Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения сухого экстракта эхинацеи пурпурной для сельскохозяйственных животных и птицы (варианты)

Изобретение относится к кормовой промышленности, а именно к способам получения сухих экстрактов эхинацеи пурпурной, используемых в качестве кормовой добавки для кормления сельскохозяйственных животных и птицы.

В последнее время повышенный интерес проявляется к препаратам лекарственного происхождения, так как при их применении аллергические заболевания животных, возникающие при использовании химиотерапевтических средств, маловероятны.

Традиционной и наиболее распространенной лекарственной формой из растительного сырья являются, как правило, спиртовые настойки и жидкие экстракты. Обе формы являются препаратами мягкого действия. Они не обладают способностью к коммуляции (накапливанию в организме), поэтому курс лечения длителен, порядка 1-2 мес. Таким образом, наряду с лекарствами больное животное получает дозу спирта, что является противопоказанием для сельскохозяйственных животных и птицы. В связи с этим становится актуальной проблема получения сухих экстрактов растений.
Лечебное действие сухих экстрактов растений обусловлено не одним действующим веществом, а всем комплексом биологически активных веществ, содержащихся в исходном растительном сырье. Важно, чтобы получаемый сухой экстракт стабильно сохранял биологическую активность исходного растительного сырья, а также, чтобы он не был гигроскопичным, так как в противном случае он быстро отсыревает и превращается в вязкую массу, непригодную к употреблению. Оба этих факта зависят от способа получения сухих экстрактов растений.

Известен ряд таких способов. Как правило, они включают многоразовую обработку исходного растительного сырья экстрагентом: водой, спиртом или водно-спиртовой смесью. В результате получают вытяжку экстрактивных и биологически активных веществ, которую подвергают замораживанию и сушке. Две последние стадии являются наиболее важными, так как именно от их режимов зависят качественные показатели целевого продукта. Замораживание вытяжки экстрактивных веществ проводят обычно на протяжении длительного времени (до 20 ч) при температуре порядка (-18°C) – (-30°C), а сушку замороженной вытяжки проводят в жестких условиях при высоких температурах.

В таких условиях процесс замораживания вытяжек экстрактивных веществ происходит недостаточно глубоко, а термолабильные действующие вещества исходного растительного сырья при сушке разрушаются, то есть получаемый целевой продукт содержит значительное количество влаги и не обладает биологической активностью исходного растительного сырья. Спектр действия по сырью таких способов ограничен. Они не применимы для растительного сырья, содержащего нестабильные (лабильные) биологически активные вещества и сахара. Кроме того, при охлаждении вытяжки в качестве хладагента, как правило, используют этанол, который является дорогостоящим и социально опасным продуктом.

Известен способ получения сухого экстракта льнянки обыкновенной (RU, патент № 2088255, опубл. 27.08.1997) предусматривающий многоразовую обработку исходного растительного сырья водой и спиртом с получением вытяжки экстрактивных и биологически активных веществ. Полученную вытяжку замораживают в холодильной ванне, используя в качестве хладоносителя этанол с температурой (-25°C) – (-30°C), на протяжении 30-60 мин и выдерживают при температуре (-18°C) – (-26°C) в течение 16-20 ч. После этого проводят высушивание замороженного продукта в вакууме 45-65 мм рт.ст. с включением подогрева до 36-38°C в течение 6-8 ч и доводят конечную температуру сушки продукта до 36-38°C, а конечный вакуум в пределах 40-60 мм рт.ст.

При осуществлении этого способа также происходит слабое замораживание экстрактов в течение длительного времени, приводящее к значительному содержанию в целевом продукте остаточной влаги, повышающей его гигроскопичность. Способ также не применим к получению сухих экстрактов из растительного сырья, содержащего лабильные биологически активные вещества и сахара, так как используемые режимы вакуумирования и температуры сушки приводят к получению целевого продукта, нестабильного с момента окончания сушки из-за его быстрого оплавления и комкования. Продукт не поддается измельчению, поэтому из него невозможно изготовить никакую дозированную лекарственную форму.

Известен способ получения сухих экстрактов из сабельника и копеечника забытого (RU, патент № 2680384, опубл. 20.02.2019), который состоит в способе получения экстрактов методом водоэтанольной экстракции с последующей вакуумной сушкой жидких экстрактов. Однако, сабельник и копеечник забытый редко используются для кормления сельскохозяйственных животных и птицы, а также является редким и дорогостоящим сырьем для изготовления сухих экстрактов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является способ получения сухих экстрактов лекарственных растений, а именно эхинацеи пурпурной, методами водоэтанольной и жидкостной экстракции с последующей вакуумной сушкой для сельскохозяйственных животных и птицы.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в оптимизации режимов водоэтанольной экстракции и сушки, сокращении расхода реагентов и продолжительности процесса, повышении выхода целевого продукта, качества целевого продукта (повышение растворимости, наиболее полное отделение балластных веществ) и снижении затрат на последующую очистку, концентрирование и сушку получаемого продукта.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ (варианты) получения сухих экстрактов эхинацеи пурпурной для сельскохозяйственных животных и птицы. Согласно разработанному способу подлежащее экстракции сырье предварительно измельчают и смачивают в водоэтанольном растворе в течении 8-13 часов в герметично закрытой ёмкости, затем проводят двухстадийную водоэтанольную экстракцию при интенсивном кипении под вакуумом, а затем экстракцию дистиллированной водой. Полученные экстракты объединяют и концентрируют, густой экстракт высушивают при температуре не более 30°С в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не свыше 5 %.

Примеры выполнения

Пример 1.

Высушенные цветки эхинацеи пурпурной измельчают с использованием шредера до частиц размером не свыше 5 мм. Измельченные частицы смачивают в 10-20 %-ном водоэтанольном растворе в течение 13 часов, помещают в экстрактор и заливают 36 %-ным водоэтанольным раствором. Сосуд с содержимым нагревают до температуры 20°С. На первой стадии проводят водоэтанольную экстракцию под вакуумом при относительном давлении -0,88 кгс/см² в течение 20 мин при модуле экстракции 1кг÷4 л, после чего экстракт сливают.

Измельченную массу цветков эхинацеи пурпурной повторно заливают 36 %-ным водоэтанольным раствором. Сосуд с содержимым нагревают до температуры 20°С и проводят вторую стадию экстракции под вакуумом при относительном давлении -0,88 кгс/см² в течение 20 мин при модуле экстракции 1кг÷4 л, после чего экстракт сливают.

На третьей стадии полученную массу цветков эхинацеи пурпурной заливают дистиллированной водой и проводят экстракцию при модуле 1 кг÷2 л в течение 30 мин при относительном давлении -0,88 кгс/см², после чего экстракт также сливают.

Полученные три экстракта объединяют и концентрируют в вакууме при относительном давлении (-0,9) – (-0,95) кгс/см² при температуре 40-45°С, до влажности 20-40 % при постоянном перемешивании, а густой экстракт высушивают до сухого состояния в вакуумной контактно-инфракрасной камере с глубиной вакуума (-0,95) кгс/см²в течение 10-15 минут.

Содержание флавоноидов в сухом экстракте в пересчете на рутин (Государственная Фармакопея СССР издание XI выпуск 1) составляет 0,33 %.

Пример 2.

Высушенные цветки эхинацеи пурпурной, измельчают с использованием шредера до частиц размером не свыше 5 мм. Измельченные частицы смачивают в 30-40 %-ном водоэтанольном растворе в течение 8-12 часов, помещают в экстрактор и заливают 50 %-ным водоэтанольным раствором. Сосуд с содержимым нагревают до температуры 30°С. На первой стадии проводят водоэтанольную экстракцию под вакуумом при относительном давлении -0,98 кгс/см² в течение 10 мин при модуле экстракции 1кг÷4 л, после чего экстракт сливают.

Измельченную массу цветков эхинацеи пурпурной повторно заливают 60 %-ным водоэтанольным раствором. Сосуд с содержимым нагревают до температуры 30°С и проводят вторую стадию экстракции под вакуумом при относительном давлении -0,88 кгс/см² в течение 20 мин при модуле экстракции 1кг÷4 л, после чего экстракт сливают.

На третьей стадии полученную массу цветков эхинацеи пурпурной заливают дистиллированной водой и проводят экстракцию при модуле 1 кг÷2 л в течение 30 мин при относительном давлении -0,88 кгс/см², после чего экстракт также сливают.

Полученные три экстракта объединяют и концентрируют в вакууме при относительном давлении (-0,9) – (-0,95) кгс/см² при температуре 40-45°С, до влажности 30-40% при постоянном перемешивании, а густой экстракт высушивают до сухого состояния в вакуумной контактно-инфракрасной камере с глубиной вакуума (-0,95) кгс/см² в течение 10-15 минут.

Содержание флавоноидов в сухом экстракте в пересчете на рутин (Государственная Фармакопея СССР издание XI выпуск 1) составляет 0,13 %.

Таким образом, благодаря указанным технологическим режимам экстракции и сушки, предлагаемый способ получения сухих экстрактов позволяет работать на любом лабильном виде растительного сырья, практически без ограничения, так как при подобранных режимах происходит значительное удаление влаги при сохранении биологической активности исходного сырья.

Сухие экстракты, получаемые по предлагаемому способу, содержат основные действующие вещества исходного растительного сырья и обладают близкой к нему, а в ряде случаев даже выше биологической активностью.

Данный способ получения сухих экстрактов для сельскохозяйственных животных и птицы позволяет получить следующие преимущества:

- оптимальный расход реагентов и оптимальное время продолжительности процесса;

- повышение выхода целевого продукта на 6 %;

- повышение качества целевого продукта (повышение растворимости на 0,3%, наиболее полное отделение балластных веществ);

- снижение затрат на последующую очистку, концентрирование и сушку получаемого продукта.