Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения водорастворимой солевой формы эхинохрома А, пригодной для использования в фармакологической и пищевой промышленности

Изобретение относится к способу получения водорастворимой солевой формы эхинохрома А из плоских морских ежей, конкретно к его мононатриевой соли, пригодной для использования в фармакологической и пищевой промышленности в качестве активного ингредиента для производства биологически активных добавок к пище (БАД) и функциональных продуктов питания (ФПП).

Эхинохром А (ЭХА) используется в качестве субстанции для производства лекарственных препаратов серии «Гистохром», применяемых в кардиологии и офтальмологии, а также для производства БАД к пище «Тимарин», «Хитохром», «Золотой рог». Они предназначены для профилактики атеросклероза, коронарной болезни сердца, улучшения липидного статуса крови, обеспечения антиоксидантной защиты организма [RU 2134107, RU 2137472, RU 2137400, RU 2340216, RU 2337696, RU 2360683, RU 2359686].

Активность ЭХА в организме обусловлена улучшением снабжения периферийных тканей кислородом вследствие биологических реакций, как с самими клетками, так и с отдельными ферментными системами.

Сырьем для производства ЭХА являются плоские морские ежи вида Scaphechinus mirabilis, широко распространенные у дальневосточного побережья Японского моря.

Производство ЭХА представляет технологический процесс с использованием органических растворителей, таких как хлороформ, гексан, ацетон, диоксан, не разрешенных для применения в пищевой промышленности. Для удаления токсичных растворителей используют вакуум-сублимацию при температуре 220-222°С, трудоемкую и энергоемкую. Такие приемы обусловлены необходимостью получения высокоочищенного индивидуального вещества, используемого в качестве субстанции для приготовления лекарственных препаратов для инъекций. Кроме этого, эхинохром А растворим в спирте и нерастворим в воде, что ограничивает область его применения в производстве БАД и ФПП.

Известен способ получения 2,3,5,7,8-пентагидрокси-6-этил-1,4-нафтохинона (эхинохрома А) путем экстракции морских ежей раствором неорганической кислоты в органическом растворителе, жидкостной экстракции хлороформом и перекристаллизации из органического растворителя, например, диоксана, с последующей вакуум сублимацией при 220°С [RU 2283298 С1, 22.05.2006].

Недостатками данного способа являются использование хлороформа и диоксана, не разрешенных для применения в пищевой промышленности, а также энергозатратный и трудоемкий процесс возгонки целевого продукта. Способ разработан для получения ЭХА - субстанции лекарственных препаратов серии «Гистохром».

В качестве прототипа выбран способ получения 2,3,5,7,8-пентагидрокси-6-этил-1,4-нафтохинона из консервированных морских ежей, включающий декантацию консерванта, экстракцию сырья этиловым спиртом с добавлением неорганической кислоты, хроматографию экстракта на колонке с хитозаном, элюирование целевого продукта 96% этанолом с добавлением соляной кислоты, нейтрализацию пищевой содой, упаривание с последующим перерастворением в хлороформе или ацетоне и перекристаллизацию из этанола [RU 2352554 С1, 20.04.2009].

Недостатком данного способа является хроматографическая очистка целевого продукта на хитозане. Процесс является трудоемким, длительным и требует упаривания больших объемов растворителей. ЭХА, получаемый этим способом, непригоден для использования в качестве ингредиента БАД к пище и ФПП, т.к. нерастворим в воде и получен с применением токсичных растворителей. В способе используется дополнительная очистка целевого продукта путем его перерастворения в хлороформе и перекристаллизации. При этом получают высокоочищенную дорогостоящую субстанцию для лекарственных препаратов, использование которой в пищевой промышленности экономически нецелесообразно.

Поскольку БАД и ФПП используются в качестве нутриентных форм, то в этой связи возникла необходимость разработки способа получения водорастворимой формы ЭХА при сохранении его функциональных свойств с использованием разрешенных к использованию в пищевой промышленности экстракционных растворителей и технологических материалов. Этим требованиям отвечает мононатриевая соль ЭХА. При попадании в желудочно-кишечный тракт в кислой среде мононатриевая соль ЭХА переходит в активную форму, пригодную для усвоения.

Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является разработка способа получения водорастворимой формы эхинохрома А из плоских морских ежей в виде его мононатриевой соли, без потери функциональных свойств, присущих эхинохрому А, пригодной для использования в фармакологической, и пищевой промышленности в составе БАД и ФПП.

Заявляемый способ менее трудоемок, т.к. не требует упаривания больших объемов токсичных растворителей, в процессе производства используются только разрешенные для пищевых производств материалы и растворители, такие как вода питьевая, спирт этиловый, кислота аскорбиновая, кислота фосфорная, сода пищевая. Сущность разработанного способа состоит в следующем.

Плоских морских ежей вида Scaphechinus mirabilis, свежевыловленных или дефростированных, промывают питьевой водой для удаления посторонних примесей (морских солей и песка) и подсушивают на воздухе. Затем сырье экстрагируют 96% этиловым спиртом с добавлением аскорбиновой кислоты при соотношении сырье : этиловый спирт : аскорбиновая кислота 1:(1,0-1,2):(0,003-0,005) (кг : л : кг) в течение 22-26 ч при комнатной температуре. Экстракция свежевыловленного или дефростированного сырья этиловым спиртом с аскорбиновой кислотой обусловлена необходимостью обезжиривания сырья с целью удаления липидов. Добавление аскорбиновой кислоты предотвращает окисление ЭХА и, соответственно, потери целевого продукта. Экстракт сливают, спирт этиловый отгоняют и отправляют на регенерацию. Концентрированный остаток, содержащий небольшое количество пигментов, разбавляют дистиллированной водой и пропускают через колонку с гидрофобным сорбентом Полихром 1, чтобы избежать потери ЭХА.

Подготовленное сырье экстрагируют 96% этиловым спиртом с добавлением фосфорной кислоты в соотношении сырье : этиловый спирт : фосфорная кислота 1:(1,0-1,2):(0,002-0,005) (кг : л : кг). Экстракцию проводят двукратно при комнатной температуре в течение 22-26 ч. Полученные экстракты сливают, объединяют и упаривают. Спиртовый отгон отправляют на регенерацию и повторное использование. Сухой остаток промывают дистиллированной водой. Пигментные фракции с полихрома 1 элюируют 40% этиловым спиртом. Элюат упаривают досуха, спирт отправляют на регенерацию.

Сухой остаток, полученный на стадии экстракции, объединяют с концентратом элюата и промывают дистиллированной водой. Промытый концентрированный остаток, содержащий эхинохром А, растворяют в 1,0% водном растворе бикарбоната натрия в соотношении концентрированный остаток : содовый раствор 1:(1,5-2,0) (кг : л).

Полученный раствор центрифугируют. Осадок, содержащий липиды, отбрасывают. Водный раствор, содержащий мононатриевую соль эхинохрома А, высушивают на лиофильной или распылительной сушилке. Получают красновато-бурый сыпучий порошок, содержащий 83-85% мононатриевой соли эхинохрома А, хорошо растворимой в воде, без потери функциональных свойств, присущих ЭХА.

Анализ содержания мононатриевой соли ЭХА в целевом продукте осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на хроматографе LaChrom (Hitachi Merck), снабженным УФ детектором L-7400, термостатом L-7300, насосом L-7100, интегратором D-7500. Для анализа использовали колонку ZORBAX Eclipse XDB-C18(Agilent) 4.6×75 mm, 3.5 μm. Детектирование проводили при λ=210 нм, скорость подачи растворителей 0,9 мл/мин, температура термостата 30°С. Элюцию проводили смесью растворителей А (ацетонитрил + 1% СН₃СООН), В (вода + 1% СН₃СООН); градиент (10% А + 90% В)→(90% А + 10% В). При подкислении раствора мононатриевой соли ЭХА происходит образование ацетата натрия и ЭХА.

Для определения подлинности целевого продукта был проведен сравнительный анализ спектров поглощения мононатриевой соли ЭХА и фармакопейного ЭХА. Анализ осуществляли методом спектрофотометрии в УФ и видимом диапазонах на спектрофотометре СФ-200 (ОКБ «Спектр», г. Санкт-Петербург, Россия). Использованы кварцевые кюветы с толщиной слоя 1 см. В качестве вещества сравнения использован фармакопейный эхинохром А с чистотой 98%.

На фиг. 1 представлена ВЭЖХ хроматограмма мононатриевой соли ЭХА с чистотой 85%. Полученный спектр ВЭЖХ имеет полосу поглощения при λ 270 нм, соответствующую времени удерживания 15.55 мин, что характерно для ЭХА в данной системе растворителей.

На фиг. 2 представлена ВЭЖХ хроматограмма подкисленного спиртового раствора фармакопейного ЭХА с чистотой 98%, используемого в качестве стандартного образца. Полоса поглощения фармакопейного ЭХА при λ 270 нм соответствует времени удерживания 15.55 мин (для данной системы растворителей).

На фиг. 3 представлен УФ-видимый спектр поглощения спиртового раствора полученной монатриевой соли ЭХА, подкисленного соляной кислотой для превращения мононатриевой соли ЭХА в эхинохром А (ось абсцисс - длина волны λ (нм), ось ординат - оптическая плотность в относительных единицах).

На фиг. 4 представлен УФ-видимый спектр поглощения подкисленного спиртового раствора фармакопейного эхинохрома А, используемого в качестве стандарта (ось абсцисс - длина волны λ (нм), ось ординат - оптическая плотность в относительных единицах).

УФ-видимый спектр поглощения спиртового раствора полученной монатриевой соли ЭХА (фиг. 3) имеет максимумы поглощения, идентичные стандартному образцу, представленному на фиг. 4. Наличие хорошо выраженных максимумов поглощения свидетельствуют о высокой степени чистоты образца препарата.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1.

Сырье - 100 кг плоских морских ежей вида Scaphechinus mirabilis, свежевыловленных или дефростированных, промывают питьевой водой для удаления морских солей, песка и других посторонних примесей. Промытое сырье подсушивают на воздухе, помещают в реактор и заливают 100 л 96% этилового спирта с добавлением 0,3 кг аскорбиновой кислоты «под зеркало». Время настаивания 22 ч при комнатной температуре. Полученный экстракт сливают и упаривают. Спирт этиловый отправляют на регенерацию.

Концентрированный остаток, содержащий небольшое количество пигментов, разбавляют 5 л дистиллированной воды и пропускают через хроматографическую колонку с полихромом 1. Пигментную фракцию элюируют 40% водным раствором этилового спирта. Элюат упаривают досуха. Спирт этиловый отправляют на регенерацию.

Сырье подсушивают на воздухе и экстрагируют 100 л 96% этилового спирта с добавлением 0,2 кг фосфорной кислоты. Экстракцию проводят двукратно при комнатной температуре в течение 22 ч. Полученные экстракты сливают, объединяют и упаривают. Отгон этилового спирта отправляют на регенерацию. Сухой остаток промывают дистиллированной водой. Пигментные фракции с полихрома 1 элюируют 40% этиловым спиртом. Элюат упаривают досуха.

Сухой остаток, полученный на стадии экстракции в количестве 1 кг, объединяют с концентратом элюата в количестве 0,01 кг и промывают дистиллированной водой.

Промытый концентрированный остаток растворяют в 1,5 л 1,0% водного раствора бикарбоната натрия. Полученный раствор центрифугируют. Осадок, содержащий липиды, отбрасывают. Водный раствор мононатриевой соли эхинохрома А высушивают на лиофильной сушилке. Получают 0,058 кг красновато-бурого сыпучего порошка, содержащего 83% мононатриевой соли эхинохрома А.

Пример 2.

Сырье - 100 кг плоских морских ежей вида Scaphechinus mirabilis, свежевыловленных или дефростированных, промывают питьевой водой для удаления морских солей, песка и других посторонних примесей. Промытое сырье подсушивают на воздухе, помещают в реактор и заливают 100 л 96% этилового спирта с добавлением 0,5 кг аскорбиновой кислоты «под зеркало». Время настаивания 26 ч при комнатной температуре. Полученный экстракт сливают и упаривают. Спирт этиловый отправляют на регенерацию.

Концентрированный остаток, содержащий небольшое количество пигментов, разбавляют 5 л дистиллированной воды и пропускают через хроматографическую колонку с полихромом 1. Пигментную фракцию элюируют 40% водным раствором этилового спирта. Элюат упаривают досуха. Спирт этиловый отправляют на регенерацию.

Сырье подсушивают на воздухе и экстрагируют 100 л 96% этилового спирта с добавлением 0,5 кг фосфорной кислоты. Экстракцию проводят двукратно при комнатной температуре в течение 26 ч. Полученные экстракты сливают, объединяют и упаривают. Отгон этилового спирта отправляют на регенерацию. Сухой остаток промывают дистиллированной водой. Пигментные фракции с полихрома 1 элюируют 40% этиловым спиртом. Элюат упаривают досуха.

Сухой остаток, полученный на стадии экстракции в количестве 1 кг, объединяют с концентратом элюата в количестве 0,01 кг и промывают дистиллированной водой.

Промытый концентрированный остаток растворяют в 2,0 л 1,0% водного раствора бикарбоната натрия. Полученный раствор центрифугируют. Осадок, содержащий липиды, отбрасывают. Водный раствор мононатриевой соли эхинохрома А высушивают на лиофильной сушилке. Получают 0,060 кг красновато-бурого сыпучего порошка, содержащего 85% мононатриевой соли эхинохрома А.