Фракция геля, полученная из шелухи семян подорожника блошиного

Фракция геля, полученная из шелухи семян подорожника блошиного

Реферат

Настоящее изобретение относится к слабительным средствам, к лечению для понижения содержания холестерина в сыворотке крови, к низкокалорийным пищевым загустителям (сгустителям) и к заменителям жира. В частности, настоящее изобретение имеет отношение к несброженным гелеобразующим полисахаридам, полученным из шелухи семян подорожника блошиного, и к способам их выделения.

Шелуху семян подорожника блошиного (Plantago ovata, известный также как испагула) обычно используют в качестве слабительного, а также для содействия регулярной функции кишечника. Шелуха семян подорожника блошиного (далее в тексте для упрощения восприятия определение «блошиный» опущено) содействует перистальтике кишечника, частично за счет увеличения массы и влажности содержимого стула (Marteau et al., 1994, Gut 35:1747-1752). Кроме того, испражнения животных и людей, которые потребляли пищу, содержащую шелуху семян подорожника, являются гелеобразными (студенистыми). Эта студенистость повышает слабительные свойства шелухи семян подорожника за счет снижения трения в кишечнике. Наблюдавшееся увеличение фекальной массы и удержания воды также может быть объяснено указанными гелеобразными свойствами материала (Marteau et al., 1994, см. выше). Гель образован в основном из не подвергавшихся брожению полисахаридов подорожника (Cabotaje et al., 1994, 1302-1307).

Используемые обычно препараты из шелухи семян подорожника имеют некоторые недостатки. Слабительные препараты из шелухи семян подорожника обычно содержат размолотую шелуху, которая является грубой и неприятной на вкус, если ее назначать для питья. Уже известно введение шелухи семян подорожника в выпечку, крекеры (галеты, печенья) и другие аналогичные продукты, однако эти продукты имеют тенденцию к неприятному на вкус образованию геля уже во рту. Однако более существенным является то, что шелуха семян подорожника может разбухать в пищеводе, что может приводить к его непроходимости. По указанным причинам препараты из шелухи семян подорожника не рекомендуются для приема внутрь пациентам, которые имеют трудности при глотании (например, пожилым людям). Наконец, рекомендуемая дневная доза шелухи семян подорожника, составляющая 3,5-11 г в день, является неудобной для проглатывания в любом виде. Таким образом, существует необходимость в такой форме препарата из шелухи семян подорожника, которая является удобной и приятной для использования.

Шелуха семян подорожника обладает многими свойствами различных видов растворимой пищевой клетчатки. Среди обычно используемых видов растворимой пищевой клетчатки можно указать пектин, камедь и овсяные отруби. Растворимая пищевая клетчатка (SDF) широко используется в пищевой промышленности и в медицине. Растворимые волокна являются компонентами таких потребляемых с минимальной обработкой источников пищи, как овес, овсяные отруби и ячмень, или же эти волокна используют как концентраты, такие как пектин, камедь и растительный клей. Камедь и растительный клей представляют собой углеводные (углеводородные) полимеры, которые обычно выделяют из растений. Растительные клеи, в частности, образуют склизкие или гелеобразные растворы в воде. Пектины имеют полимерные цепи частично метилированных галактуроновых кислот, которые также обладают способностью образовывать гель в воде. Большинство растворимых волокон быстро и полностью ферментируется и не имеет слабительных свойств.

Источником растворимой пищевой клетчатки является также вязкий холестерин сыворотки крови животных и человека (Marlett, 1997, pp.109-121, Dietary Fiber and Health. Plenum Press, New York, ed. Kritchevsky and Bonfield). Вязкость SDF скорее, чем ее ферментация (брожение) в желудочно-кишечном тракте, является ключевой в ее действии на снижение содержания холестерина (Marlett et al., 1994, Hepatology 20:1450-1457). Вязкость в просвете нижней тонкой кишки препятствует абсорбции желчных кислот и приводит к увеличению вывода желчных кислот со стулом. Можно полагать, что содержание холестерина в крови понижается в первую очередь из-за того, что он расходуется в печени для синтеза желчных кислот, необходимых для восполнения их потери (вывода). Синтез желчных кислот в печени является причиной ежедневного удаления от 40 до 50% холестерина из крови. Однако добавление в диету источника растворимого волокна, такого как овсяные отруби, приводит также к увеличению пропорции дезоксихолевой кислоты в объеме желчных кислот, что снижает абсорбцию экзогенного пищевого холестерина. Добавление в диету шелухи семян подорожника также увеличивает выведение желчных кислот ориентировочно на 50% (Gelissen et al., 1994, Am. J. Clin. Nutr. 59:395-400).

Концентраты растворимой пищевой клетчатки часто используют в пищевой промышленности в качестве загустителей и низкокалорийных заменителей жира по причине их гидроколлоидных свойств (Ward, 1997, Cereal Foods World, 42:386-390). Имеющие низкую вязкость камеди, такие как аравийская камедь, имеют как гидрофильные, так и липофильные свойства, что делает их идеальными для использования в качестве эмульгаторов, поверхностно-активных веществ и стабилизаторов. Пектины и растительные клеи обладают гелеобразующими свойствами, что делает их идеальными загустителями пищевых продуктов. Пектины традиционно экстрагируют из яблок и цитрусовых. Обычно используемые растительные клеи, как правило, экстрагируют из морских водорослей, таких как караген, агар и альгинат. Заменитель жира может быть приготовлен при комбинировании камеди с растительным клеем и/или с пектином для создания соединения, имеющего эмульсионные свойства и мягкость жира.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается гелеобразующий компонент из шелухи семян подорожника в очищенном виде. Эта гелевая фракция (фракция геля) обладает слабительными свойствами и гипохолестериновыми свойствами (свойствами снижения содержания холестерина), присущими целой (непереработанной) шелухе семян подорожника, однако имеет форму, которая легко может быть назначена в виде таблетки, капсулы или жидкости без некоторых неприятных или небезопасных моментов, связанных с приемом нетронутой шелухи семян подорожника. Эта гелевая фракция может также найти применение при лечении других кишечных расстройств или для поддержания нормальной функции кишечника, а также в качестве пищевого загустителя или заменителя жира.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается гелеобразующая фракция шелухи семян подорожника, которая выдерживает микробную ферментацию (является стойкой к ней) при проходе через моножелудочный желудочно-кишечный тракт млекопитающих. Среди других компонентов гелевая фракция содержит преимущественно ксилозу и арабинозу при весовом отношении в сухом состоянии (при отношении сухих масс), составляющем преимущественно около 3,5). Фракция содержит также существенно ограниченные количества других сахаров, например всего около 2,5%-13,5% рамнозы, галактозы, глюкозы и уроновых кислот. Более конкретно, гелеобразующая фракция имеет следующий состав сахара, выраженный в процентах полного содержания сахаров:

ориентировочно от 0,5% до 4% рамнозы;

ориентировочно от 19% до 22% арабинозы;

ориентировочно от 68% до 76% ксилозы;

ориентировочно от 0% до 0,5% маннозы;

ориентировочно от 1% до 2% галактозы;

ориентировочно от 0% до 1% глюкозы;

ориентировочно от 1% до 6% уроновых кислот

При последующей очистке гелеобразующая фракция еще более обедняется в отношении рамнозы, глюкозы и уроновых кислот.

Гелеобразующая фракция обладает также высокой вязкостью и при 0,2% концентрации в формамиде имеет кажущуюся вязкость по меньшей мере 500 с, преимущественно 750 с, а еще лучше 850 с. Фракция растворима в разбавленном щелочном растворе и образует гель при подкислении раствора до достижения конечного рН, составляющего около 4,5.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается в преимущественном способе получения гелеобразующей фракции шелухи семян подорожника получение также отдельной углеводной фракции. Эта фракция растворима в разбавленном щелочном растворе и остается растворимой при подкислении раствора до рН, составляющего около 4,5. Эта фракция содержит ксилозу и арабинозу при их отношении по меньшей мере около 4:1, а также содержит по меньшей мере около 12% (по весу) рамнозы и по меньшей мере около 15% (по весу) уроновых кислот.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ фракционирования шелухи семян подорожника для получения гелеобразующей фракции и дополнительной углеводной фракции. Этот способ предусматривает: (а) перемешивание шелухи в присутствии химического восстановителя в водном щелочном растворе, который содержит ориентировочно от 0,15 до 1,0 М (преимущественно 0,15-0,5 М, предпочтительно 0,15-0,4 М, еще лучше 0,15-0,3 М, а еще лучше 0,15-0,2 М) гидроксильных ионов, за счет чего осуществляется фракционирование шелухи на растворимую в щелочи фракцию и на не растворимую в щелочи фракцию; (b) удаление не растворимой в щелочи фракции; (с) подкисление растворимой в щелочи фракции до рН, составляющего ориентировочно от 3 до 6 (преимущественно ориентировочно от 4 до 5, а еще лучше около 4,5), что приводит к загущению гелеобразующей фракции; и (d) отделение гелевой фракции, например, при помощи центрифугирования или иных средств от дополнительной углеводной фракции, которая находится в подкисленном растворе. В соответствии с предпочтительными вариантами способ дополнительно предусматривает промывку гелевой фракции водным или забуференным раствором и обезвоживание промытой гелевой фракции.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается гелеобразующая фракция из шелухи семян подорожника, которая получена при помощи указанного выше способа. В соответствии с этим аспектом настоящего изобретения предлагается также дополнительная углеводная фракция.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагаются альтернативные способы получения полисахаридной фракции, которая содержит упомянутую выше гелеобразующую фракцию. Такую фракцию получают за счет жидкостной экстракции с использованием формамида, диметилсульфоксида или 4-метилморфолин N-оксида (50% раствор в воде). Обработанный растворителем материал центрифугируют для выделения растворимых материалов, которые затем вливают в этанол до достижения концентрации 80% этанола. Образующийся осадок аналогичен по составу растворимой в щелочи гелеобразующей фракции.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагаются фармацевтические препараты для лечения запоров или других расстройств кишечника, а также для снижения уровней холестерина в сыворотке крови пациентов. Эти препараты имеют состав с эффективными дозами гелеобразующей фракции шелухи семян подорожника в соответствии с настоящим изобретением. Предлагаются также способы лечения пациентов с указанными заболеваниями, которые предусматривают назначение (прием) фармацевтических препаратов в соответствии с настоящим изобретением.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания и приведенных далее примеров.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается высокополимеризованная гелеобразующая фракция из шелухи семян подорожника, которая в высшей степени полезна при лечении и профилактике запоров, а также в качестве средства для снижения содержания холестерина. Эта гелевая фракция остается главным образом неферментированной (несброженной) во время прохождения по желудочно-кишечному тракту (Пример 6 и Пример 7) и способствует работе перистальтики кишечника за счет различных средств, в том числе за счет повышения влажности содержимого и общей массы стула, а также за счет придания стулу характеристики склизкости, которая облегчает прохождение стула (Пример 6).

Было обнаружено, что гелеобразующая фракция из шелухи семян подорожника может быть использована в качестве средства для снижения содержания холестерина. В связи с этим указанная гелеобразующая фракция может быть использована изолированно или в сочетании с другими активными веществами для терапевтического лечения для снижения содержания холестерина в сыворотке крови.

Стул крыс и людей, которые получали шелуху семян подорожника, иногда является гелеобразным (Cabotaje et al., 1994, см. выше; Пример 6). Однако попытки очистки и характеризации (описания) гелеобразующего материала (Kennedy et al., Carbohydrate Res. 75:265-274, 1979; Sandhu et al., Carbohydrate Res. 93:247-259, 1981) не были успешными, причем никто не доказал, что имеющая высокую степень очистки гелеобразующая фракция имеет характеристики, описанные в соответствии с настоящим изобретением. Способ фракционирования шелухи семян подорожника, разработанный в соответствии с настоящим изобретением, ведет к получению неожиданных результатов, которые противоречат ранее опубликованным (например, Kennedy et al., 1979, см. выше), причем растворимая в щелочи фракция шелухи семян подорожника может быть дополнительно фракционирована для получения имеющей высокую вязкость гелевой фракции (которая именуется здесь как «Фракция В») и второй углеводной фракции (которая именуется здесь как «Фракция С»), имеющей другой состав, что далее объясняется более подробно. Как вязкая гелеобразующая Фракция В, так и дополнительная Фракция С являются растворимыми в различных растворах, в том числе в разбавленной и концентрированной щелочи, в формамиде, диметилсульфоксиде и в 4-метилморфолин N-оксиде (50% раствор в воде); следовательно, эти две фракции могут быть разделены на основании их характеристик растворимости. Однако дальнейшее разделение фракций ранее осуществить или не удалось (например, не удалось осуществить дальнейшее разделение экстрагируемой крепкой щелочью гелеобразующей фракции, Kennedy et al., 1979; см. выше), или это осталось неисследованным. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что при использовании соответствующей методики первой экстракции для получения продукта, который содержит фракции В и С вместе, эти фракции могут быть разделены за счет подкисления раствора, который содержит смесь указанных фракций. Фракцию В сгущают для последующего выделения из подкисленной смеси при помощи центрифугирования, в то время как Фракция С остается растворимой в кислоте.

Описание углеводных полимеров

Вязкая гелеобразующая фракция шелухи семян подорожника (Фракция В) в соответствии с настоящим изобретением в первую очередь содержит ксилозу и арабинозу. В соответствии с предпочтительным вариантом гелеобразующая фракция содержит по меньшей мере 50% ксилозы и арабинозы по весу, преимущественно по меньшей мере 75% ксилозы и арабинозы по весу, а еще лучше по меньшей мере 85% ксилозы и арабинозы по весу. Гелеобразующая фракция имеет кажущуюся вязкость, определяемую в соответствии с методом Примера 3, которая составляет по меньшей мере 500 сек, преимущественно по меньшей мере 750 сек, а еще лучше по меньшей мере 850 сек. Гелеобразующая фракция дополнительно имеет дефицит рамнозы, галактозы и уроновых кислот по сравнению с ксилозой. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к рамнозе превышает 50, преимущественно это отношение превышает 60, а в наиболее предпочтительном варианте это отношение превышает 65. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к галактозе превышает 25, преимущественно это отношение превышает 35, а в наиболее предпочтительном варианте это отношение превышает 42. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к уроновой кислоте превышает 15, преимущественно это отношение превышает 25, а в наиболее предпочтительном варианте это отношение превышает 35. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к арабинозе во Фракции В составляет от 2,5 до 4,5, преимущественно это отношение составляет от 3,0 до 4,0, а в наиболее предпочтительном варианте это отношение составляет от 3,25 до 3,75.

Растворимая в кислоте фракция шелухи семян подорожника (Фракция С) также имеет высокое содержание ксилозы и арабинозы. В соответствии с предпочтительным вариантом растворимая в кислоте фракция имеет по меньшей мере 25% ксилозы и арабинозы по весу, преимущественно по меньшей мере 40% ксилозы и арабинозы по весу, а еще лучше по меньшей мере 45% ксилозы и арабинозы по весу. Несмотря на то, что Фракция С имеет кажущуюся вязкость, аналогичную вязкости Фракции В, она не имеет гелеобразующего свойства Фракции В. Фракция С дополнительно имеет высокое содержание рамнозы, галактозы и уроновых кислот по сравнению с ксилозой. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к рамнозе составляет менее 6,0, преимущественно менее 4,5, а еще лучше, если указанное весовое отношение составляет менее 3,0. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к галактозе составляет менее 40, преимущественно указанное отношение составляет менее 30, а еще лучше, если указанное отношение составляет менее 25. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к уроновой кислоте составляет менее 30, преимущественно указанное отношение составляет менее 10, а еще лучше, если указанное отношение составляет менее 5,0. В соответствии с предпочтительным вариантом весовое отношение ксилозы к арабинозе во Фракции С составляет более 3,0, преимущественно указанное отношение составляет более 4,0, а еще лучше, если указанное отношение составляет более 4,5.

Приготовление фракций шелухи семян подорожника

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются также способы фракционирования шелухи семян подорожника для получения описанных здесь выше очищенных и разделенных фракций. В своей наиболее основной форме способ включает в себя следующие операции:

1. Образование суспензии шелухи семян подорожника в разбавленном щелочном водном растворе (содержащем преимущественно 0,15-0,2 М гидроксильных ионов), содержащем восстановитель, в котором некоторые порции материала шелухи семян подорожника будут растворяться, в то время как некоторые другие порции останутся нерастворимыми.

2. Удаление не растворимого в щелочи материала (который именуется здесь как «Фракция А»), например, за счет центрифугирования.

3. Подкисление растворимой в щелочи фракции операции 1 до рН в диапазоне от 3 до 6, а преимущественно до значения 4,5, чтобы получить гель (Фракция В) и растворимую в кислоте фракцию (Фракция С).

4. Выделение геля из подкисленного раствора, например, при помощи центрифугирования.

Один из примеров этого способа описан в Примере 1. Существует множество вариантов указанного способа, которые однако существенно не изменяют природу выделенного продукта. Эти варианты подробно описаны ниже.

Операция растворения (солюбилизации) в щелочи имеет множество вариаций. Описанный в Примере 1 способ является усовершенствованием известных ранее способов растворения. Прежде для растворения в щелочи полисахаридов шелухи семян подорожника использовали концентрированные щелочные растворы (например, 1,2 М NaOH, Kennedy et al., 1979, см. выше) без восстановителя. Учитывая жесткую природу такой обработки, приводящую к частичной деградации цепей полисахаридов в гелеобразующей фракции, авторы настоящего изобретения показали, что может быть получена гелеобразующая фракция, предположительно в более подходящей для последующего фракционирования форме, с использованием намного менее концентрированного щелочного раствора и подходящего химического восстановителя, такого как борогидрид. Несмотря на то, что может быть использован щелочной раствор до 4 N, концентрация основания при щелочном растворении преимущественно составляет по меньшей мере 0,15 N и не более чем 1,0 N; предпочтительно по меньшей мере 0,15 N и не более чем 0,5 N; а еще лучше по меньшей мере 0,15 N и не более чем (0,2-0,3) N. При щелочной экстракции может быть использовано любое стандартное основание, в том числе (но без ограничения) гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид лития, гидроксид аммония и тетраметил гидроксид аммония.

Химический восстановитель, такой как борогидрид, должен быть добавлен при проведении операции щелочного растворения для сведения к минимуму катализируемой основанием деполимеризации. В Примере 1 использована концентрация 1 г/л борогидрида натрия, однако диапазон эффективных концентраций составляет ориентировочно от 50 мг/л до 10 г/л. В соответствии с предпочтительным вариантом концентрация борогидрида натрия составляет по меньшей мере 100 мг/л и не более чем 4 г/л, преимущественно по меньшей мере 500 мг/л и не более чем 2 г/л, а еще лучше по меньшей мере 800 мг/л и не более чем 1,2 г/л. При проведении этой операции могут быть использованы и другие формы борогидрида, в том числе (но без ограничения) борогидрид лития, борогидрид калия и цианоборогидрид натрия.

Степень начальной обработки шелухи семян подорожника может влиять на проведение операции щелочного растворения, что известно специалистам в данной области. Важно, чтобы материал шелухи семян подорожника был обработан таким образом, чтобы он содержал небольшие куски, что позволяет легче разделять вязкие полисахариды от нерастворимых и волокнистых материалов стенок клеток. В Примере 1 используют молотую шелуху семян подорожника, однако может быть использован любой другой процесс измельчения растительного материала, причем такие процессы хорошо известны сами по себе.

Отношение количества материала шелухи семян подорожника к объему щелочного раствора имеет важное значение для эффективной солюбилизации (растворения) фракций полисахаридов. В Примере 1 вводят 2 г шелухи семян подорожника в 400 мл щелочного раствора, однако это отношение может варьировать без существенного влияния на солюбилизацию. Например, можно вводить ориентировочно от 0,1 до 4 г шелухи семян подорожника в 400 мл щелочного раствора. Кроме того, время солюбилизации (в диапазоне 0,5 - 24 часа) можно варьировать для оптимизации процедуры при температуре в диапазоне 4-50°С.

Операция два способа в соответствии с настоящим изобретением предусматривает разделение не растворимых в щелочи материалов от растворимых в щелочи материалов. В Примере 1 для решения этой задачи используют центрифугирование. Однако могут быть использованы и различные другие процедуры и их вариации, которые не изменяют существенно выделенные (изолированные) растворимые материалы. Специалисты легко поймут, каким образом следует изменить время и усилие центрифугирования для адаптации операции разделения к различным роторам центрифуги, к различным растительным материалам и к различным щелочным растворам. Для осуществления операции разделения могут быть использованы и другие методики, которые хорошо известны сами по себе, причем некоторые из этих методик лучше подходят для промышленного использования способа в соответствии с настоящим изобретением. Среди представляющих интерес способов разделения можно указать (но без ограничения) проточное центрифугирование или фильтрацию (с перемешиванием). В Примере 1 дополнительно предусмотрены промывка нерастворимых материалов при помощи щелочного раствора и повторное разделение для повышения выхода растворимых в щелочи материалов. Указанная операция промывки не является обязательной, но может быть преимущественно использована для повышения выхода материала.

Операция три предусматривает подкисление растворимых в щелочи материалов, полученных при проведении операции два. В Примере 1 это осуществлено путем добавления ледяной уксусной кислоты в объединенные растворимые в щелочи материалы, пока рН не достигнет значения 4,5. Диапазон значений рН, применимый при этой кислотной солюбилизации, может варьировать без существенного влияния на процедуру. В соответствии с предпочтительным вариантом используют значение рН в диапазоне от 3 до 6, преимущественно в диапазоне от 4 до 5, а еще лучше, если рН равно ориентировочно 4,5, как это использовано в Примере 1. Выбор кислоты также подвержен вариациям. Среди прочих при проведении операции три могут быть использованы уксусная, соляная, серная, щавелевая, трихлоруксусная и трифторуксусная кислоты. При проведении операции три, как и при проведении операции один, могут варьировать время, температура и другие параметры солюбилизации, однако преимущественно эту операцию проводят при окружающей температуре в течение ориентировочно 2 часов.

Операция четыре предусматривает разделение не растворимого в кислоте гелеобразного материала (Фракция В) от растворимых в кислоте материалов (Фракция С). Для проведения указанного разделения преимущественно используют центрифугирование. Для повышения эффективности разделения можно также использовать промывку нерастворимой массы геля (например, в воде, в буферном или ином подходящем растворителе).

В качестве альтернативы центрифугированию при проведении операции четыре могут быть использованы два других подхода, которые годятся для промышленного выпуска препаратов. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что гелеобразный материал Фракции В всплывает, причем гель имеет хорошую целостность. Поэтому гель может быть сцежен или снят с поверхности подкисленной смеси при помощи лопатки, например, такого типа, которую используют для снятия творога (створоженного молока) при производстве сыра. После этого гелевый материал помещают в отдельный резервуар, где он может быть промыт при проведении дополнительной операции очистки. Альтернативно, сосуд, в котором находится подкисленный раствор с плавающим на его поверхности гелем, может быть дренирован снизу за счет силы тяжести или при приложении небольшого вакуума, так чтобы гель оставался на дне сосуда. И в этом случае гель может быть дополнительно промыт.

При подготовке Фракции В и Фракции С для хранения и/или для использования могут быть применены различные процедуры. Для хранения могут быть использованы полисахаридные препараты Фракций В и С или же эти фракции могут хранится в гидратированной форме. При хранении в гидратированной форме могут быть добавлены консерванты или бактериостатические вещества. Для хранения особенно предпочтительным является использование сушки полисахаридных препаратов. В соответствии с предпочтительным вариантом Фракцию В и Фракцию С обезвоживают за счет обработки 95% этанолом, промывают диэтиловым эфиром и сушат. Обезвоживание указанных фракций может быть также осуществлено при помощи других растворителей, таких как метанол, ацетон или изопропиловый спирт. Для сушки (обезвоживания) указанных фракций может быть также использован любой стандартный способ дегидратации (например, выпаривание, лиофилизация) при условии поддержания температуры ниже ориентировочно 60°С, а преимущественно ниже ориентировочно 40°С.

Использование фракций шелухи семян подорожника

Фракции шелухи семян подорожника в соответствии с настоящим изобретением используют в качестве терапевтических препаратов. Было показано, что вязкая гелеобразующая фракция, а именно Фракция В, является эффективной в качестве слабительного, а также в качестве средства снижения содержания холестерина. Этот материал может быть использован изолированно или в сочетании с другими активными веществами в терапевтических или профилактических препаратах, при запорах, диарее и/или при повышенном содержании холестерина в сыворотке крови. Такие препараты в виде таблеток, капсул или жидкостей для приема перорально могут содержать гелеобразующую фракцию. В соответствии с предпочтительным вариантом удобной для приема в виде таблеток или капсул является сухая форма геля, причем после приема внутрь (проглатывания) пациентом происходит регидратация геля. Что касается регидратации, то следует сказать, что гелеобразующая фракция обладает особенно предпочтительными характеристиками гидратации. После выделения и сушки гелеобразующая фракция имеет малую скорость гидратации. Основываясь на наблюдениях, полученных при экспериментах на крысах, можно определенно полагать, что введенный гель становится гидратированным в верхней части кишечника, где он оказывает свое действие по снижению содержания холестерина. Эта задержка гидратации является благоприятной, так как за счет этого снижается или исключается риск преждевременной гидратации, например, в пищеводе.

Гелеобразующие препараты могут быть также введены в пищевые продукты. Так как активные полисахариды были отделены (очищены) от других компонентов клеток растений при помощи способа в соответствии с настоящим изобретением, то они не имеют неприятного вкуса, причем нет необходимости введения их значительных количеств, что требуется при применении известных в настоящее время препаратов из шелухи семян подорожника.

Хорошо известно, что несброженный гелеобразующий полисахарид из шелухи семян подорожника имеет слабительное действие в моножелудочном желудочно-кишечном тракте млекопитающих. Для взрослого человека необходимая доза гелеобразующей фракции в сухом виде составляет около 2 г при приеме от одного до трех раз в день, что позволяет поддерживать регулярную деятельность кишечника и предупреждать запоры.

Как это описано в Примере 4, гелеобразующая фракция шелухи семян подорожника может быть использована в качестве средства для снижения содержания холестерина. И в этом случае указанная фракция может быть использована изолировано или в сочетании с другими активными веществами в качестве терапевтического средства для снижения содержания холестерина. Для взрослого человека необходимая доза Фракции В в сухом виде составляет ориентировочно от 3 до 7 г в день. Фракции В и С шелухи семян подорожника в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы также в качестве пищевых добавок. Они могут быть использованы в качестве загустителей, формирователей геля и наполнителей при приготовлении пищи. Они также могут быть использованы в сочетании с другими пищевыми добавками для получения систем имитации жиров. Так как полисахаридные препараты в соответствии с настоящим изобретением являются частично неперевариваемыми, они дополнительно являются низкокалорийными, снижающими содержание холестерина и имеющими слабительные свойства. Полисахаридные препараты Фракций В и С могут быть использованы в различных пищевых продуктах, в которых в настоящее время используют камедь и растительный клей.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующих примеров, не имеющих ограничительного характера.

ПРИМЕР 1

Фракционирование шелухи семян подорожника

Молотая шелуха семян подорожника (2 г) в атмосфере азота в течение 90 минут была перемешана с 0,2 N гидроксидом калия (400 мл), содержащим борогидрид натрия (400 мг). Смесь центрифугировали в течение 20 минут при 23,500×g. Надосадочная жидкость была сцежена с нерастворимой фракции, которая осаждалась в колбе центрифуги. Нерастворимую фракцию (именуемую как «Фракция А») перемешивали со свежим раствором гидроксида калия и борогидрида натрия (100 мл) дополнительно в течение 15 минут и повторно центрифугировали. Надосадочные жидкости после двух операций центрифугирования объединяли. Значение рН объединенных надосадочных жидкостей доводили до 4,5 при помощи ледяной уксусной кислоты при перемешивании при температуре окружающей среды, после чего центрифугировали в течение 60 минут при 25,500×g. Надосадочная жидкость (Фракция С) была сцежена с массы геля (Фракция В), которая осаждалась в колбе центрифуги. Гель был осторожно промыт водой (50 мл) для удаления налипшей надосадочной жидкости, причем эта промывочная вода была добавлена в надосадочную жидкость. Гелевая фракция была обезвожена за счет обработки 95% этанолом, промыта диэтиловым эфиром и высушена.

Ранее обезвоживания Фракции В в некоторых случаях проводят дополнительную очистку Фракции В путем повтора описанных здесь выше операций щелочной солюбилизации и подкисления. При этом гель повторно суспендируют в 0,2 N КОН, подкисляют до рН 4,5 и центрифугируют для извлечения геля.

ПРИМЕР 2

Определение состава сахара Фракций В и С шелухи семян подорожника

Было проведено определение составов сахара гелевой фракции (Фракция В) и растворимой в кислоте фракции (Фракция С), полученных по способу, описанному в Примере 1. Результаты сведены в Таблицу 1.

Таблица 1Состав фракций шелухи семян подорожника (вес. % в сухом состоянии)
	Шелуха семян подорожника (2 г)	Нерастворимая в щелочи (Фракция А)
Нерастворимая в кислоте (Фракция В)	Растворимая вкислоте(Фракция С)
Выход (г)	--	0,328	1,164	0,255
Состав (вес. % в сухом состоянии)
Рамноза	3,17	0,49	0,95	14,86
Арабиноза	19,93	33,58	19,45	8,11
Ксилоза	49,15	3,16	67,20	38,79
Манноза	2,17	10,84	0,0	0,0
Галактоза	3,83	12,86	1,59	1,89
Глюкоза	4,37	19,34	0,37	0,75
Уроновые кислоты	5,41	3,58	1,74	16,84
Отношения (вес. % в сухом состоянии)
Ксилоза/Рамноза	15,50	6,45	70,70	2,61
Ксилоза/Арабиноза	2,47	0,094	3,46	4,78
Ксилоза/Галактоза	12,83	0,25	42,26	20,52
Ксилоза/ Уроновые кислоты	9,08	0,88	38,62	2,30

ПРИМЕР 3

Измерение вязкости гелеобразуюшей фракции шелухи семян подорожника

Была определена кажущаяся вязкость гелеобразующей фракции (Фракция В) шелухи семян подорожника. Раствор для определения кажущейся вязкости был получен путем перемешивания в течение ночи 0,2% раствора сухой фракции в формамиде. После этого раствор при перемешивании нагревали до 70°С в течение 5 минут, а затем перемешивали 1 час при окружающей температуре. Измерение кажущейся вязкости производили с использованием вискозиметра с пипеткой (Ostwald Dropping Pipet Viscometer, Cat. № 13-695, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). Вязкость раствора измеряли три раза и находили среднее значение.

Таблица 2Кажущаяся вязкость Фракции В шелухи семян подорожника
	Кажущаяся вязкость (сек)
Растворимая в щелочи и не растворимая в кислоте фракция (Фракция В)	876
Формамид (только растворитель)	303

ПРИМЕР 4

Экстракция растворителем компонентов шелухи семян подорожника

Компоненты шелухи семян подорожника могут быть также получены путем экстракции различными растворителями. Среди таких растворителей можно указать формамид, диметилсульфоксид и 4-метилморфолин N-оксид (50% раствор в воде).

Молотую шелуху семян подорожника (2 г) добавляли небольшими порциями в выбранный растворитель (200 мл) при перемешивании в течение 30-60 мин. В соответствии с одной из методик смесь перемешивали в течение двух дней при комнатной температуре, а затем центрифугировали в течение 40 мин при 27,000×g. В соответствии с альтернативной методикой смесь перемешивали при повышенной температуре (до 60°С), при этом продолжительность перемешивания может быть снижена до 12 часов.

Гранулированный нерастворимый материал повторно суспендировали и перемешивали в дополнительном растворителе (50 мл) в течение 30 мин, а затем повторно центрифугировали. Добавляли объединенные надосадочные жидкости при перемешивании в 95% этанол (5 объемов) и доводили конечную концентрацию этанола до 80%. Этанол на этом этапе может быть замещен метанолом, изопропиловым спиртом, ацетоном или другими аналогичными растворителями. Осадок собирали и промывали абсолютным этанолом, а затем диэтиловым эфиром, после чего сушили.

Полученный не растворимый в этаноле осадок аналогичен по составу растворимому в щелочи материалу, описанному в Примерах 1-3. Составы сахаров фракций, полученных при помощи описанной первоначальной экстракции растворителем, приведены в Таблице 3.

Таблица 3Составы сахаров фракций (вес. % сухой массы)
	Формамид	4-метилморфолин N-оксид	Диметилсульфоксид
Рамноза	3,03	3,25	0,48
Арабиноза	18,95	16,54	17,38
Ксилоза	65,56	57,47	65,33
Манноза	0,05	0,0	0,12
Галактоза	1,54