Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения экстракта, содержащего биологически активные соединения фенольной природы, из гречихи посевной

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к способу получения биологически активных веществ фенольной природы из растительного сырья.

«РутиФлав» - это препарат фенольной природы, состоящий из полифенолов (рутин, 3-рутинозид кверцетина, кемпферол-3-рутинозид, кофейная, хлорогеновая кислота и др.) и флавоноидов (антоцианы, катехины и др.), зарегестрированный под торговой маркой «РутиФлав» (свидетельство на товарный знак «РутиФлав» №551481 от 28.08.2015, правообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Биосинтез») [1].

Для веществ фенольной природы не существует универсального метода выделения из растительного сырья. В каждом конкретном случае учитываются свойства выделяемых веществ, сопутствующие вещества и особенности растительного сырья.

Известен способ получения препарата фенольной природы «РутиФлав» из гречихи посевной (Горькова И.В. Биотехнологии получения и применения биологически активных веществ гречихи при производстве функциональных продуктов питания с пробиотическими культурами / И.В. Горькова // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук /Санкт-Петербургский национальный университет информационных технологий, механики и оптики. Санкт-Петербург, 2017) [2], характеризующийся тем, что вегетативную массу и солому гречихи посевной после измельчения (до 3-7 мм) экстрагируют водой в соотношении 1:20 при 98-100°С под давлением 0,1-1,0 кгс/см² 90 мин, полученный экстракт отделяют фильтрованием, охлаждают до 5-8°С, центрифугируют при 5000 g 10 мин., осадок очищают перекристаллизацией из 96% этилового спирта, выпаривают жидкую часть экстракта в вакуумно-выпарном аппарате при температуре 30-80°С, промывают диэтиловым эфиром до получения неокрашенного экстракта, осадок высушивают до остаточной влажности 6-8%, измельчают на мельнице типа МР-1.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая концентрация активных веществ фенольной природы, многостадийность и длительность процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ получения препарата фенольной природы из растительного сырья (патент РФ №2604141) [3], характеризующийся тем, 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.

Недостатком данного технического решения является недостаточно высокая концентрация извлечения других, не водорастворимых полифенолов, флавоноидов и других БАВ растительного сырья.

Задачей исследования является повышение выхода биологически активных соединений фенольной природы из растительного сырья.

Техническим результатом является увеличение концентрации биологически активных соединений полифенольной и флавоноидной природы из растительного сырья при использовании в качестве экстрагентов вегетативной массы и соломы гречихи посевной полярных растворителей -диэтилового эфира и 70%-го раствора этанол-вода.

Указанные задача и технический результат достигаются тем, что в способе получения препарата фенольной природы из гречихи посевной, заключающимся в том, что растительное сырье экстрагируют 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% экстрагента от первоначального объема, повторно экстрагируют при тех же условиях, экстракты объединяют, выпаривают жидкую часть 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, согласно изобретению, что в качестве растительного сырья используют вегетативную массу и солому гречихи посевной, измельченную до 6 мм, в качестве экстрагента при первой экстракции используют диэтиловый эфир, при второй 70%-ный раствор этанол-вода.

Отличительным признаком заявляемого способа является использование в качестве экстрагентов биологически активных соединений растительного сырья полярных растворителей - диэтилового эфира и 70%-го раствора этанол-вода, который обеспечивает выход из растительного сырья биологически активных соединений фенольной (полифенольной и флавоноидной) природы.

Доказано, что менее полярные флавоноиды (например, изофлавоны, флаванонами, метилированные флавоны, флавонолы) экстрагируются диэтиловым эфиром, флавоновые и флавоноидные гликозиды и более полярные агликоны, катехины, проантоцианидины, и конденсированные таннины - водно-спиртовой смесью (Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина / Тараховский Ю.С., Ким Ю. А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н. [отв. ред. Е.И. Маевский] -Пущино: Synchrobook, 2013. - 310 с.) [4].

Благодаря наличию этих признаков разработан способ получения экстракта извлечения биологически активных веществ гречихи посевной, содержащего биологически активные соединения фенольной (полифенольной и флавоноидной) природы «РутиФлав».

Способ получения препарата фенольной природы «РутиФлав» из гречихи посевной осуществляют следующим образом.

Подготовленное высушенное растительное сырье укладывают в вакуумный экстрактор, имеющий возможность нагрева, создания низкого вакуума, механическое перемешивание. В качестве растительного сырья используют высушенную вегетативную массу и солому гречихи посевной (Fagopyrum Esculentum Mill.). Части растения измельчают до размера частиц 6 мм. В настоящей технологии в качестве экстрагентов применяется диэтиловый эфир и 70%-ный раствор этанол-вода, которые экстрагируют многие биологически активные вещества. Диэтиловый эфир добавляют из расчета 10-20 л на 1 кг растительного сырья. 70%-ный раствор этанол-вода -20-60% от первоначального объема после экстрагирования диэтиловым эфиром. Экстракцию проводят в условиях вакуума 0,1-1,0 кгс/см². Экстракционную массу в вакуумном экстракторе нагревают до 30-80°С. Частота вращения перемешивающего устройства 50-100 оборотов в мин. Экстрагирование проводят в течение 10-30 мин при перемешивании в указанном режиме. Полученный экстракт фильтруют с помощью фильтровальной установки для отделения от остатков сырья. Из емкости фильтрат переносят в вакуумно-выпарной аппарат для концентрирования. В лабораторной ферментер к оставшейся горячей растительной массе добавляют 70%-ный раствор этанол-вода в половинном объеме от объема экстрагированного диэтиловым эфиром сырья. Проводят второе экстрагирование при тех же условиях в течение 10-30 мин. Вторую порцию экстракта соединяют с первой. Концентрирование объединенных фракций экстракта проводится путем выпаривания жидкой части экстракта при температуре 30-80°С и глубине вакуума 0,05-0,9 кгс/см. Концентрат охлаждают до 2-10°С в холодильнике. Проводят очистку концентрата центрифугированием на рефрижераторной центрифуги при 10000 об/мин и температуре 2-6°С в течение 15-20 минут. Полученный очищенный концентрат переносят в стерильную емкость и хранят при температуре 2-6°С.

Экстракт может быть подвергнут сушке с остаточной влажностью 6-8%, измельчению на мельнице типа МР-1 и использован в сухом виде. Для использования препарата в производстве средств для растениеводства, пищевой промышленности и ветеринарной практике, в качестве консерванта могут быть использованы бензойная кислота (0,015%), этиловый спирт (0,5%), Na-КМЦ (4%).

Концентрированный и очищенный экстракт, полученный в процессе переработки вегетативной массы и соломы гречихи посевной представляет собой сумму веществ фенольной (полифенольной и флавоноидной) природы, обладающих широким спектром биологической и фармакологической активности (ростостимулирующая, гепатопротекторная и др.).

Пример 1. Высушенную и измельченную (до 6 мм) вегетативную массу гречихи посевной (стебель, листья, цветки, собранную в стадию массового цветения) закладывают в вакуумный экстрактор, добавляют диэтиловый эфир из расчета 1:20 на 1 кг растительного сырья. Экстракционную массу в вакуумном экстракторе нагревают до 60°С в условиях вакуума 0,8 кгс/см², перемешивают с частотой вращения перемешивающего миксера 50-100 оборотов в мин. Экстрагирование проводят в течении 25 минут. Полученный экстракт фильтруют с помощью фильтровальной установки для отделения от остатков сырья в промежуточную емкость. Из емкости фильтрат переносят в вакуумно-выпарной аппарат. В экстрактор к оставшейся массе добавляют 50% 70%-ного раствора этанол-вода от объема сырья после экстрагирования диэтиловым эфиром. Проводят второе экстрагирование при тех же условиях. В вакуумно-выпарном аппарате вторую порцию экстракта соединяют с первой. Концентрирование объединенных фракций экстракта производится выпариванием жидкой части при температуре 60°С и глубине вакуума 0,8 кгс/см². Концентрат охлаждают до 4°С в холодильнике. Проводят очистку концентрата центрифугированием на рефрижераторной центрифуги при 10000 об/мин и температуре 4°С в течение 20 минут, высушивают до остаточной влажности 8%, измельчают на мельнице типа МР-1. Выход препарата фенольной природы «РутиФлав» из 1 кг сухой вегетативной массы гречихи посевной составляет 16,05 г.

Пример 2. Высушенную и измельченную (до 6 мм) солому гречихи посевной закладывают в вакуумный экстрактор, добавляют диэтиловый эфир из расчета 1:10. Экстракционную массу в вакуумном экстракторе нагревают до 60°С в условиях вакуума 0,8 кгс/см, перемешивают с частотой вращения перемешивающего миксера 50-100 оборотов в мин. Экстрагирование проводят в течении 25 минут. Полученный экстракт фильтруют с помощью фильтровальной установки для отделения от остатков сырья в промежуточную емкость. Из емкости фильтрат переносят в вакуумно-выпарной аппарат. В экстрактор к оставшейся массе добавляют 50% 70%-ного раствора этанол-вода от объема сырья после экстрагирования диэтиловым эфиром. Проводят второе экстрагирование при тех же условиях. В вакуумно-выпарном аппарате вторую порцию экстракта соединяют с первой. Концентрирование объединенных фракций экстракта производится выпариванием жидкой части при температуре 60°С и глубине вакуума 0,8 кгс/см². Концентрат охлаждают до 4°С в холодильнике. Проводят очистку концентрата центрифугированием на рефрижераторной центрифуги при 10000 об/мин и температуре 4°С в течение 20 минут, высушивают до остаточной влажности 8%, измельчают на мельнице типа МР-1. Выход препарата фенольной природы «РутиФлав» из 1 кг сухой соломы гречихи посевной составляет 6,3 г.

Отличительный признак заявляемого способа, использование в качестве экстрагентов биологически активных соединений растительного сырья полярных растворителей - диэтилового эфира и 70%-го раствора этанол-вода, убедительно обеспечивает выход из растительного сырья биологически активных соединений фенольной (полифенольной и флавоноидной) природы.

Сравнительную оценку количества выделенных биологически активных веществ фенольной природы из гречихи посевной сорта Диалог проводили по содержанию полифенольных веществ в пересчете на галловую кислоту и флавоноидных соединений в пересчете на рутин в готовых продуктах, полученных по примерам 1 и 2, а также приготовленные способом по прототипу [3]. Результаты представлены в табл. 1.

При экстракции и концентрировании экстракта вегетативной массы гречихи посевной выход флавоноидов увеличился в сравнении с методом извлечения по прототипу на 33%, полифенолов на 62%. При экстракции соломы гречихи, соответственно, на 31 и 61%. Эти данные свидетельствуют об эффективности предлагаемого способа получения препарата фенольной природы «РутиФлав», содержащего полифенольные и флавоноидные соединения гречихи посевной.

Качественный и количественный состав препарата фенольной природы (полифенольной и флавоноидной) «РутиФлав» из гречихи посевной по предлагаемому способу: рутин (18%), 3-рутинозид кверцетина (24%), кемпферол-3-рутинозид (26%), антоцианы (цианидин-глюкозид) (12%), катехины и фенолкарбоновые кислоты: кофейная, хлорогеновая (14%), другие полифенолы (6%).

Использование предлагаемого способа позволяет повысить выход биологически активных соединений фенольной природы из растительного сырья.