Экстракт люцерны и способ его получения

Экстракт люцерны и способ его получения

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к производству лекарственных средств и биологически активных добавок к пище из растительного сырья, обладающих лечебно-профилактическими свойствами, и может найти применение в фармацевтической, косметической и пищевой промышленности, а также в ветеринарии.

Известен препарат (1), включающий экстракт сена люцерны, получаемый при обработке сена люцерны экстрагентом, содержащим смесь микроэлементов в следующем соотношении растительной массы, мг/кг:

Мо	10,0
Pb	20,0
Со	10,5
V	1,0
Cr	0,5
Zn	200,0
Fe	300,0
Sn	40,0

Экстракт применяют для лечения послеоперационных ран животных.

Наиболее близким техническим решением является биологически активный препарат Долюцар на основе экстракта люцерны (2), полученного обработкой сена люцерны экстрагентом, содержащим смесь солей микроэлементов в следующем соотношении растительного сырья, мг/кг:

Mn	22,0
Ва	13,0
Sn	0,6
Со	4,0
Cr	1,0
V	1,8
Zn	700,0
Fe	1030,0
Se	1,0
Cu	1,0

Экстракт Долюцар обладает повышенной биологической активностью и иммуномодулирующими свойствами. Недостатком этого экстракта является наличие в экстрагенте токсичных для человека микроэлементов (бария, ванадия и олова) и отсутствие некоторых жизненно необходимых (эссенциальных) микроэлементов, что ограничивает возможность применения экстракта для людей (3).

Барий является токсичным для человека микроэлементом, поступая в организм человека, откладывается в печени, мозге, железах внутренней секреции и в костях, превращаясь в нерастворимые соединения. Острая интоксикация барием и его солями характеризуется обильным слюноотделением, жжением во рту и пищеводе, болями в животе, тошнотой, рвотой, поносом, повышением артериального давления, судорогами (возможны параличи), цианозом, «холодным» потом, расстройствами походки и речи, одышкой, нарушением зрения. При нарастании интоксикации смерть может наступить в течение суток.

Ванадий также относится к токсичным для человека микроэлементам, попадая в организм, он концентрируется в костях, почках, печени, селезенке, кишечнике, желудке, семенниках, легких и в мозге. Интоксикация ванадием и его солями характеризуется выраженным насморком, чиханием, слезотечением, сухостью в горле, загрудинными болями, общей слабостью и головной болью. При нарастании интоксикации развиваются бронхоспазм, бронхит, бронхопневмония, кашель, кровохарканье и кровотечение, а также имеют место аллергические реакции в виде бронхиальной астмы и экземы.

Олово относится к потенциально-токсичным для человека микроэлементам. При интоксикации организма этим элементом характерны стойкие головные боли, рвота, боли в животе, зрительные и психические нарушения, парезы.

Учитывая токсичные свойства и отсутствие установленных признаков дефицита бария, ванадия и олова в организме человека, согласно СанПиН 2.3.2.1078 эти микроэлементы не входят в список минеральных веществ (макро- и микроэлементов), разрешенных для использования при изготовлении биологически активных добавок к пище, поэтому вводить их в организм дополнительно недопустимо (4).

Известен способ получения экстракта из люцерны (2), включающий обработку растительного сырья экстрагентом, содержащим водный раствор солей при температуре 60-80°С в течение 20 минут, выдержку экстрагирующей смеси при температуре 150°С и давлении (5,4-5,9)×10⁵ Па в течение 90 минут с дальнейшим отделением, очищением и сушкой экстракта при температуре 200-300°С.

Для реализации способа используется следующее оборудование: смеситель, снабженный насосом для циркуляции пульпы; реактор, снабженный встроенной приемной емкостью для отделения полученного экстракта; центрифуга; выпарной аппарат; распылительная сушильная установка и контейнер для сбора готового продукта. Кроме того, имеется емкость для параконденсата, дозатор микроэлементов, трубопроводы и охладитель пара.

Недостатком способа является использование громоздкого и сложного оборудования, конструкция которых не позволяет снимать детали, контактирующие с сырьем, материалами и полупродуктами для их мойки, обработки дезинфицирующими средствами и стерилизации. Это оборудование нельзя использовать для приготовления лекарственных средств и биологически активных добавок, т.к. без такой обработки не обеспечивается безопасность получаемого экстракта для здоровья людей. Использовать пароконденсат также нельзя, т.к. при изготовлении лекарственных средств и биологически активных добавок к пище допускается использовать только очищенную воду или воду для инъекций (5, 6). Кроме того, сухой экстракт гигроскопичен, и его трудно стандартизировать для последующего приготовления лекарственных форм и биологически активных добавок к пище.

Задачей изобретения является получение жидкого экстракта из люцерны с высокой биологической активностью и иммуномодулирующими свойствами, нетоксичного и безопасного для лечебно-профилактического применения с использованием промышленного оборудования, предназначенного для производства лекарственных средств и биологически активных добавок.

Сущность изобретения заключается в получении экстракта из люцерны с использованием экстрагента без конденсата и токсичных микроэлементов и введением в него воды и жизненно необходимых (эссенциальных) микроэлементов молибдена, йода и фтора, при следующем соотношении сырья, мг/кг:

Fe	320,0
Zn	180,0
Cu	45,0
Mn	25,0
Co	6,0
Mo	5,0
Cr	4,0
Se	3,0
I	2,0
F	1,0

В качестве сырья используют траву или сено люцерны.

Сущность изобретения заключается также в том, что в способе получения экстракта обработку сырья осуществляют водным раствором солей микроэлементов: Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Mo, Cr, Se, I, F, при температуре 30-40°С в течение 55-65 минут, а затем смесь нагревают до температуры 122-142°С при давлении (2-3)×10⁵ Па, выдерживают в течение 2 часов, охлаждают, очищают и выпаривают при температуре 85-95°С до необходимой концентрации.

В отличие от прототипа экстрагент не содержит конденсат и токсичные микроэлементы, а используется вода очищенная или вода для инъекций с растворенными в ней жизненно важными микроэлементами. Кроме того, при приготовлении экстракта обработку сырья экстрагентом (мацерацию) проводят при температуре 30-40°С в течение 55-65 минут, смесь нагревают до температуры 122-142°С и при давлении (2-3)×10⁵ Па, выдерживают в течение 2 часов, а выпаривание проводят при температуре 85-90°С до необходимой концентрации.

Отсутствие в экстрагенте конденсата и токсичных микроэлементов Ва, V и Sn обеспечивает безопасность применения экстракта для людей.

Применение воды в качестве экстрагента увеличивает степень набухания некоторых биополимеров и ускоряет реакции возрастания молекулярной массы за счет ее специфических свойств (высокой диэлектрической проницаемости, способности к сольватации, наличием межмолекулярных водородных связей, обеспечивающих эстафетный механизм переноса протона и т.д.). Введение неорганических солей увеличивает растворяющую способность экстрагента, ускоряет реакции полимеризации и значительно повышает удельную вязкость экстракта (7).

Введение в состав экстрагента жизненно важных микроэлементов молибдена, йода и фтора обусловлено многочисленными заболеваниями людей, связанных с дефицитом этих микроэлементов (3).

Молибден является незаменимым для человека микроэлементом, который выполняет свою биологическую функцию как составная часть трех молибденсодержащих ферментов альдегидоксидазы, ксантиноксидазы и сульфитоксидазы. Недостаток молибдена в организме нарушает синтез каждого из этих ферментов, что приводит к уролитилиазу, выраженному аномалиям мозга, умственной отсталости и эктонии хрусталика. Дефицит молибдена является одним из факторов высокого риска возникновения у людей опухолей пищевода.

Йод является истинным биомикроэлементом, который выполняет свою биологическую функцию как составная часть тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина), которые выполняют жизненно важные функции, отвечая за обмен веществ во всем организме человека, управляя расходом белков, жиров и углеводов. Эти гормоны регулируют деятельность мозга, нервной системы, половых и молочных желез, рост и развитие детей. Недостаток йода у взрослых людей приводит к эндемическому зобу, а при длительном недостатке йода у детей приводит к критинизму, недоразвитию мозга и костной системы.

В основе биологического действия иона фтора лежит его способность эффективно замещать ион гидроксила в апатите костной ткани, в неминерализованных тканях и в активном центре ферментов. Недостаток фтора - один из наиболее массовых патологических процессов современного человечества, приводит к запаздыванию прорезывания зубов и специфическому поражению зубов кариесом у детей; у взрослых людей также вызывает кариес зубов, а в старческом возрасте - фторозависимый остеопороз скелета и склонность к переломам, особенно у женщин.

Количество вводимых в состав экстракта микроэлементов и их соотношение установлено с учетом количества их в траве люцерны и суточной физиологической потребности у человека в этих микроэлементах.

Снижение температуры обработки сырья экстрагентом до 30-40°С позволяет сохранить биологическую активность извлекаемых из сырья термолабильных биополимеров.

Тепловая обработка экстракта при температуре 122-142°С и давлении (2-3)×10⁵ Па в течение 2 часов обеспечивает надежную стерилизацию, при этом, кроме убивки микроорганизмов, происходит адиабатическое сжатие смеси и сопутствующие балластные высокомолекулярные соединения (слизи, пектины, крахмал и т.д.) переходят в нерастворимую форму, которые затем удаляют при фильтрации.

Очищенный экстракт выпаривают при температуре 85-95°С до необходимой концентрации, при этом происходит конденсационная полимеризация экстракта и введенные микроэлементы связываются через активные группы с органическими соединениями, экстрагированными из травы люцерны, образуя прочные макромолекулы. Выпаривание при температуре 85-95°С исключает возможность самопроизвольного выделения (выпадения) полимера из экстракта и позволяет легко стандартизировать экстракт, обеспечивать антибактериальную стабильность его при длительном хранении.

Предлагаемый способ обеспечивает безопасность получаемого экстракта, т.к. позволяет использовать легкостерилизуемое промышленное оборудование: реактор (снабженный паровой рубашкой, системой охлаждения и герметичной крышкой), фильтр и выпарной аппарат, разрешенные к применению в производстве лекарственных средств и биологически активных добавок к пище.

Способ получения экстракта люцерны заключается в следующем.

Высушенную и измельченную траву люцерны, предварительно прошедшую входной контроль, взвешивают, загружают в реактор и заливают экстрагент, содержащий разведенные в воде соли микроэлементов: Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Mo, Cr, Se, I и F. Реактор герметично закрывают, смесь нагревают до температуры 30-40°С и проводят экстракцию дробной мацерацией в течение 55-65 минут. После этого смесь в реакторе нагревают до температуры 122-142°С и выдерживают при давлении (2-3)×10⁵ Па в течение 2 часов. Затем смесь охлаждают до температуры 30-40°С, а давление в реакторе снижают до атмосферного. Из реактора экстракт фильтруют в выпарной аппарат, очищая его от сопутствующих балластных веществ и механических включений. В выпарном аппарате очищенный экстракт выпаривают при температуре 85-95°С до необходимой концентрации. После выпаривания экстракт охлаждают, стандартизируют, дозированно разливают в стерильных условиях во флаконы, укупоривают и передают на контроль.

Полученный таким способом экстракт во флаконах стерилен, безвреден и представляет собой жидкость темно-коричневого цвета, стабильный при хранении не менее 3 лет. Изучение острой и хронической токсичности на лабораторных животных при различных путях введения показало, что полученный экстракт является практически нетоксичным и не обладает местно-раздражающим, кожносенсибилизирующим, аллергизирующим, эмбриотоксическим и тератогенным действием. Его используют для приготовления различных лекарственных форм и биологически активных добавок к пище.

Предлагаемый способ реализован и представлен следующими примерами.

Пример 1.

В реактор вместимостью 100 л, снабженный паровой рубашкой, системой охлаждения и герметично закрывающейся крышкой, загружают 8 кг высушенной и измельченной травы люцерны и заливают 52 л экстрагента, содержащего растворенные в воде для инъекций соли микроэлементов: Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Mo, Cr, Se, I и F. Реактор герметично закрывают крышкой, смесь нагревают до температуры 30°С и экстрагируют при этой температуре в течение 65 минут. После этого смесь в реакторе нагревают до температуры 142°С и выдерживают при давлении 3×10⁵ Па в течение 2 часов. Затем смесь в реакторе охлаждают до температуры 30°С, после снятия давления открывают крышку и из реактора экстракт фильтруют в выпарной аппарат. В выпарном аппарате вместимостью 60 л очищенный экстракт выпаривают при температуре 85°С до концентрации 50%. После выпаривания экстракт охлаждают, стандартизируют, дозированно разливают в стерильных условиях во флаконы, укупоривают и передают на контроль. Полученный экстракт используют для приготовления биологически активных добавок к пище.

Пример 2.

В реактор вместимостью 100 л, снабженный паровой рубашкой, системой охлаждения и герметично закрывающейся крышкой, загружают 8 кг высушенной и измельченной травы люцерны и заливают 52 л экстрагента, содержащего растворенные в воде для инъекций соли микроэлементов: Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Mo, Cr, Se, I и F. Реактор герметично закрывают крышкой, смесь нагревают до температуры 35°С и экстрагируют при этой температуре в течение 60 минут. После этого смесь в реакторе нагревают до температуры 132°С и выдерживают при давлении 2,5×10⁵ Па в течение 2 часов. Затем смесь в реакторе охлаждают до температуры 35°С, после снятия давления открывают крышку и из реактора экстракт фильтруют в выпарной аппарат. В выпарном аппарате вместимостью 60 л очищенный экстракт выпаривают при температуре 90°С до концентрации 50%. После выпаривания экстракт охлаждают, стандартизируют, дозированно разливают в стерильных условиях во флаконы, укупоривают и передают на контроль. Полученный экстракт используют для приготовления лекарственных форм.

Пример 3.

В реактор вместимостью 100 л, снабженный паровой рубашкой, системой охлаждения и герметично закрывающейся крышкой, загружают 8 кг высушенной и измельченной травы люцерны и заливают 52 л экстрагента, содержащего растворенные в очищенной воде соли микроэлементов: Fe, Zn, Cu, Mn, Со, Mo, Cr, Se, I и F. Реактор герметично закрывают крышкой, смесь нагревают до температуры 40°С и экстрагируют при этой температуре в течение 55 минут. После этого смесь в реакторе нагревают до температуры 120°С и выдерживают при давлении 2×10⁵ Па в течение 2 часов. Затем смесь в реакторе охлаждают до температуры 40°С, после снятия давления открывают крышку и из реактора экстракт фильтруют в выпарной аппарат. В выпарном аппарате вместимостью 60 л очищенный экстракт выпаривают при температуре 95°С до концентрации 50%. После выпаривания экстракт охлаждают, стандартизируют, дозированно разливают в стерильных условиях во флаконы, укупоривают и передают на контроль. Полученный экстракт используют для приготовления лекарственных форм.

Физико-химические показатели экстрактов люцерны посевной «Люцерон», полученных предлагаемым способом, приведены в табл.1.

Сравнительные испытания экстрактов «Долюцар» (прототип) и «Люцерона», полученного предложенным способом (табл.2) показали, что Люцерон по содержанию биологически активных веществ и биологической активности превосходит Долюцар.

Таблица 1Физико-химические показатели экстракта люцерны «Люцерон»
Наименование показателя	Примеры реализации способа
Пример 1	Пример 2	Пример 3
рН	5,3	5,1	5,1
Плотность, г/см3	1,22	1,20	1,24
Вязкость (пз)	0,65	0,64	0,66
Зола общая, %	17,8	20,7	22,7
Содержание тяжелых металлов, % не более	0,001	0,001	0,001
Содержание витамина В2, мг/мл	24,2	39,25	29,41
Содержание витамина B12, мг/мл	30,5	29,8	23,8
Содержание витамина С, мг/мл	5,22	4,46	3,57
Содержание витамина Е, мг/мл	11,7	11,8	12
Содержание уроновых кислот, мг/мл	10,8	13,5	15,6
Содержание флавоноидов, мг/мл:
- по лютеолину	9,9	9,5	10,4
- по рутину	13,5	12,0	12,8
Реакция флокуляции, у.е.	18	30	30,5

Таблица 2Сравнение содержания биологически активных веществ и биологической оценки экстрактов Долюцара и Люцерона
Наименование показателя	Экстракт Долюцар (прототип)	Экстракт Люцерон
Содержание витамина Е, мг/мл	7,9	12
Содержание витамина С, мг/мл	2,4	3,57
Содержание витамина В2, мг/мл	19,4	29,4
Содержание витамина B12, мг/мл	14,2	23,8
Содержание уроновых кислот, мг/мл	17,2	15,6
Содержание флавоноидов, мг/мл:
- по лютеолину	9,8	10,4
- по рутину	8,6	12,8
Реакция флокуляции, у.е.	15	30,5
Содержание тяжелых металлов, % не более	0,01	0,001
Токсичность	малотоксичен	практически нетоксичен
Ранозаживляющая активность, сутки:
- ожоги	35	30
- полосные раны кожи	23	21
Гепатопротекторная активность (выживаемость мышей)	17/20	20/20

Источники информации

1. Авт. св. №1839723, 1989 г.

2. Патент RU (11) 2145863 С1. 1998 г.

3. Авцин А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементы человека. М., Медицина, 1991 г.

4. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов СанПиН 2.3.2.1078-01.

5. Правила организации производства и контроля качества лекарственных средств (GMP) ОСТ 42-510-98.

6. Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище (БАД). Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1290-03

7. Соколов Л.Б. Основы синтеза полимеров методом поликонденсации. М., Изд. Химия, 1979 г.

1. Биологически активный экстракт из люцерны, обладающий высокой биологической активностью и иммуномодулирующими свойствами, полученный обработкой сырья экстрагентом, содержащим водный раствор солей микроэлементов: Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Cr, Se, отличающийся тем, что экстрагент дополнительно содержит соли: Мо, I и F, а соли микроэлементов взяты в следующем соотношении сырья, мг/кг:

Fe 320,0

Zn 180,0

Cu 45,0

Mn 25,0

Со 6,0

Мо 5,0

Cr 4,0

Se 3,0

I 2,0

F 1,0

2. Способ получения биологически активного экстракта из люцерны, включающий обработку сырья экстрагентом, содержащий водный раствор солей, выдержку экстрагирующей смеси, с дальнейшим отделением и очищением, отличающийся тем, что обработку люцерны осуществляют водным раствором солей микроэлементов: Fe, Zn, Cu, Mn, Co, Mo, Cr, Se, I и F при температуре 30-40°С в течение 55-65 мин, затем смесь нагревают до температуры 122-142°С и при давлении (2-3)×10⁵ Па выдерживают в течение 2 ч, охлаждают, очищают и выпаривают при температуре 85-95°С.