Препарат, содержащий водорастворимые соли тритерпеновых кислот, и способ его получения

Препарат, содержащий водорастворимые соли тритерпеновых кислот, и способ его получения

Реферат

Изобретение относится к получению из коры и древесной зелени пихты, отходов деревообрабатывающей промышленности, биологически активного препарата, действующими веществами которого являются растворимые в воде солевые формы тритерпеновых кислот. Препарат может быть использован в сельском хозяйстве для повышения продуктивности растений.

Известен способ выделения биологически активной суммы кислот из древесной зелени пихты, включающий измельчение древесной зелени пихты, получение солей кислот непосредственно обработкой измельченного сырья с влажностью 45% и менее водным раствором щелочи с концентрацией 0,5-50% или 1,0-50%-ным водным раствором карбоната щелочного металла, отделение твердой части древесной зелени от полученного раствора солей, подкисление водного раствора щелочи или водного раствора карбоната щелочного металла до рН 2-3, экстракцию тритерпеновых кислот органическим растворителем, последующее удаление растворителя и получение целевого продукта [1. Пат. РФ №2161149, кл. С 07 С 57/26, А 61 К 35/07, опубл. 27.12.2000 г.].

Недостатком данного способа является то, что экстракция проводится раствором щелочи или карбонатом щелочного металла непосредственно из растительного сырья, в результате чего конечный продукт может быть загрязнен полифенольными соединениями, подавляющими развитие растений. При повторной экстракции тритерпеновых кислот органическим растворителем вместе с тритерпеновыми кислотами экстрагируются и полифенольные соединения, которые остаются в конечном продукте после отгонки органического растворителя и сушки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ получения биологически активной суммы солей тритерпеновых кислот из высушенной и измельченной древесной зелени пихты экстракцией ее органическим растворителем - смесью петролейного эфира (нефраса) и этилацетата, обработкой экстракта щелочью, отделением водного раствора, в котором водный раствор отделяют от органической фазы после его самопроизвольной нейтрализации до рН 7-8 и высушивают его до порошка [2. Пат. РФ №2108107, кл. А 61 К 35/78, опубл. 10.04.98 г.].

В этом техническом решении полифенольные соединения остаются в органической фазе, а соли тритерпеновых кислот - в водном растворе, то есть продукт практически не загрязнен полифенольными соединениями.

Недостатком известного технического решения является использование большого количества пожароопасных и взрывоопасных органических растворителей, способ достаточно сложен, многостадиен.

За прототип заявляемого препарата выбран продукт, получаемый согласно известному способу [2], представляющий собой серо-зеленый порошок, содержащий около 50% натриевых солей тритерпеновых кислот и около 50% ацетата натрия.

Недостатком данного продукта является его дороговизна, поскольку при его получении используют большое количество дорогостоящих органических растворителей, а сушку его производят при повышенной температуре под вакуумом.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в создании нового экологически безопасного и технологически простого способа получения дешевого и эффективного препарата, в котором тритерпеновые кислоты являются биологически активным действующим началом, а полифенольные соединения находятся в связанной форме и не оказывают ингибирующего действия на развитие растений.

Поставленная задача решается благодаря тому, что заявляемый препарат для повышения продуктивности растений, содержащий водорастворимые соли тритерпеновых кислот, представляет собою порошкообразный композит, содержащий дополнительно белоксодержащий продукт, и растительное сырье, содержащее тритерпеновые кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Белоксодержащий продукт,

богатый протеинами 10-17

Натриевые соли тритерпеновых кислот 4-5

Растительное сырье, содержащее

тритерпеновые кислоты - остальное

Предпочтительно, в качестве белоксодержащего продукта препарат содержит сухое соевое молоко.

Предпочтительно, в качестве белоксодержащего продукта препарат содержит недубленые отходы кожевенного производства.

Предпочтительно, в качестве белоксодержащего продукта препарат содержит желатин.

Заявляемое решение обладает новизной. Получаемый препарат достаточно дешев, по отношению к выбранному прототипу обладает следующими существенными отличиями:

- дополнительно содержит белоксодержащий продукт;

- дополнительно содержит измельченное растительное сырье, содержащее тритерпеновые кислоты;

- препарат имеет вышеназванное соотношение компонентов.

В качестве белоксодержащего продукта возможно использовать сухое соевое молоко, бобы сои, что не исключает возможность использования других белоксодержащих продуктов, например желатина или недубленых отходов кожевенного производства.

Поставленная задача решается заявляемым способом получения препарата для повышения продуктивности растений, содержащего соли тритерпеновых кислот, благодаря тому, что растительное сырье, содержащее тритерпеновые кислоты, смешивают с белоксодержащим продуктом в соотношении 9-11:1-2, полученную смесь подвергают механохимической обработке в активаторе, полученный полупродукт смешивают с карбонатом или гидрокарбонатом натрия в соотношении 92-97:3,5-8,3 и повторно подвергают обработке в активаторе.

Предпочтительно, в качестве активатора используют проточные шаровые виброцентробежные или элипсоцентробежные мельницы, обеспечивающие ускорение мелющих тел 170-250 м/сек² и время пребывания в зоне обработки 1,5-3 минуты.

Предварительная механохимическая обработка растительного сырья, содержащего тритерпеновые кислоты, в присутствии сухого соевого молока, бобов сои или других белоксодержащих продуктов, богатых протеинами, позволяет связать полифенольные соединения.

Полученный полупродукт повторно подвергают механохимической обработке в присутствии карбоната или гидрокарбоната натрия, при этом получают порошкообразный композит, содержащий растворимые солевые формы тритерпеновых кислот.

Существенными отличительными признаками заявляемого способа являются:

- растительное сырье, содержащее тритерпеновые кислоты, смешивают с белоксодержащим продуктом, в соотношении 9-11:1-2, соответственно;

- полученную смесь подвергают механохимической активации;

- полученный полупродукт смешивают с карбонатом или гидрокарбонатом натрия в соотношении 92-97:3,5-8,3;

- смесь подвергают повторной механохимической активации.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1.

Кору пихты, предварительно высушенную до содержания воды 2-5 мас.%, измельчают до размера частиц 1,0-2,0 мм. Полученную массу смешивают с сухим соевым молоком или соевыми бобами в соотношении 9:2. Смесь механохимически обрабатывают в проточном активаторе типа ЦЭМ или ВЦМ, обеспечивающих ускорение мелющих тел 170-250 м/с² и время пребывания в зоне обработки 1,5-3 минуты. Полученный полупродукт смешивают до получения однородной массы с карбонатом натрия в соотношении полупродукт - карбонат натрия 96:3,8. Смесь механохимически обрабатывают в условиях получения полупродукта. Полученный продукт представляет собой тонкоизмельченный порошок светло-коричневого цвета и имеет распределение частиц 5-25 мкм 60-80%, 20-50 мкм 15-19%. Целевой продукт может использоваться для инкрустации семян пшеницы с целью повышения их всхожести и для обеспечения формирования крепкой корневой системы.

Целевой продукт характеризуется тем, что при 20-минутном настаивании в воде при перемешивании или взбалтывании высвобождает в раствор более 80% тритерпеновых кислот, содержащихся в исходном растительном сырье. Экстрагируемые этилацетатом тритерпеновые кислоты из фильтрованного водного настоя, который перед экстракцией подкислили 12%-ной серной кислотой до рН 2-3, имеют максимум в УФ-области 236-239 нм. Хроматограмма кислот, полученная методом ВЭЖХ согласно [А.Г.Друганов и др., Идентификация компонентов кислой части экстракта хвои пихты сибирской с использованием препаративной микроколоночной ВЭЖХ, спектроскопии ЯМР и масс-спектрометрии // Химия в интересах устойчивого развития, 8 (2000) 699], соответствует хроматограмме суммы тритерпеновых кислот, выделяемых по известному способу.

Пример 2.

Осуществляется в условиях п.1, в качестве исходного сырья используют древесную зелень пихты, которую смешивают с сухим соевым молоком в соотношении 11:1. Получаемый из этой смеси продукт представляет собой тонкоизмельченный порошок коричнево-зеленого цвета и имеет распределение частиц 10-40 мкм 60-80%, 40-55 мкм 15-19%. Целевой продукт может использоваться для инкрустации семян пшеницы, с целью повышения их всхожести и для обеспечения формирования крепкой корневой системы.

Целевой продукт характеризуется тем, что при 20-минутном настаивании в воде при перемешивании или взбалтывании высвобождает в раствор более 75% тритерпеновых кислот, содержащихся в исходном растительном сырье. Экстрагируемые этилацетатом тритерпеновые кислоты из фильтрованного водного настоя, который перед экстракцией подкислили 12%-ной серной кислотой до рН 2-3, имеют максимум в УФ-области 236-239 нм. Хроматограмма кислот, полученная методом ВЭЖХ согласно [А.Г.Друганов и др., Идентификация компонентов кислой части экстракта хвои пихты сибирской с использованием препаративной микроколоночной ВЭЖХ, спектроскопии ЯМР и масс-спектрометрии // Химия в интересах устойчивого развития, 8 (2000) 699], соответствует хроматограмме суммы тритерпеновых кислот, выделяемых по известному способу.

Пример 3.

Осуществляется в условиях п.1. Полученный продукт настаивают в воде при перемешивании при температуре 15-25°С, гидромодуль 6-10. Твердый остаток отделяют путем центрифугирования или фильтрования с последующим отжимом твердого остатка через фильтроткань. Полученный водный настой светло-коричневого цвета содержит водорастворимые натриевые соли тритерпеновых кислот в концентрации 0,25-0,35 мас.%.

Пример 4.

Осуществляется в условиях п.2. Полученный продукт настаивают в воде при перемешивании при температуре 15-25°С, гидромодуль 6-10. Твердый остаток отделяют путем центрифугирования или фильтрования с последующим отжимом твердого остатка через фильтроткань. Полученный водный настой зеленовато-коричневого цвета содержит водорастворимые натриевые соли тритерпеновых кислот в концентрации 0,6-0,8 мас.%. Полученные по п.3 и п.4 продукты могут использоваться путем орошения сельскохозяйственных культур.

Пример 5.

Осуществляется в условиях п.1. В качестве щелочного реагента используют гидрокарбонат натрия, который берут в удвоенном количестве по отношению к карбонату натрия по п.1.

Пример 6.

Осуществляется в условиях п.1. В качестве связующего полифенолы используют недубленые отходы кожевенного производства.

Пример 6.

Осуществляется в условиях п.1. В качестве связующего полифенолы используют желатин.

Указанные соотношения концентраций компонентов механохимически обрабатываемой смеси и параметры механохимической обработки (время пребывания в зоне воздействия мелющих тел, ускорение мелющих тел, количество и геометрические характеристики мелющих тел, загружаемых в механохимический активатор) зависят от характеристик исходного растительного сырья - влажности, содержания тритерпеновых кислот, смолистых компонентов и полифенольных соединений.

Содержание в смеси белоксодержащего продукта должно обеспечивать связывание 90-95% полифенольных соединений. Для нахождения оптимального содержания белоксодержащего продукта определяют общее количество полифенолов до и после механохимической обработки согласно методу [Haze-active protein and polyphenols in apple juice assessed by turbidimetry / Siebert, Karl J., Lynn, Penelope Y. // J.Food Sci. - 1997. - Vol.62. - N1. - C.79-84].

Минимальное содержание щелочного агента зависит от кинетики механохимического процесса (скорости переноса компонентов при механохимической обработке) и от содержания тритерпеновых кислот в растительном сырье. Количество вводимого щелочного агента должно обеспечивать полную нейтрализацию тритерпеновых кислот, но не должно быть менее 3%, поскольку в противном случае время механохимической обработки, необходимое для полной нейтрализации кислот, увеличивается до технологически неприемлемых величин.

По отношению к прототипу заявляемый способ обладает следующими преимуществами:

- готовый к использованию продукт получают по безотходной двустадийной технологии;

- технология исключает использование органических растворителей;

- заявляемый способ прост и позволяет решать вопросы комплексной переработки отходов лесопромышленного производства.

Проверяли эффективность препарата, полученного по предлагаемому способу (п.4), в сравнении с препаратом, получаемым по известному способу (прототипу). Обнаружено стимулирующее действие препарата, полученного по заявленному решению. Обработка семян препаратом увеличивает всхожесть и приводит к формированию крепких, хорошо облиственных и хорошо укорененных проростков. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Таблица 1
Влияние препаратов на прорастание семян пшеницы сорта “Новосибирская 89”.
№	Препарат,	4 день опыта	11 день опыта	Всхожесть, %
	Концентрация тритерпеновых	Высота побега	Длина корня	Высота побега	Длина корня
	кислот, мг/литр	мм	%	мм	%	мм	%	мм	%
1	Контроль, 0	16	100	22	100	105	100	45	100	90
2	Препарат по известному способу, 1,0	13	81	19	86	114	109	47	104	93
3	Водный настой по п.4, 1,0	14	88	24	109	124	118	58	129	99

1. Препарат для повышения продуктивности растений, содержащий водорастворимые соли тритерпеновых кислот, отличающийся тем, что он представляет собой порошкообразный композит, содержащий дополнительно белоксодержащий продукт и растительное сырье, содержащее тритерпеновые кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Белоксодержащий продукт	10-17
Натриевые соли тритерпеновых кислот	4-5
Растительное сырье, содержащее тритерпеновые кислоты	Остальное

2. Препарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащего продукта он содержит сухое соевое молоко.

3. Препарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащего продукта он содержит недубленые отходы кожевенного производства.

4. Препарат по п.1, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащего продукта он содержит желатин.

5. Способ получения препарата для повышения продуктивности растений, содержащего водорастворимые соли тритерпеновых кислот из высушенного и измельченного растительного сырья, содержащего тритерпеновые кислоты, отличающийся тем, что растительное сырье, содержащее тритерпеновые кислоты, смешивают с белоксодержащим продуктом в соотношении 9-11:1-2, полученную смесь подвергают механохимической обработке в активаторе, полученный полупродукт смешивают с карбонатом или гидрокарбонатом натрия в соотношении 92-97:3,5-8,3 и повторно подвергают обработке в активаторе.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве активатора используют проточные шаровые виброцентробежные или элипсоцентробежные мельницы, обеспечивающие ускорение мелющих тел 170-250 м/с² и время пребывания в зоне обработки 1,5-3 мин.