Способ получения сухого экстракта из растительного сырья

 

Изобретение относится к химико-фармацевтической и пищевой промышленности. Проводят высушивание на воздухе и измельчение растительного сырья, экстракцию измельченного воздушно-сухого растительного сырья кипячением в течение 10-20 мин при массовом соотношении растительного сырья и воды (1:5) - (1:20), охлаждение и фильтрацию экстракта. Осуществляют добавление в отфильтрованный экстракт измельченных воздушно-сухих бурых морских водорослей, например водорослей рода ламинарий, или рода фукусов, или их смеси, в количестве 25-50% от массы экстракта, перемешивание смеси до получения однородной консистенции. Проводят выдерживание смеси в течение 0,5-24,0 ч, сушку при атмосферном давлении и температуре 40-85^oС и измельчение сухого экстракта. Способ обеспечивает снижение себестоимости продукта. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к химико-фармацевтической и пищевой промышленности и преимущественно может быть использовано для получения лекарственных препаратов и биологически активных веществ на основе экстрактов растительного сырья.

Известны способы получения жидких экстрактов из лекарственного растительного сырья по патенту СССР 1816216, 1993 и патенту Российской Федерации 2142812, 1999, которые основаны на использовании органических экстрагентов и в общей для них части предусматривают экстракцию сухого измельченного растительного сырья органическим экстрагентом, например этанолом, отличающуюся временем ее проведения и температурным режимом, отделение и фильтрацию полученного экстракта.

Указанные известные способы позволяют получать исключительно только жидкие экстракты, которые пригодны только для напитков и требуют обязательной консервации для длительного хранения. Использование при получении экстрактов в качестве экстрагента этанола приводит к разрушению и коагуляции некоторых видов белков и аминокислот, содержащихся в исходном растительном сырье. Кроме того, технологический процесс получения экстрактов указанными способами требует применения достаточно сложного оборудования и, как правило, пожароопасных и ядовитых экстрагентов, а также ввиду своей сложности и трудоемкости связан с существенными временными затратами, что не позволяет их использовать, например, в домашних условиях.

Известен способ экстракции многокомпонентных сборов лекарственных растений по патенту СССР 1836099, 1993, в соответствии с которым водный экстракт лекарственных растений получают путем последовательного неоднократного заваривания в термосе измельченных сухих лекарственных растений горячей водой при температуре 95-100^oС, настаивания в течение заданного времени и сливания части полученного водного экстракта для употребления с последующим многократным повторением перечисленных операций после очередного добавления горячей воды до первоначального объема.

Данный известный способ не требует применения сложного и дорогостоящего оборудования и значительных временных затрат для получения первой порции экстракта. Однако полученный данным способом экстракт обладает недостаточно высоким содержанием биологически активных веществ и имеет весьма ограниченный срок хранения.

Известны способы получения сухих экстрактов из растительного сырья с использованием органических экстрагентов по авторским свидетельствам СССР 1102604, 1984, 1187825, 1985 и патентам Российской Федерации 2005485, 1994, 2078579, 1997, 2132622, 1999, которые в общей для них части предусматривают сушку и измельчение растительного сырья, различающиеся условиями проведения и последовательностью выполнения, экстракцию растительного сырья, выдержку, фильтрацию и охлаждение экстракта, отделение экстрагента, сушку до достижения требуемой влажности, как правило, не превышающей 18%, и измельчение сухого экстракта. При этом в качестве органических экстрагентов используют этанол, метанол, изопропанол, гексан, бензин или раствор аммиака в ацетоне. Данные известные способы обеспечивают получение сухих экстрактов, имеющих длительный срок хранения.

Однако использование воздействия высокой температуры и, как правило, длительного по времени процесса экстракции способствует разрушению содержащихся в растительном сырье биологически активных веществ, а применение указанных органических экстрагентов приводит к разрушению и коагуляции некоторых видов аминокислот и белков. Кроме того, сложность и трудоемкость процессов получения сухих экстрактов вызывает необходимость использования сложного и дорогостоящего оборудования и приводит к весьма существенным временным и энергетическим затратам. Применение ядовитых и пожароопасных органических экстрагентов не только повышает стоимость производства экстракта, но и требует неукоснительного выполнения достаточно строгих правил и мер безопасности. По этим причинам указанные способы не могут быть использованы для получения экстрактов в домашних условиях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению следует считать способ получения экстракта фукусного по патенту Российской Федерации 2126688, 1999, А 61 К 35/80, согласно которому воздушно-сухие фукусовые водоросли отделяют от механических примесей, промывают водой, обрабатывают горячей водой при температуре 60±5^oС, воду сливают, загружают водоросли в экстрактор непрерывного действия, заливают в экстрактор горячую воду при температуре 65±5^oС с обеспечением гидромодуля 1:20, добавляют в экстрактор кальцинированную соду в количестве 1,0-1,5% от массы водорослей, выдерживают водоросли в содовом растворе до набухания в течение 30-40 минут, экстракцию производят путем варки водорослей в растворе кальцинированной соды при щелочности 0,7-0,8% и температуре 65±5^oС в течение 4-5 часов, фильтруют экстракт, упаривают до 1/2 объема, сушат экстракт при давлении пара 0,19±0,01 МПа с использованием вальцовой сушилки до достижения им массовой доли влаги не более 18% и измельчают высушенный экстракт.

Способ-прототип обеспечивает получение имеющего длительный срок хранения сухого экстракта без использования длительного воздействия на экстрагируемое растительное сырье высоких температур, что способствует сохранению биологически активных веществ. Ввиду отсутствия необходимости применения органических экстрагентов не происходит разрушения и коагуляции некоторых видов содержащихся в исходном растительном сырье аминокислот и белков и снижается стоимость производства экстракта, а требования правил и мер безопасности оказываются не настолько высоки.

Однако реализация способа-прототипа возможна только с использованием достаточно сложного и дорогостоящего оборудования, прежде всего экстрактора непрерывного действия и вальцовой сушилки, что приводит к существенному повышению стоимости производства экстракта, а также ставит под сомнение возможность его получения, например, в домашних условиях.

Поэтому недостатком известного способа получения экстракта фукусного является его высокая сложность, которая приводит к росту себестоимости экстракта и невозможности его получения в домашних условиях.

Целями предлагаемого изобретения являются снижение себестоимости получаемого сухого экстракта из растительного сырья и обеспечение возможности его получения даже в домашних условиях.

Поставленные цели достигаются согласно изобретению тем, что предлагаемый способ получения сухого экстракта из растительного сырья, включающий в соответствии с прототипом высушивание на воздухе и измельчение растительного сырья, экстракцию растительного сырья горячей водой, охлаждение, фильтрацию, выдерживание, сушку и измельчение экстракта, отличается от прототипа тем, что экстракцию измельченного воздушно-сухого растительного сырья выполняют кипячением в течение 10-20 минут при массовом соотношении растительного сырья и воды, взятым (1: 5)-(1:20), добавляют в отфильтрованный экстракт измельченные воздушно-сухие бурые морские водоросли в количестве 25-50% от массы экстракта, перемешивают полученную смесь до получения однородной консистенции, выдерживание полученной смеси осуществляют в течение 0,5-24,0 часов и сушат выдержанную смесь при атмосферном давлении и температуре 40-85^oС. При этом в качестве бурых морских водорослей используют водоросли рода ламинарий, водоросли рода фукусов или смесь водорослей рода ламинарий и рода фукусов.

Выполнение экстракции измельченного воздушно-сухого растительного сырья кипячением в течение 10-20 минут при массовом соотношении растительного сырья и воды, взятым (1:5)-(1:20) с последующим добавлением в отфильтрованный экстракт измельченных воздушно-сухих бурых морских водорослей, например, водорослей рода ламинарий, водорослей рода фукусов или смеси водорослей рода ламинарий и рода фукусов, в количестве 25-50% от массы экстракта, перемешиванием полученной смеси до получения однородной консистенции и выдерживанием полученной смеси в течение 0,5-24,0 часов обеспечивает проведение процесса экстракции без применения достаточно сложного и дорогостоящего экстрактора в любой пригодной подогреваемой емкости.

Измельченные воздушно-сухие бурые морские водоросли выполняют функцию сорбента полученного кипячением экстракта вследствие гибкой и развитой волокнистой структуры слоевищ и особенностей клеточного строения бурых морских водорослей, благодаря которым на этапе выдерживания полученной смеси они достаточно быстро набухают, интенсивно впитывая экстракт растительного сырья. При этом вследствие особенностей естественной среды обитания бурых морских водорослей они могут неоднократно подвергаться последовательно операции выдерживания для их набухания и операции сушки, что не приводит к нарушению клеточного строения и структуры слоевищ. Этим может обеспечиваться циклическое повторение основных предусмотренных предлагаемым способом операций для повышения концентрации получаемого экстракта растительного сырья.

Как известно, бурые морские водоросли рода ламинарий и рода фукусов богаты хлорофиллом и его производными, йодом, входящим в состав йодидов и йодорганических соединений, углеводами, сахарами, высокомолекулярными полисахаридами, прежде всего солями альгиновой кислоты, маннитом и фукоиданом, фруктозой, белками, витаминами A, B1, B2, В 12, С, D, Е, а также такими микроэлементами, как селен, цинк, сера, медь, кальций, золото, фосфор, магний, железо, благодаря наличию которых они успешно применяются для профилактики и лечения широкого круга заболеваний. Поэтому применение в качестве сорбента измельченных воздушно-сухих бурых морских водорослей обеспечивает, кроме того, улучшение лечебно-профилактического воздействия на организм человека сухим экстрактом из растительного сырья, полученным с использованием предлагаемого способа.

Добавление в отфильтрованный экстракт измельченных воздушно-сухих бурых морских водорослей в количестве 25-50% от массы экстракта с последующим перемешиванием полученной смеси до получения однородной консистенции и ее выдерживанием в течение 0,5-24,0 часов позволяют производить сушку выдержанной смеси при атмосферном давлении и температуре 40-85^oС, что исключает необходимость осуществления сушки экстракта при давлении, меньшем атмосферного, и поэтому не требует сложного и дорогостоящего вакуумного оборудования.

Указанные обстоятельства свидетельствуют о существенном упрощении способа ввиду отсутствия необходимости применения при его реализации сложного и дорогостоящего оборудования, что приводит к существенному снижению себестоимости получаемого сухого экстракта и позволяет производить его даже в домашних условиях, и поэтому подтверждают достижение декларированного в цели изобретения технического результата.

Сущность предлагаемого способа получения сухого экстракта из растительного сырья заключается в следующем: - загружают в емкость измельченное воздушно-сухое растительное сырье и воду в массовом соотношении (1:5)-(1:20) и экстрагируют кипячением в течение 10-20 минут; - охлаждают и фильтруют экстракт; - добавляют в отфильтрованный экстракт измельченные воздушно-сухие бурые морские водоросли, например ламинарию сахаристую, или фукус пузырчатый, или их смесь, в количестве 25-50 % от массы отфильтрованного экстракта; - перемешивают полученную смесь до получения однородной консистенции и выдерживают в течение 0,5 - 24,0 часов; - сушат выдержанную смесь при температуре 40-85^oС и периодическом перемешивании до достижения влажности 12 - 15 %, а затем измельчают сухой экстракт.

Для повышения получаемой концентрации экстракта растительного сырья в целевом продукте указанные операции могут циклически повторяться до 5-6 раз. Отличие второго и последующих повторяющихся циклов заключается в том, что в отфильтрованный экстракт добавляют не бурые морские водоросли, а полученный в предыдущем цикле измельченный сухой экстракт. В результате концентрация экстракта растительного сырья может составлять до 75% от массы получаемого целевого продукта.

Приведенные в описании предлагаемого способа диапазоны параметров, определяющих условия выполнения его основных операций, являются наиболее приемлемыми.

Например, с одной стороны, кипячение в течение времени, меньшего 10 минут, не позволяет осуществить эффективную экстракцию растительного сырья, с другой стороны, увеличение времени кипячения до значений, больших 20 минут, приводит к разрушению экстрагируемых биологически активных веществ. Нижний предел диапазона процентного содержания добавляемых в отфильтрованный экстракт бурых морских водорослей, равный 25%, ограничен сорбционными свойствами бурых морских водорослей, а верхний предел, равный 50%, ограничен целесообразным процентным содержанием бурых морских водорослей в получаемом сухом экстракте. Выдерживание смеси в течение времени, меньшего 0,5 часа, не обеспечивает достаточно полного набухания бурых морских водорослей и сорбирования ими отфильтрованного экстракта, но превышение временем выдерживания смеси 24 часов может привести к порче набухших увлажненных бурых морских водорослей. Сушка экстракта при температуре выше 85^oС может привести к разрушению экстрагируемых биологически активных веществ, а сушка при температурах, меньших 40 ^oС, приводит к существенному увеличению времени ее выполнения. Указанные значения массовой доли влаги 12-15% в готовом сухом экстракте из растительного сырья являются допустимыми условиями, обеспечивающими его правильное хранение в течение достаточно длительного срока, например в течение 2 лет.

Возможное применение предлагаемого способа получения сухого экстракта из растительного сырья иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Загружают в емкость 1 кг сухого измельченного тысячелистника, заливают 20 л воды и кипятят в течение 20 минут. Упаривают полученный экстракт до 1/5 от первоначального объема, охлаждают до 40-60^oС, фильтруют экстракт и отжимают проэкстрагированное растительное сырье. Добавляют в отфильтрованный экстракт 2 кг измельченных воздушно-сухих бурых морских водорослей ламинарии сахаристой (Laminaria saccharina), перемешивают полученную смесь до получения однородной консистенции и выдерживают в течение 1,5 часов. Сушат выдержанную смесь в сушильном шкафу при температуре 70±10^oС и периодическом перемешивании до достижения массовой доли влаги 12-15%, после чего измельчают полученный сухой экстракт. Указанные операции циклически повторяют 4 раза, причем при каждом очередном цикле в отфильтрованный экстракт добавляют не бурые морские водоросли, а измельченный сухой экстракт, полученный в предыдущем цикле. В результате получают сухой экстракт из растительного сырья, содержащий 15% экстракта тысячелистника.

Данный экстракт применяют для профилактики и лечения гастрита, колита, язвенной болезни желудка, заболеваний желчного и мочевого пузыря, желчевыводящих и мочевыводящих путей.

Пример 2.

Загружают в емкость 1 кг сухого измельченного золототысячника, заливают 10 л воды и кипятят в течение 15 минут. Охлаждают полученный экстракт до 40-60^oС, фильтруют охлажденный экстракт и отжимают проэкстрагированное растительное сырье. Добавляют в отфильтрованный экстракт 2,5 кг измельченных воздушно-сухих бурых морских водорослей фукуса пузырчатого (Fucus vesiculosus), перемешивают полученную смесь до получения однородной консистенции и выдерживают в течение 1 часа. Сушат выдержанную смесь в сушильном шкафу при температуре 70±10^oС и периодическом перемешивании до достижения массовой доли влаги 12-15%, после чего измельчают полученный сухой экстракт. В результате получают сухой экстракт из растительного сырья, содержащий 6% экстракта золототысячника.

Данный экстракт применяют для лечения и профилактики заболеваний печени и почек, для улучшения аппетита, пищеварения и желчеотделения, а также в качестве противоглистного средства.

Пример 3.

Загружают в емкость 1 кг сухих измельченных цветков ромашки аптечной, заливают 10 л воды и кипятят в течение 10 минут. Упаривают полученный экстракт до объема, равного 4 л, охлаждают до 40-60 ^oС, фильтруют экстракт и отжимают проэкстрагированное растительное сырье. Добавляют в отфильтрованный экстракт 1 кг смеси измельченных воздушно-сухих бурых морских водорослей, содержащей в массовом соотношении 1: 1 ламинарию сахаристую (Laminaria saccharina) и фукус пузырчатый (Fucus vesiculosus), перемешивают полученную смесь до получения однородной консистенции и выдерживают в течение 1 часа. Сушат выдержанную смесь в сушильном шкафу при температуре 70±10^oС и периодическом перемешивании до достижения массовой доли влаги 12-15%, после чего измельчают полученный сухой экстракт. В результате получают сухой экстракт из растительного сырья, содержащий 10% экстракта цветков ромашки аптечной.

Данный экстракт применяют для профилактики и лечения колита, катара желудка, подагры, ревматизма, гриппа и простудных заболеваний, а также при повышенной возбудимости.

Полученные с использованием предлагаемого способа сухие экстракты из растительного сырья можно принимать по назначению в желатиновых капсулах или таблетках, содержащих, например, 0,5 г сухого экстракта.

Таким образом, применение предлагаемого способа получения сухого экстракта из растительного сырья обеспечивает снижение себестоимости получаемого сухого экстракта из растительного сырья и позволяет его получать даже в домашних условиях.

Формула изобретения

1. Способ получения сухого экстракта из растительного сырья путем высушивания на воздухе и измельчения растительного сырья, экстракции растительного сырья горячей водой, охлаждения, фильтрации, выдерживания, сушки и измельчения экстракта, отличающийся тем, что экстракцию измельченного воздушно-сухого растительного сырья выполняют кипячением в течение 10-20 мин при массовом соотношении растительного сырья и воды (1: 5) - (1: 20), добавляют в отфильтрованный экстракт измельченные воздушно-сухие бурые морские водоросли в количестве 25-50% от массы экстракта, перемешивают полученную смесь до получения однородной консистенции, выдерживание полученной смеси осуществляют в течение 0,5-24,0 ч и сушат выдержанную смесь при атмосферном давлении и температуре 40-85^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве бурых морских водорослей используют водоросли рода ламинарий.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве бурых морских водорослей используют водоросли рода фукусов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве бурых морских водорослей используют смесь водорослей рода ламинарий и рода фукусов.