Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТА ЛИСТЬЕВ ГРЕЦКОГО ОРЕХА

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, в частности листьев ореха грецкого (Juglans regia L.), для получения экстракта листьев грецкого ореха, и может быть использовано в химико-фармацевтической, медицинской, пищевой, ликероводочной и косметической отраслях промышленности.

Грецкий орех (Juglans regia L., сем. Juglandaceae) представляет большой интерес для науки и практики. Препараты из листьев (отвар и настой) характеризуются терпким и горьким вкусом и вяжущими свойствами благодаря содержащимся в них дубильным веществам, поэтому часто их применяют как вяжущее противодиарейное средство. В народной медицине Франции настой из листьев ореха грецкого с давних пор употребляют при гастроэнтерите и для улучшения пищеварения. В народной медицине Кавказа (Респ. Дагестан) при хронических гастритах листья ореха включаются в сборы, наряду с другими растениями, обладающими вяжущими свойствами [Изучение состава липофильной фракции листьев ореха грецкого, произрастающего на Кавказских Минеральных Водах / Ж.В. Дайронас, И.В. Пшукова // Химия растительного сырья. - 2010. - №4. - С. 91-93]. Листья, собранные летом, проявляют противовоспалительные, противомикробные, вяжущие, противовирусные, гипосенсибилизирующие и тонизирующие свойства. В XVII в. русские военные врачи применяли листья грецкого ореха как ранозаживляющее средство [Орех грецкий - перспективное лекарственное растение (обзор литературы) / Ж.В. Дайронас, И.Н. Зилфикаров // II Российский фитотерапевтический съезд: сб. науч. тр. съезда г. Москва, 22-23 октября 2010 г. Приложение к журналу «Традиционная медицина» №3 (22). - 2010. - С. 118-123].

В настоящее время в отечественной официнальной медицине листья ореха грецкого не используются. Однако экстракт листьев ореха грецкого входит в состав импортного лекарственного средства «Тонзилгон». В народной медицине настои и отвары листьев ореха грецкого применяют для улучшения обмена веществ и сердечных заболеваниях, при хронической экземе, дерматомикозах, экссудативном диатезе, скрофулезе и рахите, гнойных ранах, золотухе, фурункулах, карбункулах (иногда для этого готовят мази на подсолнечном масле), при легочном, кожном и других формах туберкулеза, заболеваниях слизистой оболочки рта и горла, как аппетитное средство и при желудочных заболеваниях, для лечения сахарного диабета, подагры, малокровия и авитаминозов, при болях, дисменореях и венерических заболеваниях, при обморожениях, а также для укрепления и стимуляции роста волос [Орех грецкий - перспективное лекарственное растение (обзор литературы) / Ж.В. Дайронас, И.Н. Зилфикаров // II Российский фитотерапевтический съезд: сб. науч. тр. съезда г. Москва, 22-23 октября 2010 г. Приложение к журналу «Традиционная медицина» №3 (22). - 2010. - С. 118-123].

Химический состав листьев ореха грецкого изучен достаточно подробно и представлен следующими группами биологически активных соединений [Орех грецкий - перспективное лекарственное растение (обзор литературы) / Ж.В. Дайронас, И.Н. Зилфикаров // II Российский фитотерапевтический съезд: сб. науч. тр. съезда г. Москва, 22-23 октября 2010 г. Приложение к журналу «Традиционная медицина» №3 (22). - 2010. - С. 118-123; Изучение состава липофильной фракции листьев ореха грецкого, произрастающего на Кавказских Минеральных Водах / Ж.В. Дайронас, И.В. Пшукова // Химия растительного сырья. - 2010. - №4. - С. 91-93; Фитохимическое изучение листьев грецкого ореха как источника антиоксидантного средства / Ж.В. Дайронас, С.А. Кулешова, И.В. Пшукова // Химия растительного сырья. - 2010. - №4. - С. 95-98; Изучение фенольных соединений листьев ореха грецкого и ореха черного методом высокоэффективной жидкостной хроматографии // Вопросы медицинской, биологической и фармацевтической химии - 2013. - №3. - С. 57-60]:

1) алкалоиды: югландин;

2) витамины: С, РР, β-каротин, лютеин, виолаксантин, неоксантин, флавоксантин, криптоксантин, инозит, пантотеновая кислота, биотин.

3) дубильные вещества: производные пирогаллола;

4) кумарины,

5) нафтохиноны юглон, глюкозид α-гидроюглона, α-гидроюглон, β-гидроюглон, 3,3'-бисюглон;

6) полисахариды;

7) сапонины;

8) фенолкарбоновые кислоты: кофейная, галловая, розмариновая, эллаговая кислота, п-кумаровая;

9) флавоноиды югланин, авикулярин, гиперозид, 3-арабинозид кверцетина, 3-арабинозид кемпферола, мирицетин, цианидин;

10) эфирное масло, в его составе - кариофиллен, лонгифолен, α-пинен, α-терпинеол, гумулен, γ-кадинен, δ-кадинен, капроновый альдегид, Δ³-карен, β-пинен, хлороформ, хамазулен, камфен, α-фелландрен, борнилацетат.

Основные фармакологические эффекты листьев ореха грецкого связывают с содержанием фенольных соединений. Так, дубильные вещества обеспечивают вяжущий эффект, флавоноиды и фенолкарбоновые кислоты - антиоксидантный. Нафтохинон юглон оказывает антимикробное, антипаразитарное, противовирусное, иммуномодулирующее, противоопухолевое действие [Состав для приготовления молочных помадных конфет и способ их приготовления: патент RU (11) 2322074 (13) С1 (51) МПК A23G 3/46 (2006.01) / Красина Ирина Борисовна (RU), Прудникова Татьяна Николаевна (RU), Сквиря Максим Алексеевич (RU), Темников Андрей Владимирович (RU) Заявка: 2007119492/13, 25.05.2007 Опубликовано: 20.04.2008; Способ получения ранозаживляющего и антимикробного средства: патент RU 2152797 С1 МПК 7 А61К 35/78, А61Р 17/02 / Башура Александр Геннадиевич (UA), Глушко Сергей Николаевич (UA). - Заявка: 99111933/14, 02.06.1999, Опубликовано: 20.07.2000; Способ получения экстракта биологически активных красящих веществ на основе лекарственных растений патент RU 2325923 С1 (51) МПК А61К 36/738 (2006.01) А61К 36/734 (2006.01) А61К 36/52 (2006.01). Осадченко Иван Михайлович (RU), Горлов Иван Федорович (RU), Скачков Дмитрий Александрович (RU), Николаев Дмитрий Владимирович (RU), Сложенкина Марина Ивановна (RU), Сивко Алексей Николаевич (RU). Заявка: 2006139996/15, 13.11.2006. Опубликовано: 10.06.2008].

Известна БАД к пище, представляющая собой порошок из листьев грецкого ореха [RU 2399315 С1 20.09.2010], обладающая гепатопротекторным [RU 2399313 С1 20.09.2010], гиполипидемическим [RU 2399316 С1 20.09.2010], гипохолестеринемическим [RU 2399321 С1 20.09.2010], гипогликемическим [RU 2399322 С1 20.09.2010], антиоксидантным [RU 2399323 С1 20.09.2010], антитоксическим действием [RU 2399324 С1 20.09.2010], профилактическими свойствами при йодной недостаточности [RU 2399297 С1 20.09.2010].

Известен способ получения экстракта листьев грецкого ореха, используемого в составе молочных помадных конфет, со следующими параметрами экстракции: концентрация этанола в смеси - 50%, температура экстракции - 50°C, продолжительность экстракции - 3 ч [RU 2322074 С1 20.04.2008 г.]. Недостатками данного способа являются: низкий выход экстрактивных веществ (19%), вызванный ускоренным процессом экстракции; нагревание, что применительно к экстрагенту, содержащему спирт, повышает пожаровзрывоопасность, существенно затрудняет контроль производства и способно негативно влиять на нативность БАВ экстракта; отсутствие данных по выходу суммы нафтохинонов (юглона и его производных).

Известен способ получения экстракта биологически активных красящих веществ из высушенных листьев грецкого ореха, шиповника и боярышника размером до 5-10 мм в соотношении 100 м.ч.: 6-8 м.ч.: 3-5 м.ч. соответственно. В качестве экстрагента используют 40% спиртово-водный раствор на основе католита с рН 10-11 и окислительно-восстановительным потенциалом (-400)-(-700) мВ или анолита с рН 4-5 и окислительно-восстановительным потенциалом (+780)-(+820) мВ электроактивированной воды, при массовом соотношении сырье: экстрагент 0,9-1,0:10 и продолжительности экстракции 10 суток [RU 2325923 С1 10.06.2008]. Недостатком данного способа является длительность процесса экстракции и отсутствие данных по выходу суммы нафтохинонов (юглона и его производных).

Известен способ экстракции измельченных плодов грецких орехов, околоплодников и листьев с цветочной пыльцой и прополисом двухстадийно авиационным керосином в соотношении 1:1. Процесс проводят при температуре 20-30°C с продолжительностью 15-25 суток на первой стадии и 25-35 суток на второй стадии [RU 2180589 С1 20.03.2002]. Недостатком способа является длительность процесса и использование нефармакопейного растворителя, что может быть препятствием для использования экстракта в медицине, косметике и пищевой промышленности.

В настоящее время известен способ получения экстракта ореха грецкого листьев, предусматривающий предварительное замачивание сырья перед экстракцией в (35-45)%-ном спирте этиловом (1:1). Экстракцию проводят три раза (35-45)% спиртом этиловым методом настаивания при общем соотношении сырье:экстрагент 1: 5. Полученные экстракты объединяют, отстаивают в течение трех суток при (6-10)°C, фильтруют и при необходимости концентрируют до получения густого или сухого экстракта [RU 2152797 С1 20.07.2000].

Данный способ получения рассмотрен в качестве прототипа для настоящего исследования, так как он предложен для того же вида растительного сырья (ореха грецкого листья) с использованием в качестве экстрагента спирта этилового.

Недостатком прототипа является продолжительность технологического процесса (4,5-6 суток), а также отсутствие данных по содержанию суммы дубильных веществ и суммы нафтохинонов в получаемом экстракте, что затрудняет его стандартизацию.

Экстракт из листьев ореха грецкого может быть использован для обогащения антиоксидантами натуральных неосветленных соков, полученных из плодов и ягод прямого отжима и других безалкогольных напитков [RU 2442441 С1, 20.02.2012, RU 2442444 С2, 20.02.2012], в косметологии, так как входит в состав средства для лечения экземы [RU 2020949 С1, 15.10.1994], крема, способствующего устранению комедонов и папул [RU 2043764 С1, 20.09.1995].

К недостаткам прототипа и аналогов следует отнести длительность, сложность технологических процессов получения целевых продуктов, отсутствие данных по содержанию суммы нафтохинонов.

Задача - разработка способа получения экстракта из листьев ореха грецкого, позволяющая обеспечить оптимальный выход нафтохинонов и других биологически активных соединений, путем подбора технологических операций, которые бы обеспечили упрощение технологии, сокращение продолжительности процесса, повышение выхода экстрактивных веществ и расширение спектра специфической активности целевого продукта.

Для решения поставленной задачи проводился подбор экстрагента, позволяющего оптимально извлекать весь комплекс биологически активных соединений, включая сумму дубильных веществ и сумму нафтохинонов (табл. 1).

Таким образом, наиболее избирательно и полно сумму нафтохинонов извлекает спирт этиловый 40%.

В качестве возможных способов получения спиртового извлечения из ореха грецкого листьев были рассмотрены мацерация, дробная мацерация и ускоренная реперколяция. Все использованные способы широко применяются в промышленности для получения спиртовых извлечений из растительного сырья. Соотношение масса сырья - ожидаемый объем получаемого извлечения во всех случаях принималось 1:1. После завершения каждого из этапов или экстрагирования в целом полученные извлечения сливались самотеком. Оставшийся после экстрагирования шрот отжимался, полученные сливы объединялись с соответствующими извлечениями. Объединенные извлечения отстаивались при температуре не выше +10°C в течение 2 суток, после чего фильтровались.

Оценку качества полученных экстрактов проводили по содержанию сухого остатка, дубильных веществ в пересчете на галловую кислоту и суммы нафтохинонов (табл. 2).

Таким образом, оптимальным является метод ускоренной реперколяции.

Процесс в этом случае проводят следующим образом. Рассчитанное количество сырья делят на три равные части, в сухом виде загружают в три перколятора и проводят экстрагирование.

Сырье в первом перколяторе заливают до «зеркала» чистым экстрагентом и настаивают в течение 2-х часов. По истечении этого времени извлечение сливают и используют для замачивания сырья во втором перколяторе. Первый перколятор повторно заливают экстрагентом до зеркальной поверхности. Оба перколятора оставляют для настаивания в течение 2-х часов.

Через 2 часа из 2-го перколятора получают извлечение, которое используют для настаивания сырья в третьем перколяторе. Слив из первого перколятора используют для настаивания сырья во втором перколяторе. Первый перколятор вновь заливают чистым экстрагентом. Все три загруженных перколятора оставляют для настаивания на 24 часа. Затем из 3-го перколятора через 24 часа получают готовый продукт в количестве, равном массе растительного сырья (если экстракт готовится в соотношении 1:1). Сырье в 3 перколяторе заполняют извлечением из второго перколятора. Сливом из первого перколятора заливают сырье во втором перколяторе. Из истощенного сырья первого перколятора рекуперируют спирт.

Второй и третий перколяторы оставляют на два часа для настаивания, после чего из третьего перколятора сливают готовый продукт. Сливом из 2-го перколятора заливают сырье в третьем перколяторе. Из истощенного сырья второго перколятора рекуперируют спирт. Через 2 часа из третьего перколятора получают готовый продукт. Все три извлечения объединяют для отстаивания при температуре не выше +10°C в течение 2 суток с последующей фильтрацией. Из истощенного сырья третьего перколятора рекуперируют спирт.

Полученный экстракт представляет собой жидкость темно-коричневого цвета с зеленоватым или красноватым оттенком со слабым специфическим запахом и следующими физико-химическими показателями: сухого остатка - не менее 5%, суммы дубильных веществ в пересчете на галловую кислоту - не менее 2%, суммы нафтохинонов в пересчете на юглон - не менее 20 мг %.

Для получения сухого экстракта упаривают и высушивают под вакуумом жидкий до получения порошка от светло-коричневого до коричневого с зеленоватым оттенком цвета со слабым специфическим запахом, гигроскопичного, имеющего следующие физико-химические показатели: влажность - не более 5%, содержание дубильных веществ в пересчете на галловую кислоту - не менее 5%, содержание суммы нафтохинонов в пересчете на юглон - не менее 0,01%.

Пример 1

Листья ореха грецкого, измельченные до размера частиц, проходящих сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм, экстрагируют методом ускоренной реперколяции спиртом этиловым 40% с делением сырья и экстрагента на три равные части и общей длительностью процесса двое суток. После завершения экстрагирования извлечение сливают самотеком. Оставшийся после экстрагирования шрот отжимают, полученный слив объединяют с извлечениями, отстаивают при температуре не выше +10°C в течение 2 суток, после чего фильтруют. Полученный экстракт представляет собой жидкость темно-коричневого цвета с зеленоватым или красноватым оттенком со слабым специфическим запахом. Содержание сухого остатка в полученном жидком экстракте составляет 7,47%, суммы дубильных веществ в пересчете на галловую кислоту - 2,46%, суммы нафтохинонов в пересчете на юглон - 20,4 мг %.

Пример 2

Жидкий экстракт, полученный по п. 1, упаривают под вакуумом на роторном или роторно-пленочном испарителе, затем высушивают на полочной сушилке под вакуумом до получения сухого экстракта с остаточной влажностью не более 5%. Полученный экстракт представляет собой порошок от светло-коричневого до коричневого с зеленоватым оттенком цвета со слабым специфическим запахом, гигроскопичный, имеющий следующие физико-химические показатели: влажность - не более 5%, содержание дубильных веществ в пересчете на галловую кислоту - не менее 5%, содержание суммы нафтохинонов в пересчете на юглон - не менее 0,01%.

Экстракт грецкого ореха может быть рекомендован для получения биологически активной добавки к пище общеукрепляющего действия и дополнительного источника дубильных веществ и нафтохинонов.