Способ получения геля на основе пектина из надземной части кипрея узколистного

Способ получения геля на основе пектина из надземной части кипрея узколистного

Реферат

Изобретение относится к медицинской промышленности, а именно к получению пектиновых препаратов, используемых при производстве профилактических и лечебных средств.

Гелеобразующая способность пектинов зависит от многих факторов, включая степень метилэтерифицирования, локализацию сложноэфирных метальных групп, pH, концентрацию биополимера, концентрацию ионов кальция, ионную силу раствора, температуру.

Можно выделить следующие основные направления применения гелей в биомедицине: создание систем направленной доставки лекарственных средств, создание селективных энтеросорбентов, создание материалов для тканевой инженерии и хирургии. В качестве гелеобразующих полимеров широко используются полисахариды животного, бактериального и растительного происхождения, такие как целлюлоза, декстран, хитозан, а также их производные. Установлено, что пектиновые полисахариды имеют ряд преимуществ перед другими гелеобразующими биополимерами. В отличие от биополимеров животного и микробного происхождения пектины характеризуются большей биологической безопасностью.

Обычно способы получения гелей на основе растительных полисахаридов включают следующие стадии: получение из исходного растительного материала полисахарида, очистку полисахарида или модификацию его свойств, растворение полисахарида в растворе при перемешивании, формирование геля, высушивание.

Известно несколько технологических способов, улучшающих физиологические и технологические свойства получаемых гелей. Это улучшение состава композиции геля, исключение из процесса использования токсичных реагентов; расширение сырьевой базы источников пектиновых веществ.

Известен способ получения однокомпонентного геля на основе пектина за счет повышения его желирующей способности, достигающейся амидированием пектина путем пропускания газообразного аммиака через пектиновый раствор (RU ¹2399301, A23L 1/0524, 2010 г.). Недостатком этого процесса является необходимость использования в достаточно большом количестве аммиака, а также использование коммерческих образцов пектина, не обладающих выраженной физиологической активностью.

Другой способ получения геля на основе хитозана (RU ¹2099352, МПК С08В 37/08, 1997 г.) заключается в проведении реакции хитозана с глутаровым альдегидом в ацетатном буфере при pH 3,5-5,5, ионной силе раствора 0,1-0,5 и молярном соотношении глутаровый альдегид: хитозан 1:6-15 с последующим восстановлением продукта реакции борогидридом натрия, выделением гидрогелеобразователя. При этом необходимо использовать значительное количество химических реагентов.

Способ получения геля на основе модифицированного пектина путем его предварительной обработки раствором хлорида металла (RU ¹2113221, A61K 9/50, 1998 г.), предусматривает использование щелочи для проведения процесса гелеобразования, что снижает экологическую чистоту получаемого продукта.

Недостатком гелевой композиции для лечения ран (RU ¹2384338, A61K 31/715, А61Р 17/02, 2010 г.) является использование высокоочищенного свекловичного пектина, не обладающего физиологической активностью, и синтетического вещества - антисептика хлоргексидина.

Наиболее близким способом получения пектинового геля к предложенному является способ, включающий растворение высокоочищенного и тонкоизмельченного свекловичного пектина в дистиллированной воде при температуре 20-30°C и перемешивании до однородного состояния в течение 20-30 мин. Полученный раствор пектина толщиной 2,0-2,5 мм наносят на фторопластовую поверхность и высушивают при температуре 20-50°C в течение 24-48 часов (RU ¹2342955, A61L 15/28, A61L 15/44, A61F 13/15, A23L 1/0524, 2009 г.). Недостатком указанного способа является использование для получения геля высокоочищенного свекловичного пектина, не обладающего физиологической активностью, а также низкая прочность геля и продолжительное высушивание при достаточно высоких температурах.

Целью настоящего изобретения является повышение физиологической активности и улучшение технологических свойств геля на основе пектина.

Технический результат от использования изобретения в том, что в результате использования способа получен разлагаемый биоматериал, обладающий антимикробной активностью в отношении клеток Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

Этот результат достигается тем, что для получения геля мы используем пектин, выделенный из надземной части кипрея узколистного, обладающий антибактериальной активностью в отношении штаммов Escherichia coli и Staphylococcus aureus. Для повышения прочностных характеристик геля нанесение предусмотрено на хитозановую матрицу, образующую с пектином комплекс за счет ионотропного гелеобразования.

Способ получения геля на основе пектина из надземной части кипрея узколистного включает растворение предварительно выделенного пектина из надземной части кипрея узколистного в воде с последующим охлаждением и нанесением на предварительно замороженный раствор хитозана и последующее формирование геля; при этом растворение пектина проводится при нагревании до 70°C до получения 0,4%-ного раствора, последующее охлаждение раствора пектина происходит до температуры +4±1°C, охлажденный раствор пектина наносится на замороженный при -18±1°C в течение 40 минут 5%-ный раствор хитозана, полученный предварительным растворением хитозана в ацетатном буфере (pH=3,6) при 70°C с добавлением хлорида кальция, формирование геля происходит в течение 6-8 часов при комнатной температуре.

Пример осуществления способа.

0,4 г пектина, предварительно выделенного из надземной части кипрея узколистного и лиофильно высушенного, растворяли в 100 мл дистиллированной воды при нагревании до 70°C. 2,5 г хитозана растворяли в 50 мл ацетатного буфера (pH 3,6) при нагревании до 70°C и добавляли 0,27 г хлористого кальция. Раствор хитозана заливали в форму и замораживали при минус 18±1°C в течение 40 минут. Раствор пектина охлаждали до температуры +4±1°C. На замороженный раствор хитозана наливали охлажденный раствор пектина в объемном соотношении 1:1. Формирование геля происходило в течение 6-8 часов при комнатной температуре.

Характеристика полученного геля приведена в таблице.

Таблица
Характеристика геля на основе пектина кипрея узколистного
Наименование показателя	Значение показателя
Содержание уроновых кислот, %	74,9
Степень метоксилирования, %	12,2
Количество жизнеспособных микроорганизмов Escherichia coli (106 КОЕ/см3) после 120 минут выдержки	0,73±0,03
Количество жизнеспособных микроорганизмов (106 КОЕ/см3) после 120 минут выдержки	0,11±0,02

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что изобретение позволяет получать гель на основе физиологически активного полисахарида - пектина кипрея узколистного, обладающий антимикробным действием в отношении штаммов Escherichia coli и Staphylococcus aureus, при этом за счет использования ионотропного гелеобразования с хитозаном сокращается время формирования геля и улучшаются его технологические характеристики.

Способ получения геля на основе пектина из надземной части кипрея узколистного, включающий растворение предварительно выделенного пектина из надземной части кипрея узколистного в воде с последующим охлаждением и нанесением на предварительно замороженный раствор хитозана и последующее формирование геля; при этом растворение пектина проводится при нагревании до 70°C до получения 0,4%-ного раствора, последующее охлаждение раствора пектина происходит до температуры +4±1°C, охлажденный раствор пектина наносится на замороженный при -18±1°C в течение 40 мин 5%-ный раствор хитозана, полученный предварительным растворением хитозана в ацетатном буфере (pH=3,6) при 70°C с добавлением хлорида кальция, формирование геля происходит в течение 6-8 ч при комнатной температуре.