Способ получения биологически активной добавки

Способ получения биологически активной добавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области получения биологически активных препаратов, а именно веществ, влияющих на рост и развитие растений, путем экстракции растворителем, предпочтительно диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии, из частей растений.

Известен (RU, патент 2025985) способ изготовления фитопрепаратов на корм, включающий измельчение растительного сырья, приготовление экстрагирующей смеси, соединение с ней измельченного сырья и получение экстракта. При реализации способа приготовление экстрагирующей смеси осуществляют путем растворения неорганических солей в пароконденсате, а соединение измельченного растительного сырья с экстрагирующей смесью осуществляют в соотношении 1:6,5, после чего получают пульпу посредством обработки полученной смеси в экстракторе-диспергаторе при температуре не более 60°С, затем осуществляют обработку пульпы путем ее нагревания до температуры 150°С, выдержки при давлении 4,8·10⁵ Па в течение 30-35 мин, последующего резкого уменьшения давления до 1,0·10⁵ Па и охлаждения до температуры 50-55°С, а получение экстракта осуществляют посредством отделения из охлажденной пульпы твердой фракции - рафината. После получения экстракта осуществляют его очистку от балластных веществ и микрочастиц, затем осуществляют его упаривание до 50% концентрации сухого вещества в экстракте под вакуумом при температуре не более 100°С, а затем осуществляют получение фитопрепаратов путем сушки 50%-ного концентрата экстракта при температуре не более 90°С и до достижения влажности 11,5-12,5%.

Недостатком данного способа следует признать его длительность и сложность.

Известен (RU, патент 2060683) способ получения биологически активной добавки, включающий измельчение растительного сырья, приготовление экстрагирующей смеси, соединение в пароконденсате с ней измельченного растительного сырья, обработку пульпы путем ее нагревания, отделение из охлажденной пульпы твердой фракции, очистку экстракта от балластных веществ и микрочастиц, упаривание экстракта под вакуумом. При этом измельченное растительное сырье на первой стадии экстрагирования замачивают холодной экстрагирующей смесью с растворенными в ней неорганическими солями в соотношении 1:6,5 и выдерживают в течение 20÷60 мин, отделяют твердую фракцию пульпы, а экстракт обрабатывают путем нагревания до 130 до 155°С при выдержке давления 4,5·10⁵÷6,5·10⁵ Па в течение 30÷35 мин, упаривание экстракта под вакуумом осуществляют до 35÷45% содержания сухого вещества в экстракте при температуре не более 100°С.

Недостатком данного способа следует признать его длительность и сложность.

Известен (RU патент, 2086249) способ получения биологически активного препарата для лечения болезней сельскохозяйственных животных, включающий экстрагирование растительного сырья органическим растворителем, причем в качестве экстрагента и органического растворителя используют димексид.

Недостатком известного способа следует признать узкую область его применения.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в расширении ассортимента биологически активных веществ, влияющих на рост и развитие растений.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в получении нового биологически активного препарата из горца сахалинского Reynoutria sachalinensis, влияющего на рост и развитие растений.

Для получения указанной биологически активной добавки предложено использовать разработанный способ экстракции. При реализации разработанного способа листья горца сахалинского Reynoutria sachalinensis высушивают при нормальных условиях в течение 10-20 дней, измельчают, отбирают фракцию измельченных листьев 0,5-4,0 мм и экстрагируют ее смесью диоксида углерода в сверхкритическом состоянии и этанола, взятого в количестве 0,5-15 мас.% от массы диоксида углерода, при этом соотношение массы измельченных листьев и массы экстрагента составляет от 2 до 12%.

В предпочтительном варианте реализации листья измельчают до получения фракции 1-3 мм. Высушивание проводили предпочтительно в течение 14-16 дней. Экстракцию предпочтительно проводили смесью диоксида углерода в сверхкритическом состоянии и этанола, взятого в количестве 1-10 мас.% от массы диоксида углерода.

В ходе проведения патентного поиска не выявлены решения, направленные на экстракцию листьев горца сахалинского Reynoutria sachalinensis с использованием в качестве экстрагента смеси диоксида углерода в сверхкритическом состоянии и этанола.

При реализации способа используют стандартное оборудование для проведения сверхкритической флюидной экстракции, а также стандартный лабораторный измельчитель растений.

При определении оптимальных условий проведения эксперимента было установлено, что менее 0,5 мас.% этанола приводит к получению не раствора, а однородной пасты, срок годности которой не превышает двух недель. Использование этанола в количествах, превышающих 15 мас.%, не позволяет выделить из массы растения всех необходимых активных компонентов. Измельчение листьев до размера менее 0,5 мм не целесообразно, поскольку на результаты экстракции это не влияет, но значительно увеличивает время процесса измельчения. Измельчение листьев до размера свыше 4 мм не позволяет полностью экстрагировать биологически активные вещества из листьев. Высушивание листьев менее 10 дней не позволяет удалить из них влагу до остаточного количества, препятствующего полноте экстракции, превышение срока высушивания свыше 20 дней не оказывает влияния на полноту и качество экстрагирования.

Способ был реализован следующим образом.

Листья горца сахалинского Reynoutria sachalinensis высушивали при нормальных условиях без дополнительного подогрева в течение 15 дней (влажность не определяли). Высушенные листья измельчали до фракций 1-3 мм и помещали в сосуд для экстракции емкостью 200 мл. Экстракцию проводили на установке SFE-1000M1-2-FMC50 производства компании Thar Instruments, Inc. В качестве растворителя использовали диоксид углерода в сверхкритическом состоянии с добавлением в качестве сорастворителя 1-10% этанола по массе. В результате получили экстракт темно-зеленого цвета с коричневатым оттенком с травяным ароматом. Экстракт представляет собой активные вещества, растворенные в спирте.

Полученный экстракт имеет следующие характеристики: приводит к увеличению фотосинтетической активности листьев растений, обработанных данным препаратом, эффективно защищает сельскохозяйственные культуры от фитопатогенных грибов, индуцирует устойчивость растений при заражении и неблагоприятных условиях.

Однородность полученного продукта доказана с использованием хроматографического метода анализа. Анализ проводили на сверхкритическом флюидном хроматографе Semi-Prep Investigator производства компании Thar Instruments, Inc. Продукт получали одним и тем же методом из сырья, взятого из различных партий. Все хроматограммы, полученные при анализе спиртового раствора конечного продукта, идентичны (см. фиг.1 - анализ продукта, получено из сырья, собранного в конце июля, и фиг.2 - анализ продукта, полученного из сырья, собранного в начале сентября).

При применении продукта производят разбавление его водой в соответствии с последующим использованием. Например, при использовании в качестве ускорителя прорастания семян используют водный раствор, содержащий 3 мл продукта на 100 мл воды. Семена замачивают в растворе примерно в течение 6 часов. При использовании продукта в качестве стимулятора роста используют раствор 2 мл продукта на 100 мл воды. Полученным водным раствором опрыскивают растения из расчета 100 мл конечного раствора приблизительно на 2 м² растений. При использовании в качестве прикорневой подкормки растений используют раствор 1 мл продукта на 100 мл воды, данным раствором поливают растения у корней из расчета 100 мл на 1 м². При применении экстракта в качестве активатора прорастания семян бобов получены следующие результаты: по сравнению с растениями бобов, семена которых были обработаны водой, растения бобов, семена которых были обработаны СКФ-экстрактом Reynoutria sachalinensis, разведенным водой до концентрации 2%, всходили на 2-3 дня быстрее и на 1-2 дня быстрее, чем растения, семена которых были обработаны препаратом Эпин-экстра в концентрации, рекомендованной компанией производителем. При этом всхожесть семян, обработанных СКФ-экстрактом Reynoutria sachalinensis, была выше, чем для растений, обработанных водой или раствором Эпин-экстра, растения были заметно более сильные, развивались быстрее и были более устойчивы к таким неблагоприятным условиям, как заморозки и засуха. При опрыскивании листьев, например, бобов и огурцов установлено, что увеличивается фотосинтетическая активность растений на 37% по сравнению с контролем (растениями, обработанными водой) и на 22-25% по сравнению с растениями, обработанными препаратами Эпин-Экстра и Циркон, разведенными до концентраций, рекомендованных на упаковке. Увеличение фотосинтетической активности приводило к увеличению зеленой массы растений. При этом было отмечено, что растения, обработанные СКФ-экстрактом Reynoutria sachalinensis были более устойчивы к засухе и заражению фитопатогенными грибами и трипсами. При использовании в качестве прикорневой подкормки растения, обработанные СКФ-экстрактом Reynoutria sachalinensis, сравнивали с растениями, которые поливались водой, раствором препарата Эпин-Экстра и препарата Циркон. Было установлено, что растения, обработанные СКФ-экстрактом Reynoutria sachalinensis, более устойчивы к засухе и заморозкам, а также более сильные. Данные растения развиваются быстрее и за неделю с момента подкормки высота растений бобов, обработанных СКФ-экстрактом Reynoutria sachalinensis увеличивалась примерно на 7 см, в то время как высота контрольных (обработанных водой) растений увеличивалась на 3-4 см, а высота растений, обработанных препаратами Эпин-Экстра и Циркон, увеличилась в среднем на 4-5 см.

Установлено, что полученный указанным способом продукт не токсичен, при его приготовлении не используются токсичные вещества. При утилизации продукта, срок годности которого истек, не требуется никак их дополнительных средств очистки.

Способ получения биологически активной добавки, отличающийся тем, что листья горца сахалинского Reynoutria sachalinensis высушивают при нормальных условиях в течение 10-20 дней, измельчают, отбирают фракцию 0,5-4,0 мм и экстрагируют ее смесью диоксида углерода в сверхкритическом состоянии и этанола, взятого в количестве 0,5-15 мас.% от массы диоксида углерода, при этом соотношение фракции измельченных листьев от массы экстрагента составляет от 2 до 12%.