Интенсификация процесса экстракции листьев винограда культурного

Резюме

Флавоноиды широко распространены в растительном мире и находят применение в фармации. В качестве объекта для исследования процесса экстракции флавоноидов были выбраны листья винограда культурного. Одним из методов интенсификации экстракции является добавка поверхностно-активных веществ к экстрагенту. Исследованы выход флавоноидов и степень истощения сырья при использовании в качестве экстрагента 40% этанола, 20% этанола, воды с добавками натрия лаурилсульфата, твин-80, твин-20.

Ключевые слова: экстрация, листья винограда, натрия лаурилсульфат, твин-80, твин-20.

Цель исследования.

Флавоноиды - это группа биологически активных веществ (БАВ),которые попадая в организм человека с пищей,влияют на активность многих ферментов и широко используются как официальной, так и народной медициной в качестве лекарственных средств. Флавоноиды широко распространены в растительном мире. Они находятся преимущественно в цветках, листьях, плодах.Флавоноидыобладают Р-витаминной активностью, уменьшают хрупкость кровеносных капилляров, усиливают действие аскорбиновой кислоты. Лекарственными формами, содержащими флавоноиды, могут быть высушенные растения, экстракты из растительного сырья или флавоноидные комплексы, выделенные в чистом виде [1].

Для проведения эксперимента были взяты измельченные листья винограда.Виноград культурный (лат.ҮҺІБ vinifera) - вид многолетних кустарниковых лиан из рода виноград семейства Виноградные. Виноград культурный растет в умеренных и субтропических регионах, широко культивируется во многих странах.

В фармацевтической технологии процесс экстрагирования широко используется при получении препаратов из лекарственного растительного сырья (настойки,экстракты жидкие,густые исухие, экстракты-концентраты,максимально очищенные или новогаленовые препараты,извлечения из свежих растений и др.).Различают экстрагирование в системе твердое тело - жидкость и в системе жидкость- жидкость, или жидкостную экстракцию.Наиболее широко в фармацевтическом производстве применяют экстрагирование в системе твердое тело- жидкость, где твердым телом является лекарственное растительное сырье или сырье животного происхождения, а жидкостью - экстрагент [2, 3].

Процесс экстрагирования относится к массообменным процессам и протекает за счет диффузии из зоны с высокой концентрацией.Экстрагирования основано на диффузии биологически активных веществ из внутренних структур частиц материала в экстрагент и заканчивается при достижении равновесной концентрации.В равновесном состоянии из материала в экстрагент переходит такое же количество молекул, как и из экстрагента в материал,то естьконцентрация остается постоянной.При этом обычно в материале концентрация выше, чем в экстрагенте.

Экстрагенты должны иметь высокую избирательность,легко регенерироваться и быть сравнительно дешевыми.Экстрагент в процессе экстракции БАВиграет особо важную роль.Он должен обладать способностьюпроникать через стенки клетки,избирательно растворять внутри клетки БАВ,после чего последним необходимо пройти через различные твердые оболочки и выйти за пределы растительного материала[2, 3].

Обычно используют мацерацию, перколяцию.С целью увеличения выхода веществ и уменьшение времени экстракции применяют различные методы интенсификации экстракции - ремацерация, реперколяция, действие ультразвука, перепада давления и другие [4].

Целью данной статьи является изучение влияния поверхностно-активных веществ (ПАВ) на процесс экстракции флавоноидов из листьев винограда культурного.

Материалы и методы.

Объектами исследования являются листья винограда культурного,лаурилсульфат натрия, твин-80, твин-20, вода очищенная, спирт этиловый.

Определение содержания флавоноидов в сырье.

Около 1,0 г (точная навеска) сырья измельченной до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 2 мм, помещали в колбу со шлифом емкостью 150 мл, добавляли 30 мл 50% спирта.Колбу присоединяли к обратному холодильнику и нагревали на водяной бане в течение 30 минут, периодически взбалтывая для удаления частиц сырья со стенок.Горячие вытяжки фильтровали через вату в мерную колбу емкостью 100 мл, так чтобы частицы сырья не попадали на фильтр.Вату переносили в колбу для экстрагирования и добавляли 30 мл 50% спирта.Экстракцию повторяли еще дважды в описанных выше условиях, фильтруя вытяжки в ту же мерную колбу. После охлаждения объемы вытяжек доводили 50% спиртом до метки и перемешивали (раствор А).

В мерную колбу емкостью 25 мл переносили 1 мл раствора А, 1 мл раствора алюминия хлорида в 95% спирте и доводили объем раствора 5% уксусной кислотой в 95% спирте до метки.Через 40 минут измеряли оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 405 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.В качестве раствора сравнения использовали раствор, состоящий из 1 мл вытяжки, уксусной кислоты и доведен 95% спиртом до метки в мерной колбе емкостью 25 мл.

Параллельно измеряли оптическую плотность Государственного стандартного образца (ГСЗ) рутина.

Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин и абсолютное сухое сырье в процентах (Х) вычисляли по формуле:

А А - m_o - 100 - 0,5 - 25 - 100 - 100 ,
^— А0 - m - 100 - 1 - 25 - (100 — W)
где A- оптическая плотность исследуемого раствора;

A 0 - оптическая плотность ГСЗ рутина;

m- масса сырья, г

m 0 - масса ГСЗ рутина, г

W- потеря в массе при высушивании сырья, %.

Количественное определение флавоноидов в экстракте:

Навеску 10 г измельченных листьев винограда экстрагировали 100 мл соответствующего экстрагента(вода, этиловый спирт с добавлением ПАВ) методом мацерации.Готовый экстракт сливали в мерные колбыемкостью 100 мл и доводили объем тем самым экстрагентом до метки (раствор А).

В мерные колбы емкостью 25 мл переносили по 1 мл растворов А, 1 капли разбавленной уксусной кислоты, 1 мл раствора алюминия хлорида в 95% спирте и доводили объемы растворов 95% спиртом до метки.Через 30 минут измеряли оптическую плотность раствора на спектрофотометре при длине волны 405 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.В качестве раствора сравнения использовали раствор, состоящий из 1 мл вытяжки, 1 капли разбавленной уксусной кислоты и доведенный 95% спиртом до метки в мерной колбе емкостью 25 мл.Параллельно измеряли оптическую плотность ГСЗ рутина.

Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин и абсолютно сухое сырье в процентах ах (Х) вычисляли по формуле:

_х А - т₀ -100 - 0,5 - 25 -100 -100 ,
~ А₀ - m -100 -1 - 25 - (100 — W)

Определение влагосодержания в образцах проводили с помощьюэкспресс-анализатора «SARTORIUS МА-150».Параметры использованной программы:температура - 105 °С, режим

определения конца сушки - Auto.

Результаты и обсуждение.

Листья винограда культурного были измельчены в кофемолке, на выходе получили измельченные частицы разного размера, которые просеянычерез сита с размером отверстий 3,0 мм и 1,0 мм, получили фракцию с размером от 1 - 3 мм, которая была использована в дальнейших исследованиях.

В этой фракции была определена влажность образца на влагомере Sartorius МА-150.Влажность исследованного образца листьев винограда культурного составила 9,84±0,3%.

Экстракция флавоноидов из лекарственного растительного сырья проводилась спирто-водными растворами, водой, с добавлением поверхностно активных веществ.

Содержание суммы флавоноидов в исходном сырье определялось в пересчете на рутин и абсолютно сухое сырье в процентах (Х).В сырьесодержится 2.15% флавоноидов. Это значение в дальнейшем было использовано для расчета степени истощения сырья по флавоноидам, т.е. части флавоноидов, которые удалось извлечь из листьев винограда, выраженной в процентах от их максимального содержания.

Образец 0 - Экстрагент 40% этиловый спирт. Взвешенную сырье перемещают в штангласах, заливают спиртом этиловым 40% 100 мл и оставляют на 24 часа с закрытой крышкой.После экстрагент отжимают и фильтруют в флакон, воронкой в которую кладут ватку.Далее исследован спектр

По полученным данным был установлен максимум поглощения 0,439 с длиной волны 408 нм.Количественное содержание флавоноидов извлеченное из сырья - 0.60%, Степень истощения сырья - 27.9%.

Для следующего экстрагирования были выбраны ПАВ различной концентрации и свойствами, с целью увеличить выход флавоноидов из сырья. Экстракцию и расчеты проводили аналогичным образом.

В образцах, в которых была использована вода в качестве экстрагента, появилось белое помутнение, что мешало спектрофотометрическому определению флавоноидов. Это могли быть полисахариды, выпадающие в осадок при добавлении спиртовых растворов по методике количественного определения. Для очистки этих образцов было использовано центрифугирование.

Результаты расчета степени истощения листьев винограда по флавоноидам при экстракции экстрагентами с добавлением ПАВ приведены в таблице 1.

1. твин -80 0,1%, спирт этиловый 40% - 46.04%
2. натрия лаурилсульфатО, 1%, спирт этиловый 20% - 43.7%
3. натрия лаурилсульфат0,01%, спирт этиловый 40% - - 41.4%
4. твин - 80 0,01%, спирт этиловый 40% - 33.5%
5. спирт этиловый 40% - 27.9%
6. натрия лаурилсульфат0,1%, вода -27.4%
7. твин -80 0,1%,спирт этиловый 20% - 23.4%
8. твин -20 0,1%, вода - 20%
9. твин - 80 0,01%,спирт этиловый 20% - 16.7%
10. твин -80 0,1%,вода - 13.02%

Выводы.

Добавки ПАВ к экстрагентам увеличивают выход флавоноидов. Наибольшей степени истощения сырья по флавоноидам удалось добиться при использовании спирта этилового 40% с добавками натрия лаурилсульфата0,1% - 47.4%; твин -20 0,1% - 46.98%; твин -80 0,1%- 46.04%.

Литература

1. Солдатов Д. П. Розробка твердо! лікарсько! форми гепатопротекторноі ді! з екстрактом листя винограду культурного : автореф. дис канд. фармац. наук : 15.00.01 / Д. П. Солдатов. - Х., 2011. - 24 с.
2. Технологія ліків промислового виробництва: підруч. для студ. вищ. навч. закл.: в 2-х ч. / В.І.Чуешов, С.В.Гладух, І.В.Сайко та ін. - 2-е вид., перероб. і доп. — Х.: Вид-во НФаУ: Оригінал, Ч 1, 2012.— 694 с.
3. Технологія ліків промислового виробництва: підруч. для студ. вищ. навч. закл.: в 2-х ч. / В.І.Чуешов, С.В.Гладух, І.В.Сайко та ін. - 2-е вид., перероб. і доп. — Х.: Вид-во НФаУ: Оригінал, Ч 2, 2013.— 638 с.
4. Quantification of the main active ingredients of plant extracts to establish optimal conditions for extraction / A. S. Bondarenko, N. Y. Bevz, Ie. V. Gladukh and D. P. Soldatov // Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. - 2015. - N. 7(2). - P. 618-625.