Способ получения водного экстракта прополиса

Изобретение относится к способу приготовления водного экстракта прополиса. Изобретение может быть использовано в медицине, фармакологии, парфюмерно-косметической и пищевой промышленности. Сырье прополиса подвергают экстракции водным раствором минеральных солей, через который пропускают пульсирующий электрический ток с помощью двух электродов, один из которых, катод, выполнен из серебра. На серебряный электрод наносят сырье прополиса в количестве 0,5-4,0 г на 1 см² поверхности электрода. Электрический ток пропускают в течение 3-6 часов, при этом плотность тока, протекающего через серебряный электрод, составляет (1,5-18,0)×10^-3 А/см². С помощью частотного преобразователя меняют частоту тока с 50 до 1000 Гц в течение 3-6 час. Затем, меняя полярность электродов, вновь пропускают электрический ток той же плотности не менее 10 мин. Водный экстракт прополиса охлаждают. Изобретение позволяет получать стабильный продукт. 8 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам получения экстрактов прополиса, в частности водных экстрактов прополиса. Изобретение может быть использовано в медицине, ветеринарии, животноводстве, сельском хозяйстве, фармакологии, парфюмерно-косметической и пищевой промышленности и т.д.

Прополис (пчелиный клей) представляет собой клейкое смолистое вещество, вырабатываемое медоносными пчелами.

Прополис используется с древнейших времен в народной медицине как профилактическое и терапевтическое средство. Известно, что прополис губителен для некоторых бактерий, в частности гноеродных (стрептококки, стафилококки). Он активизирует функции защитных механизмов в организме человека, применяется в ветеринарии. Под его влиянием усиливается фагоцитоз, увеличивается содержание в крови особого защитного белка (пропердина), усиливается выработка специфических антител против болезнетворных микроорганизмов и токсинов. Прополис способствует укреплению эмали зубов, большинство микроорганизмов не становятся резистентными к нему. Он является неспецифическим иммунораздражителем и повышает активность антибиотиков.

В состав прополиса входят воски, смолы, бальзамы, дубильные вещества, эфирные масла, фенолы и их производные, ароматические альдегиды, флавоноиды и т.д. Кроме того, в нем обнаружены токоферол, аскорбиновая и никотиновая кислоты, рибофлавин, тиамин, бензойная и коричная кислоты. Состав прополиса зависит от места и времени его сбора.

Поскольку основные компоненты прополиса плохо растворимы в воде, его обычно используют в виде экстракта в органическом растворителе, преимущественно в этиловом спирте или в водно-спиртовом растворе. Для приготовления экстракта прополис обрабатывают спиртом или водно-спиртовым раствором в течение длительного времени в защищенной от света емкости (Кивалкина В.П. и др. "Лекарственные формы прополиса" Пчеловодство. Москва, 1991, №11, стр.36).

Известны также способы приготовления экстрактов прополиса с использованием других органических растворителей и их смесей (ЕР 0109993, 1984). В указанном документе для приготовления экстракта прополиса в качестве экстрагентов использовали спирты, этиловый эфир, пропиленгликоль, диметилсульфоксид, бензилбензоат, ацетон, полиэтиленгликоль и т.д. или их смеси, или водные растворы упомянутых органических растворителей. Процесс экстракции проводили в течение длительного времени: до 10 дней. Затем экстракт прополиса подвергали сушке. Полученный порошок прополиса перед использованием растворяли в органическом растворителе, в качестве которого использовали различные спирты, этиловый эфир, диметилсульфоксид, ацетон. Было показано, что раствор прополиса в органических растворителях обладает антибактериальной активностью.

Общим недостатком препаратов прополиса, представляющих собой экстракт прополиса в органических растворителях, является использование вредных для человека органических веществ. Даже при использовании в качестве органического растворителя этилового спирта возникают ограничения в применении полученного экстракта: он не может быть использован при лечении язвы желудка, при лечении лиц, чувствительных к алкоголю, или при лечении детей. Кроме того, при смешивании спиртового экстракта прополиса с водными растворами выпадает осадок, что также ограничивает использование указанного препарата.

Известен способ получения водного экстракта прополиса путем обработки прополиса водным солевым раствором при Т=37-100°С (Chemical Abstracts, vol.71, no.21, 1969, abstract no.99267, Scheller et al.: "Anribacterial properties of propolis", page 106, column 1). Однако полученные водные экстракты не обладают антибактериальной активностью.

В патенте ЕР 0109993 описан способ получения водного препарата прополиса, заключающийся в обработке сырья прополиса водно-органическим растворителем, отделении полученного экстракта от осадка, высушивании экстракта до получения прополиса и растворении порошка в воде. Водный раствор препарата прополиса обладал антибактериальным действием. К недостаткам указанного известного способа получения водного препарата прополиса следует отнести длительность процесса его получения (около 10 дней), а также необходимость использования органических растворителей при экстракции прополиса.

Известен также способ получения водных экстрактов прополиса в слабощелочной среде (рН 6,5-9,5) посредством обработки прополиса водным раствором комплексообразователя, например холина или его производных (ЕР 0061508 1982). Полученный препарат обладает антибактериальной активностью. Однако в указанном способе приготовления водного экстракта прополиса также используется дополнительный органический компонент.

Известен также способ получения водного экстракта прополиса, заключающийся в очистке сырья прополиса от механических примесей и обработке его водой, при этом в процессе обработки через воду пропускают электрический ток (WO 96/32953, 1996). В ходе обработки используют погруженные в воду электроды, в воду добавляют минеральные соли, а анодное и катодное пространства разделяют фильтрующей перегородкой. Полученный по указанному способу водный экстракт прополиса обладает антибактериальной активностью.

Недостатками способа являются загрязнение экстракта металлами при растворении поверхностного слоя электродов, а также неустойчивость получаемого дисперсного водного экстракта прополиса, приводящая к расслаиванию экстракта на отдельные фазы в течение нескольких дней. В результате неустойчивости водного экстракта прополиса меняются его органолептические и физические свойства, и экстракт становится не пригодным к применению.

Наиболее близким к настоящему изобретению является способ получения водного экстракта прополиса, заключающийся в очистке сырья прополиса от механических примесей и обработке его водой, при этом в процессе обработки через воду пропускают электрический ток (RU 2090089, 1997) с помощью двух электродов. На один электрод, являющийся катодом, наносят сырье прополиса и пропускают электрический ток в течение 3-6 часов, при этом плотность тока, протекающего через серебряный электрод, составляет (1,5-18,0)×10^-3 А/см². Напряжение составляет 220 В, частота 50 Гц. Затем водный экстракт прополиса охлаждают. Недостатком способа является неполное извлечение из сырья биологически активных веществ. Примерно 50% активных начал остается в отходах, вследствие чего получаемый экстракт при использовании не дает максимального эффекта.

Целью настоящего изобретения является разработка способа получения водного экстракта прополиса, имеющего высокую биологическую, в частности антибактериальную активность, который может храниться в течение длительного времени без изменения свойств.

Получаемый водный экстракт с высокой концентрацией прополиса не содержит посторонних металлов и органических примесей и может быть использован для приготовления напитков и в качестве пищевой добавки. Из него можно получить водорастворимый порошок прополиса с большим сроком хранения.

В соответствии с настоящим изобретением способ получения водного экстракта прополиса заключается в том, что очищенное от механических примесей сырье прополиса подвергают экстракции водным раствором минеральных солей, через который пропускают электрический ток. Экстракцию проводят в емкости, заполненной водным раствором минеральных солей. Для пропускания электрического тока используют два электрода, по крайней мере один из которых выполнен из серебра. Второй электрод может быть выполнен из любого металла. На серебряный электрод, выполненный преимущественно в виде пластины, наносят очищенный от механических примесей прополис в количестве 0,5-4,0 г/см² поверхности электрода и закрепляют прополис на электроде, например, с помощью сетки или ткани. Электроды помещают в водный раствор. Один из электродов служит катодом, а другой анодом при пропускании через водный раствор электрического тока. Преимущественно катодом служит серебряный электрод с нанесенным на него прополисом. Для разделения катодного и анодного пространств в емкость помещают фильтрующую пористую перегородку. Электрический ток пропускают в течение 3-6 часов, при этом плотность тока, протекающего через серебряный электрод, составляет (1,5-18,0)×10^-3 А/см² серебряного электрода.

При пропускании тока водный раствор нагревается. В связи с этим поддерживают температуру водного раствора не более 96,5°С. Затем меняют полярность тока и ведут обработку прополиса в течение не менее 10 мин, преимущественно 10-30 мин. Водный экстракт прополиса находится в приэлектродном пространстве серебряного электрода. Его сливают и охлаждают. После охлаждения водный экстракт прополиса отделяют от затвердевших восковых продуктов и при необходимости подвергают фильтрации.

В соответствии с изобретением сырье прополиса очищают от механических примесей. При загрязнении поверхности кусков прополиса очистка может быть проведена путем промывки водой, удалением поверхностного слоя и т.п. Сырье прополиса может быть использовано также без предварительной очистки. В этом случае при необходимости производят фильтрацию конечного продукта - водного экстракта прополиса.

Поскольку дистиллированная вода практически не проводит электрический ток, в настоящем изобретении для экстракции используют слабые водные растворы минеральных солей: питьевую или дистиллированную воду с добавками минеральных солей, природную минеральную воду и т.п. В качестве минеральных солей могут быть использованы растворимые в воде сульфаты, карбонаты, хлориды и фосфаты щелочных и щелочно-земельных металлов. Преимущественно концентрация минеральных солей в воде составляет не менее 4,0 г/л.

Приэлектродное пространство серебряного электрода с нанесенным на электрод прополисом заполняют водным раствором минеральных солей. Приэлектродное пространство другого электрода может быть также заполнено водным раствором минеральных солей или дистиллированной водой. Использование дистиллированной воды предпочтительно, поскольку в этом случае в меньшей степени разрушается второй электрод в процессе пропускания электрического тока. Объемное соотношение воды в приэлектродном пространстве второго электрода и воды в приэлектродном пространстве серебряного электрода составляет от 1:2 до 1:10, преимущественно 1:3.

Второй электрод преимущественно выполняют из титана так, чтобы объемное соотношение серебряного и титанового электрода составляло 1,2-2,5, предпочтительно 1,5-1,8.

Пропускание электрического тока через раствор способствует экстракции ценных биологически активных компонентов прополиса. Чем больше плотность электрического тока, тем быстрее протекает экстракция. При слишком маленькой плотности электрического тока увеличивается время, необходимое для полного извлечения биологически активных компонентов. При большой плотности электрического тока происходит деструкция биологически активных компонентов прополиса и экстракция в водный раствор инертных нежелательных компонентов - восков и смол. По этой причине оптимальным условием экстракции является пропускание электрического тока плотностью (1,5-18,0)×10^-3 А/см² поверхности серебряного электрода в течение 3-6 часов. Следует отметить, что в процессе экстракции при постоянном поданном напряжении величина тока, протекающего через водный раствор, самопроизвольно возрастает приблизительно в 5-6 раз. В качестве источника тока используют любой источник переменного тока. С начала экстракции используют промышленный переменный ток с частотой 50-60 Гц, подавая его через полупроводниковый диод. Таким образом, через раствор пропускают однополупериодный пульсирующий ток. Постепенно во время экстракции повышается частота тока по схеме через 1 час работы экстрактора частота повышается до 300 Гц, 2 час работы - до 600 Гц, 3 час работы - до 900 Гц. К окончанию экстракции при температуре раствора 96,5°С частота тока не должна превышать 1000 Гц. Повышение частоты тока до 1000 Гц дает полное извлечение биологически активных начал из загружаемого сырья и большее насыщение активными элементами экстракта. Это достигается тем, что при повышении частоты тока ток начинает течь по поверхности проводника (в данном случае серебряного электрода). Таким образом взаимодействие тока с довеской прополиса происходит активнее, что способствует полному извлечению биологически активных начал из прополиса в экстракт. Повышение частоты тока выше 1000 Гц нежелательно, так как в экстракт начинают выделяться смолистые соединения прополиса, которые после охлаждения экстракта полностью коагулируют, что ведет к выпадению осадка в готовом экстракте.

Для полной экстракции ценных компонентов из прополиса необходим достаточный объем водного раствора минеральных солей в приэлектродном пространстве серебряного электрода.

Преимущественно массовое отношение нанесенного на электрод прополиса к водному раствору минеральных солей составляет от 1:8 до 1:20, а оптимальное - 1:10.

Концентрация прополиса в полученном водном экстракте составляет 2-4 мас.%. Водный экстракт прополиса, полученный по данному способу, представляет собой непрозрачную жидкость серовато-желтого цвета, имеющую ароматный смолистый запах и горьковатый вкус. Водный экстракт устойчив при хранении и сохраняет свои свойства не менее полугода. В водном экстракте прополиса концентрации 2 мас.% содержание суммы фенольных соединений составляет 0,130-0,168 мас.%, а содержание сухого остатка составляет 0,24-0,34 мас.%. Таким образом отпадает необходимость "доконцентрирования" водного экстракта.

В водном экстракте прополиса определяли содержание тяжелых металлов и токсичных элементов. Их содержание было в несколько раз ниже предельно допустимых концентраций для питьевой воды, а суммарное содержание не превышало 1,9 мг/л.

Известно, что в прополисе всегда присутствуют фенольные структурно-родственные хелатообразующие соединения и флавоноиды. Подлинность водного экстракта, полученного в соответствии с настоящим изобретением, устанавливали по присутствию в экстракте указанных соединений. Для этого в водный экстракт прополиса добавляли раствор уксуснокислого свинца. Подлинность устанавливали по появлению осадка желтого цвета, постепенно опускающегося на дно и представляющего собой полифенолы. Либо в водный экстракт прополиса добавляли спиртовой раствор железа оксидного хлорида. В этом случае подлинность устанавливали по появлению окрашивания от желто-зеленого до буро-зеленого цвета (фенольная гидроксильная группа) и выпадению осадка того же цвета.

Из водного экстракта прополиса, полученного в соответствии с изобретением, получают водорастворимый порошок прополиса. Для этого водный экстракт прополиса подвергают сушке. Преимущественно используют сублимационную сушку или выпаривание в вакуумном испарителе. Водорастворимый порошок прополиса удобен для хранения и транспортировки. Для предотвращения слеживаемости в процессе хранения порошок прополиса может быть разбавлен инертным наполнителем, например глюкозой.

Из водорастворимого порошка прополиса растворением в воде может быть приготовлен водный экстракт прополиса нужной концентрации. Этим методом можно получать устойчивые при хранении водные экстракты прополиса высокой концентрации. Водный экстракт прополиса, полученный из водорастворимого порошка, сохраняет физические, органолептические и биологические свойства исходного водного экстракта прополиса.

Водный экстракт прополиса с концентрацией не более 2 мас.% используют как напиток. Напиток может быть получен разбавлением водного экстракта прополиса до нужной концентрации или растворением водорастворимого порошка прополиса в воде. В напиток можно вводить ароматизаторы, красители, вкусовые добавки, витамины, концентраты соков.

Биологическая активность водного экстракта прополиса

Водный экстракт прополиса с концентрацией 2 мас.% исследовали на общее содержание в нем микробов в процессе хранения. В течение 6 месяцев содержание микробов в нем снизилось с 100 ед/мл до 15 ед/мл. Это свидетельствует об антибактериальных свойствах водного экстракта прополиса, полученного при экстракции с повышением частоты тока.

В связи с тем, что водные экстракты прополиса могут быть использованы в терапевтических целях, были изучены токсикологические свойства 10%-ного водного экстракта прополиса. Препарат вводили мышам, крысам и кроликам подкожным и пероральным способами. Препарат не обладал токсичностью в дозах до 15 мг/кг. Кроме того, установлено, что препарат не обладает кумулятивными свойствами и не обнаруживает сенсибилизирующего действия. Препарат не способен к резорбции через неповрежденные кожные покровы.

Водный экстракт прополиса изучали в целях коррекции иммунодефицитных состояний людей. Показано, что 4%-ный раствор прополиса способен оказывать корректирующее действие на гуморальное и клеточное звенья иммунитета. 4%-ный водный экстракт прополиса может применяться как специфический иммуномодулятор. Водный экстракт прополиса концентрации 10% способен повышать содержание иммуноглобулинов в сыворотке крови.

Водные экстракты прополиса с концентрацией более 2% могут быть использованы в качестве средства обработки поверхности слизистой при воспалительных процессах носоглотки различной этиологии, аппликаций на пораженные поверхности при язвах желудка и двенадцатиперстной кишки, эрозивных гинекологических поражениях.

Ниже изложены примеры осуществления настоящего изобретения.

Пример 1. Для получения водного экстракта использовали емкость с фильтрующей перегородкой, разделяющей катодное и анодное пространства. В катодное пространство ввели 19 л воды с содержанием минеральных солей 5 г/л. В анодное пространство ввели 2,5 л дистиллированной воды. Катодом служил электрод из серебра 975 пробы в виде пластины с размерами 10,0 см × 20,0 см × 0,1 см. В качестве анода использовали электрод из титана марки Т1 в виде пластины с размерами 7,4 см × 15,2 см × 0,1 см. На серебряный электрод равномерно нанесли 400 г очищенного от механических примесей прополиса и закрепили его с помощью медицинского бинта. Серебряный электрод погрузили в водный раствор минеральных солей, титановый электрод - в дистиллированную воду. Расстояние между электродами составляло 6 см. Через раствор пропускали электрический ток, полученный выпрямлением с использованием полупроводникового диода переменного тока с частотой 50 Гц с повышением частоты тока на 300 Гц через каждый час. Серебряный электрод служил катодом. Сила тока в начале экстракции составляла 1,5 А. Время пропускания тока - 4 часа. В конце электролиза температура водного раствора составляла 93°С. Затем сменили полярность и пропускали электрический ток в течение 5 мин. Смена полярности позволяет насыщать экстракт ионами серебра. Водный экстракт был извлечен из катодного пространства и охлажден до 25°С. С поверхности охлажденного водного экстракта прополиса сняли застывший воск, а экстракт профильтровали через марлевый тампон. Фильтрат являлся конечным продуктом - водным экстрактом прополиса с концентрацией 3,2 мас.%. Экстракт не изменял свои свойства 6 месяцев.

Пример 2. Выполняли так, как указано в примере 1, за исключением условий, указанных ниже.

В катодное пространство ввели 1,2 л минеральной воды с содержанием солей 4,3 г/л. В анодное пространство ввели 4,5 л дистиллированной воды. Серебряный электрод выполнен в виде пластины с размерами 14,0 см × 32,1 см × 0,1 см. Титановый электрод выполнен в виде пластины с размерами 10,2 см × 26,0 см × 0,1 см. Количество нанесенного на серебряный электрод очищенного сырья прополиса - 950 г. Расстояние между электродами - 11 см. Сила тока в начале процесса экстракции - 1 А. Время пропускания электрического тока при экстракции - 4,5 часа. Время пропускания электрического тока со сменной полярностью составило 20 мин. Концентрация прополиса в полученном водном экстракте составила 5,6 мас.%. Водный экстракт прополиса не изменял своих свойств в течение 10 месяцев.

Пример 3. 1 л водного экстракта прополиса концентрации 5,6 мас.% подвергли сублимационной (лиофильной) сушке. Получили 60 г порошка, содержащего 35 г прополиса. Остальное составляли неорганические соли. 20 г порошка растворили в 100 г воды и получили 20%-ный водный экстракт прополиса, который не изменял своих свойств 6 месяцев.

Пример 4. Выполняли, как в примере 1, за исключением того, что оба электрода были из титана.

Полученный водный экстракт прополиса содержал большое количество смолистых веществ и восковых продуктов. Масса перешедших из прополиса в воду веществ составила 51% от массы нанесенного на электрод прополиса. Экстракт расслаивался на отдельные фазы в течение нескольких часов.

Настоящее изобретение позволяет получить концентрированный водный экстракт прополиса, а также водорастворимый порошок прополиса, из которого можно приготовить водный экстракт прополиса. Увеличение частоты тока позволяет более полноценно использовать сырье прополиса, извлекая из него все биологически активные вещества. Уникальность этих продуктов заключается в том, что они более 6 месяцев сохраняют биологическую активность, присущую прополису. Благодаря указанным выше свойствам водный экстракт прополиса и водорастворимый порошок прополиса можно с успехом использовать в различных областях: медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, парфюмерии.

1. Способ получения водного экстракта прополиса, заключающийся в том, что сырье прополиса подвергают экстракции водным раствором минеральных солей, через который пропускают электрический ток, пропускание электрического тока осуществляют с использованием двух противоположно заряженных электродов, на одном из которых закреплен прополис, отличающийся тем, что по крайней мере один из электродов выполнен из серебра, прополис в количестве 0,5-4,0 г/см² наносят и закрепляют на поверхности серебряного электрода, пульсирующий электрический ток плотностью (1,5-18,0)·10^-3 А/см² серебряного электрода пропускают в течение 3-6 ч, начиная с частоты тока 50 Гц с повышением частоты тока в течение 3-5 ч до 1000 Гц, затем меняют полярность электродов и пропускают электрический ток той же плотности не менее 10 мин, после чего охлаждают полученный водный экстракт прополиса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что катодная зона отделена от анодной с помощью фильтрующей перегородки.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что приэлектродное пространство серебряного электрода заполнено водным раствором минеральных солей или минеральной водой с концентрацией солей не менее 4 г/л, а приэлектродное пространство второго электрода заполнено дистиллированной водой.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что серебряный электрод является катодом.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что второй электрод выполнен из титана.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что объемное соотношение дистиллированной воды и водного раствора минеральных солей составляет от 1:2 до 1:10.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что объемное соотношение серебряного и титанового электродов составляет 1,2-2,5, а массовое соотношение нанесенного на электрод прополиса и водного раствора минеральных солей составляет от 1:8 до 1:20.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что при пропускании электрического тока поддерживают температуру водного раствора не более 96,5°С.

9. Способ по пп.1-8, отличающийся тем, что после пропускания электрического тока с частотой до 1000 Гц в течение 3-5 ч меняют полярность пропускаемого электрического тока.