Изучение технологических параметров сырья ferulaakitschkensis и ferulakelleri

В статье представлены результаты изучения технологических факторов, влияющихна полноту выхода биологических активных веществ. Установлены параметры качества: пористость, порозность, удельная масса, насыпная масса, объемная масса, свободный объемслоя сырья, а также коэффициенты поглощения экстрагентов корней Ферулы акичкенской (Ferulaakitschkensis) и Ферулы Келлера (Ferulakelleri), которые позволяют повысить эффективность технологии экстрагирования. Сравнительное изучение зависимости выхода экстрактивных веществ от степени измельчения сырья показало оптимальность размера 3 -5 мм.

Введение. Инновационные технологии, новые подходы к созданию лекарственных препаратов, сочетание классических технологических приемов с новейшими тенденциями делает фармацевтическое производство направлением с позитивной динамикой развития. Но наряду с появлением новых синтетических препаратов, а также биотехнологической продукции остается актуальным использование растительного сырья для получения лекарственных средств. Фитопрепараты имеют ряд бесспорных преимуществ перед синтетическими средствами и являются препаратами выбора в различных возрастных группах, в том числе и для целей профилактической медицины. По данным ВОЗ к 2020 году количество фитопрепаратов в ассортименте лекарственных средств составит 60%. Так, поданным литературы [1] из 1335 наименований новых действующих веществ, введенных на фармацевтический рынок с 1981 по 2010 гг.на долю растительных средств приходится около 65%. Поэтому разработка новых фитосредств и введение их в промышленное производство - одна из первоочередных задач фармацевтической науки. Учитывая, что государствами - членами ЕАЭС взят курс на импортозамещение [2],в том числе и в области разработки лекарственных средств, актуальным является поиск отечественных сырьевых ресурсов фитопрепаратов. Привлекают внимание представители отечественной флоры: Ферулы акичкенской (Ferulaakitschkensis^ Ферулы Келлера (Ferulakelleri), которые имеют достаточные сырьевые запасы, опыт применения в народной медицине [3-5].Одним из основных, обязательных в разработке фитопрепаратов этапов, является изучение технологических параметров сырья, которые дают возможность оптимизировать технологию, а определение суммы экстрактивных веществ позволяет осуществить подбор параметров экстрагирования и является одним из критериев качества сырья, согласно требованиям фармакопей [6,7].Целью работы было определить технологические параметры корней Ферулы акичкенской и Ферулы Келлера : пористость, порозность, удельную массу, насыпную массу, объемную массу, свободный объем слоя сырья, атакже коэффициенты поглощения экстрагентов и суммы экстрактивных веществ для разработки эффективного способа получения целевого продукта.

Материалы и методы. В качестве объектов исследования намибыли использованы корни Ферулы акичкенской и Ферулы Келлера, заготовленные в сентябре-октябре 2017 на территории Заилийского Алатау (Алматинская область).Подготовка проб для исследования. Сырье высушивали методом естественной воздушно-теневой сушки и измельчали. Изучали зависимость выхода экстрактивных веществ от степени дисперсности сырья. Определение каждого параметра проводили с 5образцами каждой серии сырья. Результаты обрабатывали методом математической статистики, согласно требованиям Фармакопеи [8, 9].Определение насыпной массы. Насыпную массу (dn) определяли как отношение массы измельченного сырья при естественной влажности к занятому сырьем полному объему, который включает поры частиц и пустоты между ними. В мерный цилиндр помещали измельченное сырье, слегка встряхивали для выравнивания сырья и определяли полный объем, который оно занимало. После этого сырье взвешивали. Насыпную массу ^н, г/см3) рассчитывали по формуле:

dн = Рн / Ѵн, где: P н масса измельченного сырья при определенной влажности, г; Ѵн объем, который занимает сырье, см3.

Определение удельной массы. Удельная масса (dy) - отношение массы абсолютно сухого измельченного сырья к объему растительного сырья. Около 5,0 г (точная навеска) помещали в пикнометр емкостью 100 мл, заливали водой очищенной на 2/3 объема и выдерживали на кипящий водяной бане в течение 1,5-2 ч, периодически перемешивая для удаления

воздуха из сырья. После этого пикнометр охлаждали до 20°С, доводили объем до метки водой очищенной. Таким образом определяли массу пикнометра с сырьем и водой. Предварительно определяли вес пикнометра с водой.

Удельную массу (dy, г/см3) рассчитывали по формуле:

Р х dж

Р + G - F

dy =

где: Р - масса абсолютно сухого сырья, г;

G - масса пикнометра с водой, г;

F - масса пикнометра с водой и сырьем, г; dж - удельная масса воды, г/см3 (^ж =0,9982 г /).

Определение объемной массы. Объемную массу (d0), определяли как соотношение

измельченного сырья при определенной влажности к его полному объему, который включает поры, трещины и капилляры, заполненные воздухом. Около 10,0 г (точная навеска) измельченного до 2-3 мм сырья быстро помещали в мерный цилиндр с жидкостью (вода очищенная) и определяли объем. По разности объемов в мерном цилиндре определяли объем, который занимает сырье.

Объемную массу (d0, г/см3) рассчитывали по формуле :

d0 = Р0/Ѵ0,

где: P0 масса измельченного сырья при определенной влажности, г; Ѵ0 объем, который занимает сырье, см3.

Определение порозности сырья. Порозность слоя характеризовала величину полостей между частицами растительного материала. Она определялась как отношение разницы между

объемной и насыпной массами к объемной массе.

Порозность сырья (Пш) рассчитывали по формуле:

d0 х dn

Пш = --- d,

где: d0 - объемная масса сырья, г/см3; dn - насыпная масса сырья, г/см3.

Определения пористости сырья. Пористость характеризовала величину полостей внутри частиц сырья и определялась как отношение

разницы между удельной массой(плотностью) и объемной массой к удельной массе.

Пористость (Пс) сырья рассчитывали по формуле :

dY х dо

Пс = ,

d.y ,

где: dу - удельная масса сырья, г / см3;

d0 - объемная масса сырья, г/см3.

Определение свободного объема слоя.

Свободный объем слоя характеризовал относительный объем пустот в единице слоя сырья (полости внутри частиц и между ними)и определялся как отношение между разницей

dY х dn

V=

dy

где: dy - удельная масса сырья, г/см3; dn - насыпная масса сырья, г/см3.

Определение коэффициента полощения экстрагента. Коэффициент поглощения экстрагента (Х) - это количество растворителя, который заполнял межклеточные поры, вакуоли, воздушные полости в сырье и неизвлекался из шрота. Около 5,0 г измельченного сырья, взвешенного с точностью до ± 0,01 г, помещали в мерный цилиндр и заливали экстрагентом (вода и этанол 30%,

удельной массы и насыпной массы кудельной массе.

Свободный объем слоя (V) рассчитывали по формуле: 50%, 70%, 96%) таким образом, чтобы сырье было покрыто полностью, и оставляли на несколько часов.Затем сырье фильтровали через бумажный фильтр. Фильтрат помещали в другой мерный цилиндр и фиксировали его объем.

Коэффициент поглощения экстрагента (Х, мл / г) рассчитывали по формуле:

  1. х V1

V=

Р где: V - объем экстрагента, которым заполняли сырье, мл;

  • - объем экстрагента, полученного после поглощения сырьем, мл;

Р - масса измельченного сырья, г.

Определение экстрактивных веществ. Экстрактивные вещества извлекали из сырья водой и смесями воды и этанола с возрастающей концентрацией последнего (30%,50%, 70%, 96%).Около 1,0 г (точная навеска) сырья, просеянной сквозь сито с отверстиями диаметром 1 мм, помещали в коническую колбу емкостью 200-250 мл, добавляли 50 мл растворителя, колбу закрывали пробкой, взвешивали (с точностью до 0,01 г) и оставляли на один час. Затем колбу соединяли с обратным холодильником, нагревали на водяной бане, поддерживая слабое кипение в течение 2 ч. После охлаждения колбу снова взвешивали, закрыв заранее той же пробкой, и потерю в массе заполняли растворителем. Содержимое колбы взбалтывали и фильтровали через сухой бумажный фильтр всухую колбу емкостью 150200 мл. 25 млфильтрата пипеткой перенос или в заранее высушенную при температуре 100-105 °С до постоянной массы и точно взвешенную фарфоровую чашку диаметром 7-9 см и выпаривали на водяной бане досуха. Чашку с остатком сушили при температуре 100-105 °С до постоянной массы, затем охлаждали в течение 30 мин в эксикаторе с безводным кальция хлоридом и взвешивали. Результаты после расчета представлены в таблице 3.

Содержание экстрактивных веществ (Х,%) в пересчете на абсолютно сухое сырье вычисляли по формуле:

m х 200 х100

Х = m1 х (100 W)

где: m масса сухого остатка, г;

m1 масса сырья, г;

W потеря в массе при высушивании сырья, %.

Результаты и обсуждение. Результаты приведены в таблицах 1 (корни Ферулы изучения технологических параметров акичкенской) и 2 (корни Ферулы Келлера).

Таблица 1 Технологические параметры корней Ферулы акичкенской Технологический параметр Степень измельчения сырья, мм

Технологический параметр

Степень измельчения сырья, мм

 

1-3

3-5

5-7

Удельная масса (dy) г/см3

5,26±0,12

4,98±0,03

4,91±0,11

Насыпная масса (dn), г/см3

0,25±0,01

0,18±0,01

0,13±0,01

Объемная масса (d0), г/см3

0,22±0,01

0,21±0,01

0,17±0,04

Пористость (Пс)

0,95±0,01

0,96±0,01

0,94±0,01

Порозность (Пж)

0,06±0,34

0,05±0,26

0,23±0,01

Свободный объем слоя сырья (V)

0,95±0,01

0,94±0,01

0,95±0,01

Коэффициенты поглощения экстрагента

Вода очищенная

6,05±0,25

6,76±0,32

6,94±0,41

20 % этанол

4,12±0,22

4,72±0,26

5,05±0,29

50 % этанол

3,88±0,14

4,35±0,12

4,62±0,27

70 % этанол

3,25±0,16

3,94±0,09

4,11±0,17

96 % этанол

2,14±0,15

3,61±0,09

3,94±0,10

Таблица 2 Технологический параметр Степень измельчения сырья корней Ферулы Келлера, мм

Технологический параметр

Степень измельчения сырья, мм

 

1-3

3-5

5-7

Удельная масса (dy) г/см3

5,25±0,12

4,97±0,03

4,92±0,11

Насыпная масса (dn), г/см3

0,24±0,01

0,18±0,01

0,12±0,01

Объемная масса (d0), г/см3

0,22±0,01

0,22±0,01

0,16±0,04

Пористость (Пс)

0,95±0,01

0,94±0,01

0,93±0,01

Порозность (Пж)

0,05±0,34

0,06±0,26

0,22±0,01

Свободный объем слоя сырья (V)

0,94±0,01

0,92±0,01

0,94±0,01

Коэффициенты поглощения экстрагента

Вода очищенная

6,06±0,25

6,73±0,32

6,96±0,41

20 % этанол

4,11±0,22

4,71±0,26

5,04±0,29

50 % этанол

3,84±0,14

4,37±0,12

4,60±0,27

70 % этанол

3,24±0,16

3,92±0,09

4,12±0,17

96 % этанол

2,12±0,15

3,63±0,09

3,93±0,10

Экстрактивных веществ объектов исследования приведены в таблице 3.

Как видно из экспериментальных данных, приведенных в таблицах, оптимальной степенью измельчения для сырья объектов

исследования является 3-5 мм, наблюдается оптимальный выход экстрактивных веществ и полное смачивание сырья, без его

Таблица 3 Содержание экстрактивных веществ в объекта х исследования Наименование экстрагента Объект исследования / степень измельчения сырья, мм корней Ферулы акичкенскойи Ферулы Келлера

Экстрагент

Объект исследования / степень измельчения сырья, мм

 

Корни Ферулы Акичкенской

Корни Ферулы Келлера

1-3

3-5

5 -7

1-3

3-5

5 -7

Содержание экстрактивных веществ, %

Вода очищенная

30,91

30,55

30,04

31,24

29,26

28,14

Этанол 20%

30,05

29,55

28,30

30,85

28,47

28,28

Этанол 50%

29,12

28,95

28,26

24,10

21,65

20,12

Этанол 70%

29,11

28,93

28,22

22,65

20,55

19,16

Этанол 96 %

21,32

20,90

20,61

19,42

18,83

18,04

принудительного перемешивания. Следует отметить, что при измельчении сырья до 1-3 мм выход экстрактивных веществувеличивается, однако качество продукта снижается и это может быть обусловлено значительной степенью загрязнения вытяжки механическими элементами сырья и повышенным выходом соэкстрактивных веществ.Степень измельчения 5-7 мм не позволяет в полной мере извлечь БАВ за определенное время, что отрицательно влияет на рентабельность технологического процесса. Выводы.

Исследованы технологические параметры(пористость, порозность, удельная масса, насыпная масса, объемная масса, свободный объем слоя сырья, а также коэффициенты поглощения экстрагентов) корней Ферулы акичкенской и Ферулы Келлера, установлены их числовые значения. Рациональное применение полученных данных в технологии экстракционных продуктов позволит повысить эффективность процесса их получения. Изучение технологических факторов и выхода экстрактивных веществ в сравнительном аспектев зависимости от размера частиц сырья позволило выбрать оптимальную степень измельчения 3-5 мм.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Newman D.J., Cragg G.M. Natural products assources of new drugs over the 30 years from 1981 to 2010 // J. Nat. Prod. 2012. №3 (75). Р. 311-335.
  2. Послания Главыгосударства народу Казахстана о т 14 декабря 2012года "Стратегия "Казахстан-2050": новый политический курс состоявшегося государства". [Интернет ресурс]. Режим доступа: http://strategy2 050.kz/ru/news/6178.
  3. В.Ю.Аверина Ареалы и ресурсы лекарственных растений Казахстана. Алма-Ата: Гылым, 1994. 167 с.
  4. Кукенов М.К. Изучение лекарственныхрастений Казахстана. Распространение и запасы лекарственных растений в западных Тянь-Шаня. Алма-Ата:1988. 129 с.
  5. Л.М.Грудзинская, Н.Г. Гемеджиева, Н.В. Нелина, Ж.Ж. Каржаубекова Аннотированный список лекарственных ьрастений Казахстана: Справочное издание. Алматы: 2014. 200 с.
  6. Государственная Фармакопея Республики Казахстан. Алматы: Издательский дом "ЖибекЖолы», 2009. 804 с.
  7. Государственная фармакопея СССР. Вып.2Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье/МЗ СССР. -М.: Медицина,1989. 400 с.
Год: 2018
Город: Алматы
Категория: Медицина
loading...