Способ получения жидкого экстракта листьев брусники Российский патент 2024 года по МПК A61K36/45 B01D11/02 

Изобретение относится к способу извлечения биологически активных веществ, обладающих антиоксидантным действием, из растительного сырья, преимущественно листьев брусники, с применением ультразвуковой экстракции и может быть использовано для производства косметологических продуктов и биологически активных добавок.

Фенольные соединения, такие как полифенольные кислоты (коричная, хлорогеновая и др.), флавоноиды (гликозиды мирицетина, кверцетина, кемпферола), арбутин, проявляют биологическую активность. В частности, они обладают антиоксидантными, противораковыми, противовоспалительными и иммуностимулирующими свойствами. В качестве источника этих соединений может быть использована брусника обыкновенная (Vaccinium vitis-idaea L.). Использование листьев брусники в качестве растительного сырья обусловлено высоким содержанием в них полифенолов и флавоноидов, обладающих антиоксидантной активностью.

При извлечении таких биологически активных веществ используется экстракция водно-этанольными смесями путем мацерации или в комбинации с ультразвуковым воздействием, характеризующаяся, однако, недостаточно высоким выходом экстрактивных веществ.

Растительные экстракты анализируются несколькими методами. Путем оценки содержания полифенольных соединений с помощью реактива Фолина-Чиокальтеу (Ainsworth Е.А., Gillespie К.М. Estimation of total phenolic content and other oxidation substrates in plant tissues using Folin-Ciocalteu reagent // Nat. Protoc. 2007. Vol. 2, №4. P. 875-877.), путем оценки общего содержания флавоноидов с помощью реакции комплексообразования с хлоридом алюминия (Pękal A., Pyrzynska К. Evaluation of Aluminium Complexation Reaction for Flavonoid Content Assay // Food Anal. Methods. 2014. Vol. 7, №9. P. 1776-1782.), а также путем оценки общей антиоксидантной активности с помощью, например, фосфомолибдатного метода (Prieto Р., Pineda М., Aguilar М. Spectrophotometric Quantitation of Antioxidant Capacity through the Formation of a Phosphomolybdenum Complex: Specific Application to the Determination of Vitamin E // Anal. Biochem. 1999. Vol. 269, №2. P. 337-341.). Образующиеся окрашенные комплексы в указанных методах оценки детектируются фотометрически. Получаемые данные оптической плотности для экстрактов сравниваются с калибровочными графиками, построенными с использованием стандартных растворов галловой кислоты, рутина и аскорбиновой кислоты. Указанные методы использовались и для оценки эффективности экстракции биологически активных веществ из листьев брусники обыкновенной.

Известен способ получения полифенольных соединений, обладающих антиоксидантными свойствами из листьев черники и брусники (см. Vrancheva R., Ivanov I., Badjakov I., Dincheva I., Georgiev V., Pavlov A. Optimization of polyphenols extraction process with antioxidant properties from wild Vaccinium myrtillus L. (bilberry) and Vaccinium vitis-idaea L. (lingonberry) leaves // Food Sci. Appl. Biotechnol. 2020. Vol. 3, №2, P. 149). Известный способ включает экстракцию полифенольных соединений из измельченных листьев с помощью воды и 20-96% водного этанола при воздействии ультразвука с частотой 35 кГц, мощностью 240 Вт при температуре 40°С. При этом использовались массово-объемные соотношения (гидромодули) в диапазоне значений 1:50-1:200.

Недостатком данного способа являются большие величины гидромодулей при относительно низкой степени извлечения полифенолов и флавоноидов из листьев черники и брусники и невысоком антиоксидантном действии экстракта.

Известен также принятый в качестве прототипа способ получения экстрактов некоторых растений семейства вересковых, в том числе брусники (см. Матвеева В.И., Ручкина А.Г., Кобраков К.И., Шпигун Л.К., Шмакова Н.С. Сравнительная характеристика экстрактов некоторых растений семейства вересковых и эффективности методов их получения // Химия растительного сырья. 2022. №2. С. 105-112). Данный способ включает экстракцию измельченных до крупности 3-5 мм листьев брусники, голубики или вереска с помощью 50% водного этанола при воздействии ультразвука частотой 35 кГц и мощностью 50 Вт в течение 30 минут без термостатирования (температура экстракции составляла 35-37°С). Использован гидромодуль, равный 1:10. Способ обеспечивает извлечение из листьев брусники не более 17,0 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту и не более 34,1 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, антиоксидантная активность экстракта составляет 48,1%.

Известный способ характеризуется недостаточно полным извлечением полифенолов и флавоноидов из листьев брусники и относительно невысокой антиоксидантной активностью получаемого экстракта.

Изобретение направлено на получение технического результата, заключающегося в обеспечении более полного извлечения полифенолов и флавоноидов из листьев брусники и получение жидкого экстракта листьев брусники, обладающего высокой антиоксидантной активностью.

Технический результат достигается тем, что в способе получения жидкого экстракта листьев брусники, включающем измельчение листьев брусники, смешение их с экстрагентом, состоящим из воды и этанола, взятых в равных объемах, и экстракцию при ультразвуковом воздействии, согласно изобретению, измельчение листьев брусники ведут до крупности 1-3 мм, смешение их с экстрагентом осуществляют в массово-объемном соотношении 1:10-50, а экстракцию проводят при температуре 45-60°С в течение 30-60 минут и ультразвуковом воздействии мощностью 60-120 Вт с частотой 40 кГц.

Технический результат также достигается тем, что получаемый вышеуказанным способом жидкий экстракт листьев брусники содержит 225,3-347,3 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту, 24,6-34,3 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, а антиоксидантная активность экстракта составляет 85,3-136,1 мг/г в пересчете на аскорбиновую кислоту.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанных технических результатов, выполняют функции и соотносятся с результатами следующим образом.

Измельчение листьев брусники до крупности 1-3 мм позволяет легко отфильтровать экстракт без потери выхода полезных веществ. Крупность частиц менее 1 мм затрудняет фильтрацию, а при крупности более 3 мм снижается выход полезных веществ.

Использование в качестве экстрагента смеси воды и этанола в равных объемах обеспечивает высокую степень извлечения биологически активных соединений. Использование экстрагента с другими объемными соотношениями воды и этанола приводит к снижению эффективности экстракции.

Смешение измельченных листьев брусники с экстрагентом в массово-объемном соотношении 1:10-50 позволяет дополнительно увеличить выход полезных веществ. При использовании менее 10 частей экстрагента на единицу массы листьев брусники снижается выход полезных веществ, а при более 50 - увеличивается расход экстрагента.

Проведение экстракции при температуре 45-60°С позволяет дополнительно ускорить процесс экстракции. При температуре ниже 45°С наблюдается пониженный выход полезных веществ, а при температуре выше 60°С может происходить дополнительное разрушение термолабильных соединений.

Осуществление экстракции в течение 30-60 минут способствует максимальному выходу полезных веществ. Экстракция в течение менее 30 минут не дает полного извлечения, а проведение экстракции более 60 минут - нецелесообразно, так как уже достигается максимум извлечения полезных веществ, и с течением времени их концентрация не повышается.

Проведение экстракции при ультразвуковом воздействии мощностью 60-120 Вт и частоте 40 кГц способствует быстрому и полному извлечению целевых компонентов. Проведение экстракции при мощности менее 60 Вт приводит к снижению эффективности экстракции, а при мощности более 120 Вт выход целевых веществ не увеличивается. Частота ультразвукового воздействия 40 кГц является наиболее эффективной при экстракции.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в обеспечении наиболее полного и быстрого извлечения полифенолов и флавоноидов из листьев брусники с получением жидкого экстракта, обладающего высокой антиоксидантной активностью.

Сущность и преимущества предлагаемого способа получения жидкого экстракта листьев брусники могут быть пояснены следующими Примерами конкретного выполнения изобретения.

Пример 1. Сухие листья брусники измельчают и пропускают через сито с размером ячеек 2 мм. Измельченные листья смешивают с экстрагентом, состоящим из воды и этанола, взятых в равных объемах. Смешивание листьев и экстрагента ведут в массово-объемном соотношении 1:30 и производят экстракцию в течение 60 минут при температуре 45°С и ультразвуковом воздействии мощностью 60 Вт с частотой 40 кГц. Полученный жидкий экстракт листьев брусники содержит 292,3 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту, 34,3 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, антиоксидантная активность экстракта - 118,9 мг/г в пересчете на аскорбиновую кислоту.

Пример 2. Сухие листья брусники измельчают и пропускают через сито с размером ячеек 2 мм. Измельченные листья смешивают с экстрагентом, состоящим из воды и этанола, взятых в равных объемах. Смешивание листьев и экстрагента ведут в массово-объемном соотношении 1:30 и производят экстракцию в течение 30 минут при температуре 45°С и ультразвуковом воздействии мощностью 90 Вт с частотой 40 кГц.

Полученный жидкий экстракт листьев брусники содержит 347,3 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту, 24,9 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, антиоксидантная активность экстракта - 85,3 мг/г в пересчете на аскорбиновую кислоту.

Пример 3. Сухие листья брусники измельчают и пропускают через сито с размером ячеек 3 мм. Измельченные листья смешивают с экстрагентом, состоящим из воды и этанола, взятых в равных объемах. Смешивание листьев и экстрагента ведут в массово-объемном соотношении 1:10 и производят экстракцию в течение 30 минут при температуре 45°С и ультразвуковом воздействии мощностью 120 Вт с частотой 40 кГц. Полученный жидкий экстракт листьев брусники содержит 225,3 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту, 24,6 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, антиоксидантная активность экстракта составляет 97,4 мг/г в пересчете на аскорбиновую кислоту.

Пример 4. Сухие листья брусники измельчают и пропускают через сито с размером ячеек 1 мм. Измельченные листья смешивают с экстрагентом, состоящим из воды и этанола, взятых в равных объемах. Смешивание листьев и экстрагента ведут в массово-объемном соотношении 1:50 и производят экстракцию в течение 30 минут при температуре 60°С и ультразвуковом воздействии мощностью 120 Вт с частотой 40 кГц. Полученный жидкий экстракт листьев брусники содержит 338,5 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту, 32,8 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, антиоксидантная активность экстракта -136,1 мг/г в пересчете на аскорбиновую кислоту.

Из вышеприведенных примеров видно, что предлагаемый способ позволяет по сравнению с прототипом осуществить более полное извлечение полифенолов и флавоноидов из листьев брусники и получить жидкий экстракт листьев брусники, обладающий высокой антиоксидантной активностью.

Изобретение относится к фармацевтической и косметической промышленности, а именно к способу получения жидкого экстракта листьев брусники, обладающего антиоксидантным действием. Способ получения жидкого экстракта листьев брусники, включающий измельчение листьев брусники, смешение их с экстрагентом, состоящим из воды и этанола, взятых в равных объемах, и экстракцию при ультразвуковом воздействии, в котором измельчение листьев брусники ведут до крупности 1-3 мм, смешение их с экстрагентом осуществляют в массово-объемном соотношении 1:10-50, а экстракцию проводят при температуре 45-60°С в течение 30-60 минут и ультразвуковом воздействии мощностью 60-120 Вт с частотой 40 кГц. Вышеописанный способ позволяет обеспечить более полное извлечение полифенолов и флавоноидов из листьев брусники и получить жидкий экстракт, обладающий высокой антиоксидантной активностью. Получаемый жидкий экстракт содержит 225,3-347,3 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту, 24,6-34,3 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, а его антиоксидантная активность составляет 85,3-136,1 мг/г в пересчете на аскорбиновую кислоту. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Способ получения жидкого экстракта листьев брусники, включающий измельчение листьев брусники, смешение их с экстрагентом, состоящим из воды и этанола, взятых в равных объемах, и экстракцию при ультразвуковом воздействии, отличающийся тем, что измельчение листьев брусники ведут до крупности 1-3 мм, смешение их с экстрагентом осуществляют в массово-объемном соотношении 1:10-50, а экстракцию проводят при температуре 45-60°С в течение 30-60 минут и ультразвуковом воздействии мощностью 60-120 Вт с частотой 40 кГц.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получаемый жидкий экстракт содержит 225,3-347,3 мг/г полифенольных компонентов в пересчете на галловую кислоту, 24,6-34,3 мг/г флавоноидов в пересчете на рутин, а его антиоксидантная активность составляет 85,3-136,1 мг/г в пересчете на аскорбиновую кислоту.