Способ получения природного меланоидного антиоксиданта

Способ получения природного меланоидного антиоксиданта

Реферат

Изобретение относится преимущественно к медицине и может быть использовано также для торможения окислительных процессов в пищевой промышленности (в т.ч. масложировой), в ветеринарии для поднятия иммунитета животных и птиц.

В связи с развитием ряда отраслей промышленности (химической, атомной и др.), сопровождающемся загрязнением окружающей среды, все труднее стало сохранять здоровье живущим на земле биологическим объектам. Стремительно растет число экзогенных болезней на фоне ухудшающегося иммунного состояния людей, животных, птиц.

Для исправления сложившейся ситуации в последние годы нашло применение в качестве иммуномодуляторов синтетических и природных антиоксидантов (АО), в том числе меланоидного АО [7]. В литературе описано положительное применение АО при различных (свыше 200) патологиях.

Учитывая дороговизну исходного материала для получения меланоидного АО химическим путем, производство дешевого природного антиоксиданта позволит расширить спектр его применения в связи с удешевлением АО.

Известны экзотические источники получения аналогичных препаратов - из склер глаза быка, из чернил кальмара, из хвостов лошадей [1]. Источник информации не раскрывает технологии получения, однако, очевиден недостаток: вряд ли способ осуществим в промышленном масштабе.

Было предложено организовать микробиологический синтез. Способ предполагал вырастить меланиногенные микроорганизмы и извлечь потом необходимое вещество с помощью 0,1 N NaOH (с последующей нейтрализацией щелочи соляной кислотой).

Ступенчатый путь сначала синтеза микроорганизмов, а затем выделение из них вещества считаем весьма сложным.

Более целесообразно получать водорастворимый антиоксидант, используя дешевое натуральное сырье - лузгу (отходы налаженного производства подсолнечного масла).

За прототип принят «Способ получения природного антиоксиданта» [3].

Способ осуществляют следующим образом. Неизмельченную подсолнечную лузгу, полученную после обрушивания семян в технологическом цикле производства подсолнечного масла, смешивают с водой в массовом соотношении вода: лузга = 10:1, доводят до кипения и кипятят в течение 30-55 мин, после чего фильтруют. Растворитель (воду) выпаривают при кипячении, доводя экстракт до желеобразного состояния.

Установлено, что в антиоксидант переходит от 30 до 100% микроэлементов, находящихся в лузге, основным из них является калий. Помимо него АО богат фосфором, магнием, кальцием и др. По степени минерализации неупаренный АО сходен с минеральной водой Ессентуки 4.

Был выявлен меланоидный характер указанного водорастворимого АО, поскольку нерастворимый в воде черный порошок с металлическим блеском, полученный из лузги подсолнечника по известному методу [4], по отношению к органическим растворителям, кислотам, щелочам, взаимодействию с окислителями, спектрам в видимой и ИК-области, ЭПР-сигналу, элементному составу соответствовал понятию «меланин» [4].

По методике отбора радиозащитных свойств, принятых в радиобиологии [5] выявлены радиопротекторные свойства полученного АО (образец крови, облученной в УФ в его присутствие оказался в 6 раз более стойким по сравнению с контролем, куда АО не добавлялся) [6].

АО из лузги оказывает положительное влияние на бактерицидную и энергетическую системы нейтрофильных лейкоцитов крови (на белых крысах больных паратифом), ответственных за сохранение иммунно-структурного гомеостаза организма [7].

У животных, взятых в эксперимент, было пониженное содержание в нейтрофилах гликогена, бактерицидного лизосомального катионного белка. Резко пониженной была активность миелопероксидазы - другого компанента бактерицидной системы. Клетки были неспособны полноценно осуществлять главную свою функцию - фагоцитоз. Через 10 дней лечения указанные показатели достоверно (Р=0,01) отличались у животных контрольных и пролеченных, а через 20 дней лечения последние выздоровели (показатели соответствовали норме). В контрольной группе содержание гликогена, катионного белка оставалось низким, активность миелопероксидозы продолжало снижаться, нарастали клинические проявления болезни, увеличился процент павших животных и в итоге достиг 20%.

В сельском хозяйстве проверена иммуномодулирующая роль АО в условиях Краснодарской птицефабрики.

Птиц наблюдали от 5-ти до 52-х суточного возраста и установили, что в опытной группе бройлеры, употреблявшие антиоксидант, имели привес на 9% выше, в этой группе не было слабых птиц (в контрольной группе их было 35%), бройлеров со сниженным иммунитетом в опытной группе было на 1/3 меньше, чем в контрольной.

Изучение активности ферментов и меланоидного АО в лузге по фазам созревания подсолнечника [8] показало, что из изученных ферментов (тирозиназы, каталазы, лакказы, пероксидазы) заметное влияние на накопление АО оказывает тирозиназа, т.е. АО своим синтезом в лузге обязан в том числе и тирозину - дорогостоящему сырью при химическом пути получения меланина.

Указанный способ имеет недостаток, заключающийся в том, что полученный АО одновременно обладает свойством разрушать кровь, является гемолитиком [3]. Наличие гемолитической активности не только снижает полезные свойства АО, но может привести к нанесению ущерба здоровью.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение полезных антиоксидантных свойств и устранение отрицательных - гемолитических.

Техническим результатом предложения является удаление из лузги и жидкого АО ингредиентов, ответственных за гемолиз.

Существенной новизной решения является предварительная (перед извлечением АО) промывка и сушка лузги при температуре 90-110°С и перед упариванием до желеобразного состояния - обработка полученного жидкого антиоксиданта пищевым адсорбентом (силикагелями, цеолитами и д.р.).

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Неизмельченую подсолнечную лузгу промывают водой, промытую лузгу сушат при температуре 90-110°С до сыпучего состояния; смешивают воду с лузгой в массовом соотношении вода:лузга = 10:1, доводят до кипения и кипятят в течении 30-55 мин, после чего фильтруют. Фильтрат является жидким антиоксидантом. В полученный АО добавляют адсорбент, который, после взаимодействия с субстанцией, отделяют; растворитель (воду) из АО выпаривают при кипячении, доводя экстракт до желеобразного состояния.

Достоверность изложенного материала подтверждают табл.1, 2 и 3.

Таблица 1Влияние способа приготовления АО на его антиокислительную активность*
Масло
Опыт №	не защищено АО	защищено АО, приготовленным по способу
прототипу	предлагаемому
1	90 мин	150 мин	225 мин
2	125 мин	300 мин	420 мин
3	105 мин	270 мин	410 мин
4	140 мин	370 мин	480 мин
5	150 мин	410 мин	525 мин
Примечание: во всех вариантах опытов проявляется преимущество предлагаемого способа.* Антиокислительную активность оценивали по продолжительности индукционного периода окисления подсолнечного масла [3].
Таблица 2Влияние промывки и температурных условий сушки лузги на радиозащитные** и гемолитические свойства меланоидного АО
Опыт №	Объект исследования АО из лузги семян подсолнечника	Свойства АО
радиозащитные	гемолитические
"0"	время гемолиза, мин.
1	непромытой (приготовлен по способу-прототипу)	1,9	40
2	промытой, несушеной	0,3	8
3	промытой, сушеной при	30-50°С	0,8	20
4		50-70°С	0,9	40
5		70-90°С	1,5	60
6		90-110°С	3,6	не является гемолитиком
7		110-130°С	3,6	не является гемолитиком
Примечание: наилучший результат показал вариант сушки при 90-110°С, более высокая температура не требуется.** Радиозащитные свойства изучали с помощью эритрограмм. Если "0" - отношение времени половинного гемолиза эритроцитов с добавкой изучаемого вещества ко времени половинного гемолиза эритроцитов контроля больше 1 - вещество радиопротектор, если меньше - гемолитик. Для характеристики собственно гемолитической активности учитывали время гемолиза. Использовался фотоколориметрический способ, позволяющий оценивать изменения оптической плотности вследствие гемолиза во времени.
Таблица 3Влияние адсорбционной очистки*** на радиозащитные и гемолитические свойства АО.
Опыт №	Марка адсорбента; концентрация АО, %	"0"	Свойства АО
гемолитические, оптическая плотность суспензии эритроцитов за 1 час опыта
1	КСС №3;	0,1	2,9	0,690
2	КСС №4;	0,2	2,3	0,700
3	КСМ №5;	0,2-0,4	3,3	0,640
4	КСМ №6П;	0,2-0,4	4,8	0,590
5	КСМ №6С;	0,2-0,4	4,5	0,700 не является гемолитиком
Примечание: наилучший результат по активности АО и снижению гемолитических свойств показал вариант "5".*** Предпосылкой для выбора адсорбционной очистки является предварительный опыт двукратной тонкослойной хроматографии сначала в системе хлороформ - метанол, затем в системе н. бутанол - уксусная кислота - вода в соотношении 40:10:80. Он позволил разделить АО на три компонента, имеющих активность 1,3; 15,3 и 6,3. Т.е. выявлена принципиальная возможность отторгнуть нежелательные ингредиенты методом адсорбционной очистки с одновременным резким увеличением полезных свойств.

Предлагаемый способ позволил увеличить радиозащитные свойства АО с 1,9 (табл.2) до 4,5 (табл.3), т.е. в 2,4 раза и полностью исключить гемолитические свойства. Если в образце, приготовленном по способу-прототипу под влиянием АО полный гемолиз эритроцитов протекал за 40 мин (табл.2), то в образце, приготовленном по предлагаемому способу гемолитических свойств не выявлено (табл.3).

Таким образом, обладая всеми достоинствами антиоксиданта, полученного в способе-прототипе, указанными в данном описании, предлагаемый способ позволил их усилить за счет исключения гемолитических свойств и повышения антиокислительных.

Пример.

10,0 кг неизмельченной подсолнечной лузги промыли водой, воду слили; лузгу высушили при температуре 90-110°С до сыпучего состояния, прилили к лузге 100 кг воды и прокипятили 30 мин (от момента закипания), отфильтровали смесь и получили фильтрат - жидкий АО; в раствор АО добавили при перемешивании адсорбент силикагель КСМ №6С, который после взаимодействия с субстанцией отделили. Получили 55 кг жидкого АО концентрацией 0,67%; жидкий АО упарили при кипячении до желеобразного АО.

Выход АО составил 3,7% к весу лузги.

Полученная пробная партия АО апробируется на ряде больных по жизненным показаниям.

Низкий уровень производства аналогичного синтетического препарата в мире и его высокая стоимость [1] указывают на целесообразность организации производства природного АО в России в промышленных масштабах.

В связи с тем, что АО положительно влияет на бактерицидную и энергетическую системы нейтрофильных лимфоцитов крови, он может быть использован для коррекции иммунного статуса биологических объектов, который нарушается при широком спектре заболеваний - радиационном поражении, СПИДе, туберкулезе, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, обменных, болезней дыхательных органов и др.

Получаемый жидкий АО может быть применен как оздоровительное средство, т.к., согласно положений Всемирной организации здравоохранения, вещество, полученное из традиционно употребляемого для производства продуктов питания сырья, может быть использовано в качестве пищевого [9].

Одновременно решается вопрос утилизации отходов пищевой (масложировой) промышленности.

Литература

1. Л.Рак. «Бронежилет от радиации», газета Труд №119 за 30.04.2000 г.

2. С.П.Лях, Е.Л.Рубан. Микробные меланины. М.: Наука, 1972.

3. Авторское свидетельство №502012, опубликовано 05.02.1976, БИ №5.

4. О.В.Хахова, Р.Н.Кашеватская, Л.А.Жорина, В.Я.Меньшинин, Л.А.Кизилова. Физико-химические и биологические свойства меланоидного пигмента и меланина из околоплодника подсолнечника. Научно-технический бюллетень Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур, 1987 г., вып II (97), Краснодар, 1987 г., с.15.

5. Филенко О.Ф. Применение некоторых модельных систем для первичного отбора радиозащитных веществ. Автореф. канд. дис. М., 1969.

6. Л.А.Жорина, Л.М.Матыгина, Г.Е.Михио, Р.Н.Кашеватская. Свойства и возможности использования водорастворимый фракции подсолнечной лузги. Научно-технический бюллетень Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур, 1987 вып II (97), Краснодар, 1987, с.20.

7. Е.А.Венглинская, Р.Н.Кашеватская, Л.А.Жорина. Влияние меланоидного антиоксиданта на интерлейкоцитарную бактерицидную систему. Научно-технический бюллетень Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур, 1988 г., вып 4 (103), Краснодар, 1988, с.61.

8. Л.А.Жорина, Л.М.Матыгина, Г.Е.Михио, С.С.Малхасян. Ферментативная активность лузги подсолнечника. Масложировая промышленность, №8, 1985 г., с.11.

9. Оценка пищевых добавок. Пятнадцатый доклад Объединенного комитета экспертов ФАС ВОЗ по пищевым добавкам. Всемирная организация здравоохранения. Серия технических докладов №488, Женева, 1974, с.13.

Способ получения природного меланоидного антиоксиданта, включающий экстракцию неизмельченной лузги подсолнечника водой при кипячении в течение 30-55 мин, при соотношении лузги к воде 1:10, фильтрацию и упаривание до желеобразного состояния, отличающийся тем, что перед экстракцией лузгу промывают водой и сушат при температуре 90-110°С, а перед упариванием обрабатывают пищевым адсорбентом КСМ №6С.