолерантности и инсулинорезистентности у женщин с нарушениями менструального цикла, снижает хроническое воспаление при атерогенном профиле крови, а также поддерживает противоопухолевый иммунитет. Потребность в мио-инозитоле повышается при патологии почек (пиелонефрит, гломерулонефрит, диабетическая нефропатия, нефропатия беременных, почечная форма артериальной гипертензии и др.), при гипергликемическом типе питания. В связи с этим необходимо находить рациональные способы экстракции растительного сырья, в том числе листьев облепихи, с целью извлечения дополнительного количества биологически активных веществ, применяемых в химико-фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.

Известен способ переработки древесной зелени для получения ряда ценных продуктов с высоким содержанием биологически активных веществ. Предварительно высушенную древесную зелень, измельченную и обработанную на вальцах, для увеличения активной поверхности подвергают экстракции пропаном, бутаном или их смесью при гидромодуле 6-9, температуре 20-26°С, давлении 0,7-1,5 МПа в течение 3-8 ч. При этом извлекаются термолабильные биологически активные вещества липидного характера в нативном виде. Полученный экстракт содержит хлорофиллы, каротиноиды, жирорастворимые витамины, стерины, эфирные масла, воска, полиеновые кислоты (патент РФ 2045196 C1, 1995.10.10).

Недостатком данного способа является то, что он имеет сложное аппаратурное оформление вследствие использования сжиженных газов и проведения процесса при избыточном давлении. Кроме того, он не позволяет извлекать мио-инозитол.

Существует способ получения противовирусного препарата гипорамина из листьев облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) с содержанием галло- и эллаго-танинов более 20% с использованием метода форэкстракции растительного сырья полярным органическим растворителем, последующим извлечением целевых соединений водным органическим экстрагентом и дополнительной очисткой от побочных веществ экстракцией водного кубового остатка после удаления экстрагента двухкомпонентной смесью растворителей, содержащей алифатический спирт и алифатический углеводородный растворитель гексанового типа (патент РФ 2197978, 2001.06.07).

Недостатком данного способа является сложность и дороговизна процесса вследствие использования большого количества применяемых растворителей.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения препарата фенольной природы из растительного сырья, заключающийся в том, что древесную зелень березы, и/или облепихи, и/или персика экстрагируют водой в соотношении 1:10-1:20 при 30-80°С под давлением 0,1-1,0 кгс/см² 10-45 мин при постоянном перемешивании, полученный экстракт сливают, к оставшейся массе добавляют 20-60% воды от первоначального объема, повторно экстрагируют при тех же условиях, экстракты объединяют, выпаривают жидкую часть экстракта в вакуумно-выпарном аппарате при температуре 30-80°С в вакууме 0,05-0,9 кгс/см², концентрированный экстракт охлаждают до 2-10°С, далее концентрат фильтруют или центрифугируют (патент РФ №2604141, 2016.12.10).

Способ позволяет получить высокий выход биологически активных веществ фенольной природы из растительного сырья.

Недостатками указанного способа экстрагирования материалов является сложность аппаратурного оформления процесса, включающего необходимость проведения процесса под давлением. А также двухступенчатость процесса водной экстракции, что влияет на увеличение продолжительности процесса в целом. Кроме того, данный способ направлен на получение из листьев активных веществ фенольной природы, а именно полифенолов и флавоноидов, и не позволяет извлечь мио-инозитол.

Технической проблемой является повышение выхода экстрактивных веществ из листьев облепихи, в частности целевого компонента мио-инозитола.

Техническая проблема решается тем, что в способе получения биологически активных веществ (БАВ) с высоким содержанием мио-инозитола из растительного сырья, включающем экстрагирование растворителем в массовом соотношении 1:10 при 40-80°С в течение 30-40 мин при постоянном перемешивании, фильтрацию и выпаривание жидкой части экстракта при температуре 40-80°С в вакууме 0,07-0,45 кгс/см², охлаждение полученного порошка, процесс начинается с предварительного замораживания растительного сырья, в качестве которого использованы листья облепихи, с медленной скоростью замораживания (0,1-0,3 см/ч) в течение 20-30 минут, выдержки сырья в замороженном состоянии в течение 15-20 минут, размораживания путем подачи нагретого до 40-80°С экстрагента, в качестве которого используется 40%-ый водный раствор этанола.

Отличительной особенностью изобретения является то, что процесс начинается с предварительного замораживания листьев облепихи с медленной скоростью замораживания (0,1-0,3 см/ч) в течение 20-30 минут. При замерзании клеточного сока внутри и вне клеток образуются кристаллы льда, которые приводят к механическим повреждениям оболочки клеток, что способствует выходу БАВ в поры материала. Для полноценной диффузии ценных компонентов в образовавшееся пространство, осуществляется процесс выдержки сырья в замороженном состоянии в течение 15-20 минут. Последующая заливка подогретым до 40-80°С экстрагентом - 40%-ным водным раствором этанола - обеспечивает процесс оттаивания и повышения температуры уже размороженного продукта до заданной конечной температуры процесса. Целевые компоненты, находящиеся на поверхности частиц сырья, соприкасаясь с экстрагентом, начинают переходить в растворитель, а возникающая разность концентраций обуславливает диффузию экстрактивных веществ из глубинных слоев растительного материала.

Выбор скорости замораживания, определяющий продолжительность данной стадии, обусловлен размерами образующихся в матрице материала кристаллов льда. При медленном замораживании размеры кристаллов составляют от 200 до 800 мкм. Поскольку средний размер растительной клетки не превышает 15 мкм, то более 90% клеток прокалываются кристаллами льда, что вызывает серьезные механические повреждения оболочек и мембран клеток.

Продолжительность стадии замораживания в течение 20-30 мин обусловлена необходимостью увеличения количества кристаллов и их размеров в межклеточном пространстве, повышения концентрации растворенных органических веществ и минеральных солей. При временных параметрах стадии замораживания менее, чем 20 минут, не обеспечивается эффективное разрушение растительных клеток образующимися кристаллами льда. В то время как, увеличение продолжительности данной стадии более 30 минут не вызывает увеличение выхода экстрактивных веществ.

Продолжительность стадии выдержки в замороженном состоянии в течение 15-20 минут обусловлена необходимостью роста кристаллов льда и достижения их размеров, необходимых для повреждения оболочек растительных клеток и эффективного вымывания биологически активных веществ из исследуемого сырья. Выдержка сырья в замороженном состоянии менее 15 минут не приводит к образованию крупных кристаллов льда, способствующих механическому повреждению клеток. При повышении продолжительности замораживания исходного сырья более 30 мин повышения выхода целевого продукта не наблюдается, однако увеличивается общая продолжительность процесса.

Предельная температура экстрагента устанавливается исходя из максимальной температуры процесса экстракции и после смешения с замороженным продуктом температура системы устанавливается не ниже 40°С.

Применение в качестве растворителя 40%-ного водного раствора этанола позволяет извлечь из листьев облепихи мио-инозитол - один из стереоизомеров шестиатомного спирта мио-инозитола, который плохо извлекается экстрагированием водой.

Нижний предел температуры экстрагента составляет 40°С, поскольку более низкие температуры не позволяют добиться необходимой степени извлечения. Повышение температуры экстрагента более 80°С может привести к изменению качественных характеристик целевого продукта.

Оптимальная продолжительность стадии настаивания листьев облепихи 40 минут при температуре процесса 40°С и 30 минут при температуре 80°С обусловлена необходимостью создания условий для полного оттаивания и насыщения листьев экстрагентом для последующего выхода целевых компонентов. Повышение продолжительности стадии настаивания свыше указанных пределов увеличивает общую продолжительность процесса без повышения его эффективности.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Листья облепихи замораживали в течение 20 минут со скоростью 0,3 см/ч и выдерживали в замороженном состоянии в течение 20 минут. Полученные образцы заливали подогретым до 40°С экстрагентом (40%-ным водным раствором этанола) в массовом соотношении листья : раствор - 1:10 и настаивали на протяжении 40 минут при постоянном перемешивании с поддержанием температуры экстракции 40°С. Полученные в результате опытов экстракты фильтровали через марлевый фильтр и фильтр «белая лента». Далее осуществлялась сушка фильтрата в сушильной камере с вакуумом 0,07 кгс/см² с температурой, соответствующей температуре экстрагирования. Охлаждение полученного порошка осуществлялось при комнатной температуре. Выход сухих экстрактивных веществ определялся в перерасчете к массе листьев в высушенном состоянии.

Пример 2.

Листья облепихи замораживали в течение 30 минут со скоростью 0,2 см/ч и выдерживали в замороженном состоянии в течение 15 минут. Далее настаивание осуществляли по примеру 1, только температура экстрагента была повышена до 80°С, а продолжительность экстракции была сокращена до 30 минут. Полученные в результате опытов экстракты фильтровали через марлевый фильтр и фильтр «белая лента». Далее осуществлялась сушка фильтрата в сушильной камере с вакуумом 0,45 кгс/см² с температурой, соответствующей температуре экстрагирования. Охлаждение полученного порошка осуществлялось при комнатной температуре. Выход сухих экстрактивных веществ определялся в перерасчете к массе листьев в высушенном состоянии.

Пример 3.

Для проведения сравнительного анализа предложенного способа был проведен опыт по прототипу, при котором листья облепихи заливали водой в массовом соотношении листья : экстрагент 1:15 в вакуумном экстракторе. Экстракционную массу в вакуумном экстракторе нагревали до 40°С в условиях вакуума, 0,01-0,1 кгс/см2 и перемешивали миксером с частотой вращения 40 оборотов в мин. Экстрагирование проводили в течение 45 мин. Полученный экстракт фильтровали с помощью фильтровальной установки для отделения от остатков сырья в промежуточную емкость. Из емкости фильтрат переносили в вакуумно-выпарной аппарат для концентрирования. В экстрактор к оставшейся листовой массе добавляли воду в объеме, равном 5 л на 1 кг сухого сырья. Проводили второе экстрагирование при тех же условиях в течение 45 мин. Вторую порцию экстракта соединяли с первой. Концентрирование объединенной фракции экстракта производится путем частичного выпаривания жидкой части экстракта в вакуумно-выпарном аппарате, при температуре 40°С и глубине вакуума 0,01-0,1 кгс/см². Концентрат охлаждали в холодильной камере с рабочим режимом 2-8°С и фильтровали с помощью фильтрационной установки.

Проведенные исследования установили, что выход экстрактивных веществ (сухого остатка) из листьев облепихи по заявленному способу более чем в 1,5 раза выше, чем по прототипу. Результаты исследований представлены в таблице 1.

Экстракты, полученные с использованием стадии предварительного замораживания сырья, были исследованы методом жидкостной хроматографии на наличие мио-инозитола и фенолов. Использование заявленного способа позволяет получать экстракты с высоким содержанием мио-инозитола (более 65%) при экстракции 40%-ным водным раствором этанола по примеру 2. В прототипе отсутствует мио-инозитол, однако количество фенолов превалирует (таблица 2).

Таким образом, предлагаемый способ получения биологически активных веществ из листьев облепихи по сравнению с прототипом позволяет повысить выход биологически активных веществ и содержание в них мио-инозитола.

Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Нанотехнологии и наноматериалы» Казанского национального исследовательского технологического университета.

Изобретение относится к способу получения содержащего мио-инозитол экстракта из листьев облепихи. Способ получения содержащего мио-инозитол экстракта из листьев облепихи включает экстрагирование растительного сырья растворителем в массовом соотношении 1:10 при 40-80°C в течение 30-40 мин при постоянном перемешивании, фильтрацию и выпаривание жидкой части экстракта при температуре 40-80°C в вакууме 0,07-0,45 кгс/см², охлаждение полученного порошка, при этом процесс начинается с предварительного замораживания растительного сырья, в качестве которого использованы листья облепихи, с медленной скоростью замораживания 0,1-0,3 см/ч в течение 20-30 мин, выдержки сырья в замороженном состоянии в течение 15-20 мин, размораживания путем подачи нагретого до 40-80°С экстрагента, в качестве которого используется 40%-ный водный раствор этанола. Предлагаемый способ позволяет получить экстракт из листьев облепихи, содержащий мио-инозитол. 2 табл., 3 пр.

Способ получения содержащего мио-инозитол экстракта из листьев облепихи, включающий экстрагирование растительного сырья растворителем в массовом соотношении 1:10 при 40-80°C в течение 30-40 мин при постоянном перемешивании, фильтрацию и выпаривание жидкой части экстракта при температуре 40-80°C в вакууме 0,07-0,45 кгс/см², охлаждение полученного порошка, отличающийся тем, что процесс начинается с предварительного замораживания растительного сырья, в качестве которого использованы листья облепихи, с медленной скоростью замораживания 0,1-0,3 см/ч в течение 20-30 мин, выдержки сырья в замороженном состоянии в течение 15-20 мин, размораживания путем подачи нагретого до 40-80°С экстрагента, в качестве которого используется 40%-ный водный раствор этанола.