АННОТАЦИЯ
Экспериментально подобраны основные управляющие факторы технологии получения сухого экстракта, влияющие на выход биологически активных веществ:тип и концентрация экстрагента, соотношение экстрагент-сырьё, продолжительность и кратность экстракций.
Ключевые слова: сухой экстракт шалфея, SalviaofficinalisL., фитопрепарат,биологически активные вещества, экстрагент.
На территории Республики Узбекистан произрастает более 4500 видов растений, 1000 из которых обладают лечебными свойствами. На сегодняшний день среди лекарственных растений наиболее перспективным является шалфей лекарственныйSalviaofficinalisL.[1]. Сырьё растения применяется в народной и научной медицине в виде настоев и отваров. Известно, что в приготовлении настоев и отваров имеются определенные трудности при их изготовлении и хранении.
Наиболее перспективным направлением в области создания фитопрепаратов является производство сухих экстрактов, используемых в виде растворимых чаев [2]или субстанций для получения различных лекарственных форм, содержащих стандартизованный набор биологически активных веществ (БАВ) в их естественной природной композиции. Кроме того, при их получении достигается максимальный выход БАВ из лекарственного растительного сырья (ЛРС), повышается фармакотерапевтическая эффективность средства (за счет возможности дозирования), обеспечивается большая экономичность и рациональность его использования.
Следует отметить, что сухие экстракты прошли апробацию практикой в течение длительного периода и зарекомендовали себя как доступные, эффективные и широко востребованные лекарственные средства (ЛС).
Исходя из выше изложенного, целью нашего исследования явилось выявление оптимальных параметров технологии получения сухого экстракта на основе сырья шалфея лекарственного.
Шалфей лекарственный издавна применяется в народной и научной медицине в качестве антисептического, противовоспалительного и противомикробного средства при различных заболеваниях[3,4,5]. Настой растения «шалфей лекарственный» разрешен Фармакологическим комитетом МЗ РУздля широкого применения в медицинской практике как противовоспалительное средство[2].
В ходе проведения исследований по получению сухого экстракта были использованы следующие приборы: весы РП-150 кг по ТУ25-06.1307-76 переносные платформенные, указательный прибор - коромысло школьного типа, материал - металл; вакуум - циркуляционный выпарной аппарат (производитель - фирма «Kavalier» (Чехия))- экстрактор (производитель - фирма «Kavalier» (Чехия)); распылительная сушилка фирмы «Ангидро» (Дания).
При получении и изучении числовых показателей, таких как определение влаги, сульфатной золы и тяжелых металлов сухого экстракта учитывали требования общей статьи ГФ XI «Экстракты» [2].
Одним из важных этапов создания природных ЛС на основе растительного сырья является процесс экстрагирования БАВ. На процесс экстрагирования растительного материала оказывает влияние ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе условий экстрагирования: тип экстрагента, степень измельченности сырья, соотношение сырья и экстрагента (гидромодуль), температурный режим экстрагирования и т.д. [6].
Для нахождения оптимальных условий технологии получения сухого экстракта проведены исследования по изучению влияния указанных выше факторов на процесс экстрагирования листьев шалфея лекарственного.
Выбор оптимального экстрагента. Для выявления оптимального экстрагента в процессе экстрагирования листьев шалфея лекарственного были исследованы наиболее распространённый растворитель как этиловый спирт и его водные растворы [6].
Были проведены постановочные эксперименты.Для этого50 г измельченной воздушно-сухой листьев шалфея лекарственного, отвечающей требованиям ФС 22 (ГФ 11 изд. Том 2, стр.268), экстрагировали этанолом различной концентрации путем настаивания при температуре22-30°С в течение 24 часов и гидромодулем 1:15. Очистку полученного экстракта от балластных веществ проводили путем выдерживания извлечений в течение 2 суток при температуре 10°С. Фильтрование в отвешенную фарфоровую чашку осуществляли при помощи фильтровальной бумаги, упаривали досуха и определяли выход суммы экстрактивных веществ весовым методом. Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние экстрагента на выход сухого экстракта
|
Выход |
Этанол |
|||
|
96% |
70% |
50% |
30% |
|
|
Сухой экстракт |
10,8±0,2* |
12,1±0,1* |
13,4±0,2* |
16,8±0,2* |
|
Сумма флавонидов |
0,87±0,01* |
0,98±0,01* |
1,23±0,02* |
1,32±0,02 |
Анализ данных, приведенных в таблице 1. показывает, что наиболее высокий выход сухого экстракта наблюдается при экстракции сырья 30% этиловым спиртом, а сумма флавонидов 1,32±0,02%.
Исходя из полученных результатов, в качестве экстрагента для получения сухого экстракта был выбран 30% этиловый спирт.
Измельчение сырья (листья) приводит к затруднению процесса экстракции, ухудшает фильтруемость извлечения и препятствует диффузии экстрагента. Поэтому при изучении влияния гидромодуля, температуры, кратности, и динамики процесса экстрагирования проводили с использованием неизмельченного сырья с размером частиц 1-35 мм.
Влияние гидромодуля и температуры на процесс экстракции. Для установления оптимального гидромодуля процесса экстрагирования сырьё помещали в мацерационную колбу, где заливали 5- кратным количеством экстрагента и оставляли на 12 ч при периодическом перемешивании. Потом вытяжку сливали, остаток слегка отжимали и полученное при этом извлечение прибавляли к первоначально слитой. Остаток после выжимания вновь заливали 5-кратным количеством экстрагента и оставляли на 6 ч, затем вытяжку сливали. Этот процесс повторяли дважды. И потом остаток окончательно отжимали и присоединяли к объединенным вытяжкам.
Во время экстрагирования листьев шалфея в соотношении сырья к экстрагенту 1:10 извлекается 12% сухого экстракта (от веса сырья), а при гидромодуле 1:15 и 1:20 выход сухого экстракта составил 15,5±0,4% и 15,7±0,3%, соответственно. Что показывает на целесообразность использования гидромодуля 1:15, который является самым оптимальным соотношением сырья к экстрагенту. Дальнейшие эксперименты проводили при выбранном соотношении.
Изучение влияния гидромодуля и температурного фактора на процесс экстрагирования следующим образом: по 50 г воздушно-сухого сырья (размером частиц 2-35 мм) экстрагировали 70% спиртом последовательно в соотношении 1:5; 1:10 и 1:15 трехкратно, согласно выше приведенному способу, в переделах температуры от 20 до 70°С (табл.2.).
Таблица 2 - Влияние температуры на процесс экстракции
|
Температура экстракции, °С |
Выход сухого экстракта от содержания в сырье, % |
|
22-30 |
15,5±0,4 |
|
50 |
15,7±0,3 |
|
70 |
15,9±0,3 |
В результате проведенных исследований (таблица 2.), установлено, что повышение температуры незначительно меняет полноту выделения сухого экстракта. Таким образом, дальше процесс экстрагирования проводили при 22-30°С. Выход сухого экстракта, без специального подогрева, при этом составил 15,5±0,4%.
В промышленной технологии лекарственных препаратов условия сушки, как завершающего этапа производства, существенным образом сказывается на качестве продукта. Предварительные экспериментальные данные показали, что экстрактивные вещества наряду с флавоноидами содержат ещё и другие БАВ. Эти вещества во время сушки при высокой температуре быстро разрушаются. Поэтому, процесс сушки сухого экстракта целесообразно вести используя распылительную сушилку в температурных режимах.
Для выявления оптимального режима сушки экстрактивные вещества эксперименты проводили следующим способом: 1 кг воздушно-сухое сырьё экстрагировали 30% спиртом в экстракторах при температуре 22-30°С в соотношении сырье-вода 1:15 в течение 24 часов. Экстракт фильтровали через фильтр «бельтинг» с вытеснением экстракта из осадка на фильтре. Далее экстракт концентрировали в вакууме при температуре 60°С до густого экстракта и сушили на распылительной сушилке марки «Ангидро» (Дания) при различных температурных режимах на входе от 205°С-195°С на выходе 60-75. Максимальный выход целевого продукта получен при следую-щем режиме сушки: температура на входе - 190-195°С, на выходе - 70-75°С. Результаты проведенных исследований представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Влияние температуры на процесс условий сушки
|
№ |
Температура сушки, °С |
Производительность сушки, л/ч |
Влажность конечного продукта, % |
|
|
На входе |
На выходе |
|||
|
1 |
205 |
70 |
8,2±0,2 |
9,2±0,2 |
|
2 |
205 |
80 |
7,4±0,1 |
7,3±0,1 |
|
3 |
205 |
90 |
6,0±0,1 |
7,3±0,1 |
|
4 |
190 |
75 |
5,1±0,1 |
5,2±0,1 |
|
5 |
195 |
70 |
5,5±0,1 |
5,0±0,1 |
Результаты исследований показали, что максимальный выход целевого продукта получается при режиме сушки: температура на входе - 205°С, на выходе - 70 °С, но влажность конечного продукта при этом составляет 9,2%, а при температуре на входе - 190-195°С, на выходе - 70-75°С выход конечного продукта невысок, но влажность 5%. Исходя из этого можно считать, что наиболее оптимальной температурой для сушки является режим температуры на входе - 190-195°С, на выходе - 70-75°С.
Таким образом, установление оптимального режима экстрагирования из шалфея, условий очистки и сушки позволило разработать способ получения сухого экстракта.
Воздушно-сухое сырьё шалфея помещают в мацерационные колбы, заливают 5-кратным количеством экстрагента и оставляют на 12 ч при периодическом перемешивании. После чего вытяжку сливают, остаток слегка отжимают, полученную при этом извлечение прибавляют к первоначально слитой. Остаток после выжимания вновь заливают 5-кратным количеством экстрагента и оставляют на 6 ч, после чего вытяжку сливают. Этот процесс повторяют ещё дважды. Затем остаток окончательно отжимают и присоединяют к объединенным вытяжкам. Объединенные извлечения выдерживают 2 суток при температуре 10 °С (для очистки от балластных веществ) и фильтруют через ткань «бельтинг». После чего экстракт концентрируют в вакуум - выпарном аппарате при температуре 600С до образования густого экстракта и сушат на распылительной сушилке в следующем режиме: температура на входе - 19(К195°С. на выходе - 7(К750С.
Основные показатели и нормы качества сухого экстракта представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Основные показатели и нормы качества экстракта шалфея
|
Серия препарата |
Наименование показателей |
|||
|
Описание |
потеря в массе при высушивании не более 5.0% |
сульфатная зола. не более 17,0% |
Тяжелые металлы. не более 0.001% |
|
|
10002 |
сухой мелкий порошок зеленовато- коричневого цвета. Запах слабый. своеобразный. вкус горьковатый |
4,38±0,06 4,36±0,06 4,34±0,09 4,32±0,09 4,32±0,05 |
16,8±0,3 16,7±0,2 16,3±0,2 16,2±0,3 16,5±0,2 |
отсутствуют |
|
11002 |
сухой мелкий порошок зеленовато- коричневого цвета. Запах слабый. своеобразный. вкус горьковатый |
4,38±0,06 4,36±0,06 4,34±0,09 4,32±0,09 4,32±0,05 |
16,8±0,3 16,7±0,2 16,3±0,2 16,2±0,3 16,5±0,2 |
отсутствуют |
Выводы.
В результате проведенных исследований предлагается рациональная лекарственная форма на основе шалфея - сухой экстракт. Найдены оптимальные условия процесса получения сухого экстракта, где достигается наибольший выход (15%) суммы экстрактивных веществ: экстрагент - 30% этиловый спирт; гидромодуль - 1:15; температура процесса экстрагирования - 22-300С; режим температуры сушки на входе - 19(К1950С. на выходе - 7(К75°С.
Установлен оптимальный результат получения сухого экстракта при использовании распылительной сушилки из предварительно сгущенного экстракта. Выход сухого экстракта при установленных режимах составил 15%.
Введение полученной лекарственной формы в медицинскую практику даст возможность расширить ассортимент отечественных ЛС растительного происхождения с противовоспалительной активностью.
ЛИТЕРАТУРА
- Государственная фармакопея СССР: Вып.2. / МЗ СССР.- 11-е изд.. доп.-М.:Медицина. 1989. 336 с.
- Дарагаева Т.Д.. Российская Т.Н. и др. //Бюл. СО АМН СССР. 1986.№4.-С.11.
- Лекарственные средства: 5000 наименований лекарственных препаратов и их форм (Свойства. применение. взаимодействие. противопоказания). Справочник / под ред. М.А. Клюева. М.: ООО "Книжный дом Локус". 2000.— 704 с.
- Карасавиди А.О. Оценка качества лекарственного растительного сырья. эфирных масел и фитопрепаратов лаванды лекарственной. розмарина лекарственного. шалфея лекарственного - автореферат. Санкт-Петербург. 2006. С.3-5.
- Косман В.М.. Пожарицкая О.Н.. Шиков А.Н.. Макаров В.Г. Изучение состава биологически активных веществ сухих экстрактов эхинацеи узколистной и шалфея лекарственного.. Санкт- Петербург. Химия растительного сырья. 2012. №1. С.153-160
- Ахназарова С.Л., Кафарова В.В. Оптимизацияхимии и химической технологии. -М.:ВШ, 1985.-629с.