Биологически активный препарат на основе экстракта люцерны и способ его получения

 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к биологически активным препаратам на основе растительного сырья и может найти применение в фармацевтической и косметической промышленности. Кроме того, заявляемый препарат может быть использован в качестве пищевой добавки лечебно-профилактического направления. Поставленная задача решается тем, что в биологически активный препарат на основе растительного сырья, включающий экстракт, полученный при обработке растительного сырья экстрагентом, содержащим в своем составе растворимые соли металлов Ва, Sn, Со, Сr, V, Zn, Fe, дополнительно введены растворимые соли селена (Se), марганца (Мn) и меди (Си) при следующем соотношении компонентов, мг/кг растительного сырья: Mn 22, Ba 13, Sn 0,6, Co 4,0, Cr 1,0, V 1,8, Zn 700, Fe 1030, Se 1,0, Cu 1,0. Кроме того, поставленная задача решается тем, что в качестве растительного сырья используют люцерну или сено люцерны. Предложенный способ получения препарата обеспечивает ему иммуномодулирующие свойства, при этом максимально сохраняются полезные вещества и витамин Е, которым богата люцерна. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к биологически активным препаратам на основе растительного сырья, и может найти применение в фармацевтической и косметической промышленности, а также в ветеринарии. Кроме того, заявляемый препарат может быть использован в качестве пищевой или кормовой добавки лечебно-профилактического направления.

Известен препарат для лечения послеоперационных ран животных [1], включающий димексид, носитель и растительный водный экстракт сена люцерны, полученный при обработке сена люцерны экстрагентом, содержащим смесь микроэлементов в следующем соотношении (мг/кг растительной массы): Mo - 10,0 Pb - 20,0 Co - 10,5 V - 1,0 Cr - 0,5 Zn - 200 Fe - 300 Sn - 40,0 Данный растительный экстракт выбран за прототип.

Экстракт-прототип обладает рядом существенных недостатков, основным из которых является невозможность использования его в качестве составляющего компонента или самостоятельно для питания или лечения людей, а также в животноводстве. Причина тому - наличие в составе известного экстракта элемента, отрицательно влияющего на жизнедеятельность организма. Таким элементом является свинец (Pb).

Известно, что любой элемент, будучи введенным в организм в дозах, превышающих допустимые, является ядом. С ростом экологической напряженности, который отмечается в районах с развитой тяжелой и химической промышленностью, количество свинца, поступающего в атмосферу с выбросами, многократно превышает допустимые значения. Более того, свинец через загрязненные почву, воздух и водоемы попадает в овощи, фрукты и продукты животноводства. Перед экологами и медициной стоит задача недопущения попадания свинца в организм человека, а также наиболее эффективного вывода его из организма. Поэтому введение дополнительного свинца в организм через пищевую добавку, лекарство или косметическое средство является недопустимым.

С другой стороны, экстракт-прототип не обладает достаточной иммунотропной активностью. Между тем установлено, что в районах с напряженной экологической обстановкой наблюдается значительное снижение иммунного статуса организма людей. Иммуннодефицитом в настоящее время страдает не менее 10% всего населения. Этим объясняется рост в последние годы раковых и предраковых заболеваний.

Известен способ изготовления фитопрепаратов на корм [2], предусматривающий измельчение растительного сырья, приготовление экстрагирующей смеси, соединение с ней измельченного сырья и получение экстракта, причем приготовление экстрагирующей смеси осуществляют путем растворения неорганических солей в пароконденсате, а соединение измельченного растительного сырья с экстрагирующей смесью осуществляют в соотношении 1:6,5, после чего получают пульпу посредством обработки полученной смеси в экстракторе - диспергаторе при температуре не более 60^oC, затем осуществляют обработку пульпы путем ее нагревания до температуры 150^oC, выдержки при давлении 4,8·10⁵ Па в течение 30-35 мин, последующего резкого уменьшения давления до 1,0·10⁵ Па и охлаждения до температуры 50-55^oC, а получение экстракта осуществляют посредством отделения из охлажденной пульпы твердой фракции - рафинада, при этом после получения экстракта осуществляют его очистку от балластных веществ и микрочастиц. Затем осуществляют его упаривание до 50% концентрации сухого вещества в экстакторе под вакуумом при температуре 100^oC, а затем осуществляют получение фитопрепарата путем сушки 50% концентрата экстракта при температуре не более 90^oC на вальцеленточной сушке до достижения влажности 11,5-12,5%. Высушенный таким образом фитопрепарат направляют в бункер для дробления и измельчения до порошкообразного состояния. Данный способ выбран за прототип.

К недостаткам известного способа относятся прежде всего длительность и трудоемкость технологического цикла, наличие неоправданно большого количества воздействий на растительное сырье, промежуточный и конечный продукт. Очевидно этим объясняется то, что при опытной проверке способа-прототипа не удалось достигнуть достаточно хорошей биологической активности полученного фитопрепарата. Кроме того, имел место сниженный по сравнению с оптимальным выход готового продукта. Оборудование для реализации известного способа отличается сложностью и громоздкостью. Это в свою очередь ведет к снижению его надежности и увеличению затрат на эксплуатацию.

Задачей, на решение которой направлено изобретение,- повышение биологической ценности и иммуномодуляторных свойств препарата, выхода готового препарата при одновременном снижении себестоимости за счет повышения технологичности процесса и применяемого оборудования.

Поставленная задача решается тем, что в биологически активном препарате на основе экстракта люцерны, полученном обработкой его экстрагентом, содержащим смесь солей микроэлементов Ba, Sn, Со, Cr, V, Zn, Fe, экстрагент дополнительно содержит соли Se, Mn, Cu.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что соли микроэлементов взяты в следующем соотношении, мг/кг растительного сырья:
Mn - 22
Ba - 13
Sn - 0,6
Co - 4,0
Cr - 1,0
V - 1,8
Zn - 700
Fe - 1030
Se - 1,0
Cu - 1,0
Для решения поставленной задачи используют экстракт люцерны или сена люцерны.

Поставленная задача решается также тем, что в способе получения биологически активного препарата, включающем обработку растительного сырья экстрагентом, содержащим водный раствор солей, выдержку экстрагирующей смеси при температуре 150^oC и повышенном давлении, отделение, очищение и сушку экстракта, обработку люцерны или сена люцерны осуществляют смесью водных растворов микроэлементов Ba, Sn, Со, Cr, V, Zn, Fe, Se, Mn, Cu, причем соотношение измельченного растительного сырья к экстрагенту равно 1:8.

Для решения поставленной задачи соли микроэлементов берут в следующем соотношении, мг/кг растительного сырья:
Mn - 22
Ba - 13
Sn - 0,6
Co - 4,0
Cr - 1,0
V - 1,8
Zn - 700
Fe - 1030
Se - 1,0
Cu - 1,0
Поставленная задача решается также тем, что обработку растительного сырья экстрагентом проводят при температуре 60-80^oC при перемешивании в течение 20 мин.

Для решения поставленной задачи экстракт сушат при температуре 200 - 300^oC.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что экстрагирующую смесь выдерживают в течение 90 мин при давлении 5,4 - 5,9·10⁵ Па.

Введение в заявляемый препарат селена обусловлено следующими соображениями. Известно, что микроэлементы влияют на активность ферментов. В частности Se входит в состав активного центра фермента антиокислительной системы глутатеонпероксидазы. При недостатке Se фермент утрачивает свою активность и в результате не обезвреживаются ксенобиотики и цитотоксические продукты. Благотворно влияет селен на функции кровообращения. В опытах на животных было установлено, что соли селена благотворно влияют на сократительную способность сердечной мышцы, на ритм сердца. Соли селена имеют также противораковое действие [3].

Введение солей меди обусловлено тем, что нехватка меди в организме очень затрудняет усвоение железа, что ведет к развитию анемии.

Что касается марганца, то опыты на животных показали, что недостаток этого элемента ведет к нарушению функции воспроизведения, дегенерации семенников и др. Кроме того, учитывая минеральный состав питьевой воды в ряде регионов России, в частности Южного Урала, обедненной марганцем, можно сделать вывод о необходимости искусственного введения его в организм человека в микродозах [4].

Все это дает основание считать необходимым включение солей селена, меди и марганца в заявляемый препарат.

На чертеже схематично представлено устройство для реализации заявляемого способа.

Устройство для реализации способа получения биологически активного препарата на основе экстракта люцерны содержит последовательно расположенные измельчитель растительного сырья 1, смеситель 2, снабженный насосом для циркуляции пульпы в процессе перемешивания (на чертеже не показан), реактор 3, снабженный встроенной приемной емкостью для отделения полученного экстракта (не показана), выпарной аппарат 4 и распылительную сушильную установку 5, контейнер 6 для сбора готового порошкообразного препарата. Устройство также снабжено емкостью для пароконденсата 7 и дозатором микроэлементов 8, связанными трубопроводами со смесителем 2. Емкость для пароконденсата 7 связана также с реактором 3, который имеет второй выход, связанный с центрифугой 9, первый выход которой связан с емкостью для пароконденсата, а второй выход - с приемником отработанного сена (не показан). Второй выход выпарного аппарата 4 связан с охладителем пара 10 и емкостью для пароконденсата 7. В нижней части распылительной сушильной установки 5 выполнено отверстие для подачи под давлением горячего воздуха.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. Сено люцерны или других трав подают в цех в объеме суточного запаса. Оно поступает на измельчитель растительного сырья 1, где измельчается до фракции 3 - 5 мм. Для приготовления экстрагента используют пароконденсат. Соли микроэлементов готовят в химической лаборатории в объеме суточной потребности. Растительное сырье, пароконденсат и растворы солей микроэлементов вводят в смеситель 2. Соотношение растительного сырья и экстрагента (пароконденсат с солями микроэлементов) около 1:8. Температура экстрагента 60-80^oC. Продолжительность перемешивания 20 мин. Процесс перемешивания осуществляют с помощью мешалки. Для более эффективного перемешивания в смесителе предусмотрена циркуляция пульпы с помощью встроенного насоса. Процесс циркуляции пульпы длится до истечения общего времени перемешивания. Готовую пульпу из смесителя 2 подают насосом в реактор 3, оборудованный датчиками давления, температуры и предохранительным клапаном. После загрузки пульпы начинают разогрев реактора паром при давлении 5,4 - 5,9·10⁵ Па до температуры 140 - 150^oC. После набора температуры в реакторе начинается адиабатическая выдержка пульпы в течение 90 мин. По истечении времени выдержки производится отделение экстракта из реактора 3 во встроенную приемную емкость, снабженную фильтром для задержания твердых частиц. Экстракт поступает в емкость за счет разности давлений в реакторе и емкости. Из емкости экстракт после центробежной очистки от взвешенных частиц поступает в выпарной аппарат 4. Температурный режим упаривания и его интенсивность контролируются по показаниям рефрактометра. Упаренный до 40% концентрации экстракт сливается в канистры, маркируется как продукт 40%-ный водный. Он является одним из видов товарной продукции и может быть реализован потребителю после соответствующей расфасовки, упаковки, маркировки и контроля качества. Для получения порошкообразной формы препарата 40%-ный концентрированный экстракт подают в распылительную сушильную установку. Сушка производится подачей продукта через распылительные форсунки в сушильную камеру, куда встречным потоком подается теплоноситель - воздух при температуре 250 - 300^oC. Высушенный продукт собирается в приемные контейнеры.

По сравнению с прототипом заявляемый препарат обладает повышенной биологической ценностью и иммуномодуляторными свойствами, он лучше сбалансирован по микроэлементам и лишен отрицательного воздействия на организм за счет исключения свинца. Заявляемый способ получения препарата обеспечивает повышение выхода готового продукта при одновременном снижении его себестоимости за счет упрощения технологического процесса и применяемого оборудования. Так, использование в реакторе встроенной приемной емкости для отделения полученного экстракта позволяет производить отбор экстракта без резкого сброса давления, которое имело место в прототипе. Это предотвращает загрязнение экстракта лигнинами, попадающими в него при разрушении тканей растений, происходящим при резком сбросе давления. Известно, что лигнин нейтрализует физиологическую активность препарата. Следовательно, препарат по заявленному способу имеет большую физиологическую активность. Промывка растительного остатка в реакторе после отделения экстракта чистым пароконденсатом с последующим разделением смеси на центрифуге и отправкой выделенной жидкости для приготовления новой порции экстракта в емкость 1, дает возможность существенно повысить выход готового препарата и снизить потери. Использование распылительной сушилки (вместо вальцеленточной в прототипе) дает возможность получить однородный по фракционному составу порошок и исключить тем самым стадию дробления и фракционирования. Из сказанного видно, что заявляемый способ предусматривает более "щадящее", по сравнению с прототипом, обращение с растительным сырьем, без резких сбросов давления, дробления, транспортировки с помощью шнеков. Это также способствует повышению качества получаемого продукта, максимальному сохранению в нем полезных веществ и витаминов, в частности витамина E, которым богата люцерна.

Заявляемый препарат прошел широкую апробацию как в опытных условиях на животных, так и в здравоохранении.

Источники информации, принятые во внимание
1. Патент РФ N 2010575 - прототип препарата.

2. Патент РФ N 2025985 - прототип способа.

3. Д. Г. Тагдиси, С. Д. Алиев "Микроэлементы и здоровье". -М.: Знание, 1979 г. с. 64.

4. А. Уайт, Ф. Хендлер, Э. Смит, Р. Хилл, И. Леман "Основы биохимии". - М.: Мир, 1981 г., т.3.

Формула изобретения

1. Биологически активный препарат на основе экстракта люцерны, полученного обработкой его экстрагентом, содержащим смесь солей микроэлементов Ba, Sn, Co, Cr, V, Zn, Fe, отличающийся тем, что экстрагент дополнительно содержит соли Se, Mn, Cu.

2. Биологически активный препарат по п.1, отличающийся тем, что соли микроэлементов взяты в следующем соотношении, мг/кг растительного сырья:
Mn - 22
Ba - 13
Sn - 0,6
Co - 4,0
Cr - 1,0
V - 1,8
Zn - 700
Fe - 1030
Se - 1,0
Cu - 1,0
3. Биологически активный препарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что используют экстракт люцерны или сена люцерны.

4. Способ получения биологически активного препарата, включающий обработку растительного сырья экстрагентом, содержащим водный раствор солей, выдержку экстрагирующей смеси при температуре 150^oС и повышенном давлении, с дальнейшим отделением, очищением и сушкой экстракта, отличающийся тем, что обработку люцерны или сена люцерны осуществляют смесью водных растворов микроэлементов Ba, Sn, Co, Cr, V, Zn, Fe, Se, Mn, Cu, причем соотношение измельченного растительного сырья к экстрагенту равно 1:8.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что соли микроэлементов берут в следующем соотношении, мг/кг растительного сырья:
Mn - 22
Ba - 13
Sn - 0,6
Co - 4,0
Cr - 1,0
V - 1,8
Zn - 700
Fe - 1030
Se - 1,0
Cu - 1,0
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что обработку растительного сырья экстрагентом проводят при температуре 60 - 80^oС при перемешивании не более 20 мин.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что экстракт сушат при температуре 200 - 300^oС.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что экстрагирующую смесь выдерживают в течение 90 мин при давлении 5,4 - 5,9 · 10⁵ Па.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.01.2009

Дата публикации: 20.05.2011

---