Способ получения гепатопротекторного средства из древесины осины
Изобретение относится к лесохимической промышленности. Проводят измельчение отходов древесины осины до размера частиц менее 1 мм, сушку на воздухе до содержания влаги не более 18%, замачивание сырья в воде при температуре 18-25°С при соотношении сырье : экстрагент =1:1,5-2,5 в течение 10-24 час, последующий механический отжим экстракта и концентрирование его в вакууме при температуре не выше 40°С до содержания сухих веществ от 3,5 до 100%. Изобретение позволяет реализовать указанное назначение. 3 табл.
Изобретение относится к лесохимической промышленности и касается получения из отходов древесины осины средства, обладающего гепатопротекторной активностью, которое может найти применение в химико-фармацевтической и пищевой промышленности.
В качестве гепатопротекторов широко используются растительные препараты флавоноидной структуры, в которых активным агентом является Silimarin, выделенный из экстрактов плодов расторопши пятнистой. На основе этих соединений разработан ряд лекарственных препаратов «силимарин», «силибор», «силибинин», «карсил» и др. Все эти препараты зарубежного производства, поэтому очевидна актуальность и необходимость поиска и изучения новых природных источников сырья.
Известен способ получения средства, обладающего гепатопротекторной активностью, в котором высушенное и измельченное до размера частиц 1-3 мм сырье корневищ и корней лабазника шестилепестного экстрагируют горячей дистиллированной водой (90-95°С) при соотношении сырье:экстрагент 1:10-15 в течение 30 мин, полученный экстракт отделяют фильтрованием, упаривают до 1/3-1/5 объема, а очистку проводят охлаждением упаренного концентрата, осаждением из него целевого продукта добавлением трехкратного объема 96%-ного этанола, отстаиванием, отфильтровыванием осадка, его промыванием последовательно 96%-ным этанолом и эфиром с последующим выделением экстракта (RU 2259208, МПК А61К 35/78, опубл. 27.08.2005).
К недостаткам известного способа следует отнести тепловую обработку растительного сырья, а также использование для выделения целевого продукта этилового спирта. Кроме того, способ требует большого расхода электроэнергии для нагрева экстрагента и упаривания его.
Известен способ получения лекарственного средства, обладающего желчегонным действием, путем 5-кратной реперколяции коры осины 70%-ным этанолом при комнатной температуре с периодом настаивания 8 часов с последующим удалением экстрагента под вакуумом при 50°С и доведением до сухого экстракта в вакуум-сушильном шкафу при 40°С (RU 2126687, МПК А61К 35/78, опубл. 27.02.1999).
В известном способе в качестве сырья используют кору осины, в то время как основная часть биомассы древесины осины остается неутилизированной. К недостаткам способа следует отнести и использование спирта.
Известен способ получения средства, обладающего противоописторхозным действием, из коры осины, в котором измельченное до размера менее 1 мм сырье экстрагируют водой при 70°С в соотношении компонентов сырье:вода от 1:8 до 1:10, настаивают в течение 4-6 ч, отжимают, отстаивают экстракт в течение 2-4 ч, концентрируют в вакууме при 30-50°С до 60 мас.%, затем остаток коры дополнительно экстрагируют 45% этиловым спиртом при соотношении компонентов 1:1 в течение 4-6 ч, отжимают, объединяют водный и спиртовый экстракты с последующим упариванием и сушкой в вакууме (RU 2162701, МПК А61К 35/78, А61Р 1/16; 1/18; 33/10, опубл. 10.02.2001).
В известном способе противоописторхозное средство выделяют из коры осины, а стволовая часть древесины осины остается в отвале. К недостаткам способа следует отнести экстракцию горячей водой (70°С), что ухудшает качество биологически активных веществ, т.к температура от 60°С и выше разрушает витамины и энзимы. Кроме того, к недостаткам следует отнести большой расход электроэнергии.
Наиболее близким по технологии получения к заявляемому изобретению является способ получения кормовой добавки для молодняка свиней, который заключается в отжиме в шнековом питателе измельченной древесины осины с получением клеточного сока (RU 2084177, опубл. 20.07.1997)
В данном способе для получения кормовой добавки, которая представляет собой клеточный сок, используют стволовую часть древесины осины. Однако к недостаткам данного способа следует отнести малый выход целевого продукта, а также сезонность использования сырья.
Технический результат изобретения:
1. Расширение арсенала способов получения средства из растительного сырья, обладающего выраженной гепатопротекторной активностью.
2. Утилизация отходов древесины осины.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе получения гепатопротекторного средства из древесины осины, включающем измельчение сырья и его механический отжим, согласно изобретению в качестве сырья используют отходы древесины осины, которые измельчают до размера частиц менее 1 мм, затем предварительно сушат на воздухе до содержания влаги не более 18%, замачивают в воде при температуре 18-25°С при соотношении сырье:экстрагент =1:1,5-2,5 с 10 до 24 часов с последующим отжимом экстракта и концентрированном его в вакууме при температуре не выше 40°С до содержания сухого остатка в продукте от 3,5 до 100%.
В отличие от прототипа в заявляемом способе сырьем являются отходы древесины осины (щепа, сучки, опилки), причем как свежие, так и лежалые, что позволяет решить проблему утилизации малоценной и некондиционной древесины осины. В отличие от прототипа, где древесину просто механически отжимают для получения клеточного сока, в заявляемом изобретении его экстрагируют водой. Для повышения эффективности экстракции отходы древесины осины дополнительно измельчают до размера частиц менее 1 мм, затем сушат на воздухе до содержания влаги не более 18%, что позволяет сохранить биологически активные вещества в нативном виде. Далее подготовленное сырье замачивают в воде при комнатной температуре от 10 до 24 часов при при соотношении сырье:экстрагент =1:1,5-2,5.
Вода заполняет паренхимные клетки, которые в большинстве являются пустыми, образуя резервуары, между которыми находятся места с питательными веществами. Далее, древесину отжимают в шнековом питателе, а т.к. вода несжимаема, она с высокой скоростью уходит, выталкивая питательные вещества из межклеточного пространства и клетки, через нарушенную мембрану. Отжатая жидкость содержит вещества не только находящиеся в лубе и коре, являющиеся продутом фотосинтеза, но и те вещества, которые идут по стволу для питания стволовой части и снабженные в большей мере микроэлементами.
Химический состав отжатой жидкости: вода - 96,5%; протеин - 0,1%; зола - 0,15%; БЭВ (безазотистые экстрактивные вещества) - 2,17%; сахар - 1,92%; витамин Е - 35,83 мг/л; витамин С - 32,1 мг/л; Са - 200 мг/л; Р -30,0 мг/л; К - 324,0 мг/л; Na - 24,0 мг/л; Mg - 30,8 мг/л; Fe - 11,4 мг/л; Mn - 0,9 мг/л; Сu - 0,1 мг/л; Zn - 0,45 мг/л.
Кроме того, отжатая жидкость содержит олеиновую, линолевую, линоленовую, арахидоновую кислоты; витамины А, К; фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, галактозилдиацилглицерин, стерины и их эфиры, т.е. представляет собой комплекс биологически активных веществ.
В отличие от прототипа отжатую жидкость концентрируют под вакуумом при температуре 40°С до содержания сухих веществ от 3,5 до 100%. Концентрат биологически активных веществ (БАВ) с содержанием сухих веществ 3,5% - это раствор зеленоватого цвета с горько-кислым вкусом и приятным специфическим запахом, готовый к употреблению продукт. Порошкообразный концентрат биологически активных веществ имеет буро-коричневый цвет и горьковатый вкус, легко хранится и транспортируется. Возможны промежуточные варианты.
Предлагаемый способ подтверждается конкретными примерами.
Пример 1. Отходы древесины осины (сучки, щепу, опилки) измельчают до размера частиц менее 1 мм и высушивают на воздухе до воздушно сухого состояния (влажность - 18%). Затем сырье замачивают в воде при соотношении объема древесины к объему воды, равном 1:1 при комнатной температуре в течение 20 часов. Полученную массу с влажностью около 65-70% отжимают в шнековом питателе. Жидкость концентрируют под вакуумом при температуре 40°С до содержания сухого остатка в продукте 3,5%. Выход жидкого концентрата БАВ составил 15% к весу сухого сырья.
Пример 2. Предлагаемый способ был реализован аналогично примеру 1, но соотношение объема сырья к объему воду было равно 1,5. Выход целевого продукта - 18%. Результаты представлены в таблице 1.
| Таблица 1 Влияние условий получения концентрата биологически активных веществ на его выход |
||||
| №№ п/п | Объемное соотношение сырье:вода | Продолжительность экстракции, ч | Выход целевого продукта, мас.% к а.с.д | Содержание сухих веществ в концентрате БАВ, мас.% |
| 1. | 1,0 | 20 | 15,0 | 3,5 |
| 2. | 1,5 | 20 | 18,0 | 3,5 |
| 3. | 2,0 | 20 | 18,5 | 3,5 |
| 4. | 2,5 | 20 | 18,5 | 3,5 |
| 5. | 3,0 | 20 | 17,0 | 3,5 |
| 6. | 2,0 | 10 | 16,0 | 3,5 |
| 7. | 2,0 | 12 | 18,5 | 3,5 |
| 8. | 2,0 | 20 | 19,0 | 3,5 |
| 9. | 2,0 | 24 | 19,0 | 3,5 |
| 10 | 2,0 | 20 | 0,65 | 100 |
| *а.с.д. - абсолютно сухая древесина |
Пример 3. Предлагаемый способ был реализован аналогично примеру 1, но соотношение объема сырья к объему воды было равно 2,0. Выход целевого продукта - 18,5% (см. таблицу 1).
Пример 4. Предлагаемый способ был реализован аналогично примеру 1, но соотношение объема сырья к объему воды было равно 2,5. Выход целевого продукта - 18,5%.
Пример 5. Предлагаемый способ был реализован аналогично примеру 1, но соотношение объема сырья к объему воды было равно 3,0. Выход целевого продукта - 17%.
Примеры 1-5 подтверждают, что оптимальным отношением объема воды к объему древесины осины является 1,5-2,5. При меньшем количестве воды уменьшается выход гепатопротекторного средства (пример 1). При большем количестве воды количество извлекаемого продукта существенно не меняется (пример 5), но требуется испарять большее количество балластной воды, что экономически не выгодно.
Пример 6. Предлагаемый способ был реализован аналогично примеру 3, но продолжительность экстракции отходов древесины осины водой составляла 10 часов. Выход целевого продукта - 16%. Результаты представлены в таблице 1.
Пример 7. Предлагаемый способ реализован аналогично примеру 3, но продолжительность экстракции отходов древесины осины водой составляла 12 часов. Выход целевого продукта - составил 18,5%.
Пример 8. Предлагаемый способ реализован аналогично примеру 3, но продолжительность экстракции отходов древесины осины водой составляла 20 часов. Выход целевого продукта - 19%.
Пример 9. Предлагаемый способ был реализован аналогично примеру 3, но продолжительность экстракции отходов древесины осины водой составляла 24 часа. Выход целевого продукта - 19%.
Пример 10. Предлагаемый способ был реализован аналогично примеру 3, но после отжима полученный концентрат биологически активных веществ был высушен до порошкообразного состояния. Выход сухого гепатопротекторного средства - 0,65% на абсолютно сухую древесину (а.с.д.)
Примеры 6-9 иллюстрируют тот факт, что оптимальная продолжительность экстракции водой древесины осины составляет 10-24 часа, поскольку при меньшей продолжительности обработки снижается выход целевого продукта, а большая продолжительность обработки не дает положительного эффекта, но увеличивает длительность процесса, что экономически нецелесообразно.
Исследование биологической активности концентрата БАВ.
Экспериментальные исследования гепатопротекторной активности концентрата БАВ проведены на 25 белых лабораторных мышах массой 41-42 г. Было сформировано 5 групп мышей (контрольная и 4 опытные) по принципу аналогов. Кормили животных вволю со свободным доступом к воде. Случаев падежа не было. При проведении патологоанатомического изучения внутренних органов не замечено патологических изменений (см. табл.2).
Животные контрольной группы получали основной рацион, а животные опытных групп получали дополнительно к основному рациону от 0,5 до 2,0 мл/гол в сутки концентрата БАВ (с содержанием 3,5% сухого вещества). Паренхиматозные органы (печень, почки) исследовали целиком, надсекая соединительнотканную капсулу органа. После взвешивания на электронных весах печень и почки помещали в формалин для фиксации. Гистохимия жиров и липидов проводилась по методу «Выявление нейтральных жиров Суданом III» (Елисеева В.Г. и др. Основы гистологии и гистологическая техника. - М.: Медицина. 1967).
| Таблица 2 Масса внутренних органов мышей |
|||||
| Группа | Количество животных, гол | Доза БАВ мл/гол в сутки | Масса, г | ||
| печени | левой почки | правой почки | |||
| Контрольная | 5 | - | 2,4±0,05 | 0,273±0,014 | 0,263±0,00 |
| I опытная | 5 | 0,5 | 2,199±0,0088 | 0,303±0,002 | 0,324±0,002 |
| II опытная | 5 | 1,0 | 2,098±0,0035 | 0,230±0,01 | 0,243±0,0028 |
| III опытная | 5 | 1,5 | 2,643±0,05 | 0,302±0,017 | 0,294±0,0015 |
| IV опытная | 5 | 2,0 | 2,665±0,006 | 0,299±0.005 | 0,323±0,0088 |
Приведенные в таблице 2 данные показывают, что мыши, получавшие жидкий концентрат биологически активных веществ в количестве 1 мл/гол в сутки, имели меньшую массу печени и почек, что свидетельствует о повышении гепатотропного потенциала организма.
При гистологическом исследовании тканей печени отмечено, что концетрат БАВ проявляет гипохолестеринемическое действие, а также гипотриглицеринемический эффект, который проявляется в сдерживании процесса чрезмерного накопления жира в печени, что в свою очередь предотвращает жировое перерождение печени. Следовательно, полученный концентрат биологически активных веществ, оказывает гепатопротекторное действие, защищая печень от вредных воздействий, и повышает метаболическую активность основного фильтра в организме (см. табл.3).
| Таблица 3 Гистологическое исследование тканей печени мышей |
|
| Группа | Результаты исследований печени |
| Контрольная | Обильное накопление жироподобных веществ, которые выделяются при окраске Суданом III. Кроме того, встречаются различные деструктивные явления, такие как набухание ядерных структур, пикноз ядра м вакуолизация цитоплазмы гепатоцитов. Количество двуядерных клеток составляет около 25% от общего количества гепатоцитов. |
| I опытная | Накопление жироподобных веществ, преобладание дистрофических процессов, возникающих на фоне нарушения обмена веществ. Большое количество молодых клеток, печень восстанавливает свои функции. |
| II опытная | Гепатоциты не имеют ярко выраженных деструктивных изменений, относительное количество жироподобных веществ в пределах физиологических норм. При окраске на нуклеиновые кислоты выделяется большое количество многоядерных клеток, находящихся в синтетической стадии, то есть идет обновление клеточного состава железы. |
| III, IV опытные | Печень не имеет ярких патологических изменений, а процессы аналогичны 2 опытной группе. |
Таким образом, полученный из древесины осины концентрат биологически активных веществ является природным гепатопротекторным средством. Заявляемый способ его получения прост, удобен, экономичен, не требует большого расхода энергии. Мягкие условия экстракции позволяют получить максимальное количество биологически активных веществ в нативном виде с высокой гепатопротекторной активностью.
Способ получения гепатопротекторного средства из древесины осины, включающий измельчение сырья и его механический отжим, отличающийся тем, что в качестве сырья используют отходы древесины осины, которые измельчают до размера частиц менее 1 мм, затем предварительно сушат на воздухе до содержания влаги не более 18%, замачивают в воде при температуре 18-25°С при соотношении сырье:экстрагент =1:1,5-2,5 в течение 10-24 ч с последующим отжимом экстракта и концентрированием его в вакууме при температуре не выше 40°С до содержания сухих веществ от 3,5 до 100%.
