Способ получения биологически активной суммы тритерпеновых кислот

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для выделения из древесной зелени пихты суммы тритерпеновых кислот, которая обладает пестицидными свойствами и может быть использована в сельском хозяйстве для повышения продуктивности растений. Способ заключается в том, что измельченную воздушно-сухую древесную зелень пихты с влажностью 10-18% заливают 90%-ным изопропиловым спиртом в соотношении сырье-экстрагент 1:3, смесь подвергают обработке ультразвуком с частотой колебаний 22-44 кГц при температуре не выше 80°С, в течение 10-15 минут. Экстракт сливают, сырье заливают новой порцией экстрагента и процесс повторяют, далее экстракты объединяют и упаривают до получения целевого продукта в виде темно-зеленой вязкой массы. Изобретение позволяет получить биологически активную сумму тритерпеновых кислот более простым и технологичным способом с более высоким выходом (10,1-12,7%). 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам выделения биологически активной смеси (суммы) природных соединений, а именно к усовершенствованному способу выделения из древесной зелени пихты смеси тритерпеновых кислот, которая обладает пестицидными свойствами и может быть использована в сельском хозяйстве для повышения продуктивности растений.

Известен способ выделения биологически активной суммы тритерпеновых кислот из высушенной древесной зелени пихты, которую трехкратно экстрагируют смесью петролейного эфира и этилацетата (1:1) и настаивают при комнатной температуре, объединенные экстракты упаривают досуха и получают мазеобразный экстракт, который растворяют в этилацетате, обрабатывают насыщенным водным раствором бикарбоната натрия, затем подкисляют соляной кислотой до рН 2 и экстрагируют этилацетатом. После удаления этилацетата получают 2,5% суммы тритерпеновых кислот в виде серо-зеленого порошка с содержанием действующего вещества не менее 95% (Патент РФ №2025976, кл. A 01 N 65/00, опубл. 09.09.95).

Недостатками известного способа являются многостадийность процесса и неэкологичность технологии из-за образования кислых стоков.

Известен способ получения биологически активной суммы тритерпеновых кислот из пихтовой древесной зелени, заключающийся в экстракции высушенной и измельченной древесной зелени пихты трет-бутилметиловым эфиром, отделении экстракта, обработке его водным раствором щелочного агента с последующим отделением водно-щелочного

слоя, подкислении его до рН=2 и экстракции целевого продукта трет-бутилметиловым эфиром. Выход целевого продукта составляет 6,2% от исходного сырья (Патент РФ №2108803, кл. А 61 К 35/78, опубл. 20.04.98).

Недостатками известного способа являются низкий выход целевого продукта и использование в технологическом процессе нескольких реагентов (трет-бутилметиловый эфир, щелочь, кислота).

Наиболее ближайшим к заявляемому способу - прототипом, является способ получения из свежесобранной древесной зелени пихты смеси тритерпеновых кислот, в котором в качестве экстрагента используют алифатический спирт, выбранный из группы спиртов с числом углеродных атомов 1, 2, 3 или ацетон, содержащие не более 50% воды. Целевой продукт выделяют отгонкой водного спирта или ацетона и, затем, воды из экстракта. Выход целевого продукта составляет 6,1-6,5% (Патент РФ №2179393, кл. A 01 N 65/00, опубл. 20.02.02).

Недостатком прототипа является недостаточный выход целевого продукта. Кроме этого, использование метилового спирта, крайне токсичного для человека, является неприемлемым для промышленной технологии, а этилового - приводит к резкому повышению себестоимости целевого продукта.

Технической задачей изобретения является повышение выхода целевого продукта.

Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в том, что измельченную древесную зелень пихты с влажностью 10-18%, экстрагируют 90% - ным изопропиловым спиртом в соотношении сырье-экстрагент 1:3 при одновременном воздействии на смесь ультразвука с частотой 22-44 кГц в течение 10-15 минут при температуре не выше 80°С, далее экстракт сливают, сырье заливают новой порцией экстрагента и процесс повторяют, затем экстракты объединяют и упаривают до получения целевого продукта в виде темно-зеленой вязкой массы. Выход целевого продукта составляет 10,1-12,7%.

Существенным отличием заявляемого способа от прототипа является то, что экстрагируемое сырье во время экстракции подвергают дополнительному физико-химическому воздействию ультразвуковых колебаний частотой 22-44 кГц, что обеспечивает во время экстракции эффективный переход растворимых компонентов (тритерпеновых кислот) в изопропанол и существенное повышение выхода целевого продукта. Повышение эффективности экстракции тритерпеновых кислот достигается за счет увеличения массообмена в порах твердой фазы (хвои) под действием ультразвука при многократной деформации частиц сырья и возникновения конвекции жидкости в растительных клетках. Кроме этого, ультразвук вызывает нагревание экстракционной смеси (древесной зелени и изопропанола), что дополнительно обеспечивает повышение эффективности экстракции.

Известно применение ультразвука при выделении нейтральных веществ липидов из древесной зелени пихты 5-10%-ным водным раствором щелочи с последующей экстракцией целевого продукта петролейным эфиром (Патент РФ №2138283, кл. А 61 К 35/78, опубл. 27.09.99), однако его использование при выделении тритерпеновых кислот ранее не описано, а эффективность его применения не является очевидной для среднего специалиста, так как интенсификация извлечения экстрактивных веществ из древесной зелени пихты зависит от многих факторов, в том числе от способа экстракции, природы экстрагента, анатомического строения хвои, рабочей частоте ультразвуковых колебаний и т.п. Именно экспериментально подобранный, оптимальный режим проведения экстракции, вкупе с дополнительным использованием ультразвука, позволяет получить качественно новый положительный эффект, заключающийся в существенном увеличении выхода целевого продукта.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1

0.15 кг воздушно-сухой измельченной древесной зелени пихты с влажностью 10% помещают в стакан емкостью 0,5 л, заливают 0,45 л изопропанола, содержащего 10% воды (азеотропная смесь изопропанола с водой). Стакан помещают на рабочую поверхность диспергатора УЗДН-2Т, опускают в него погружной ультразвуковой излучатель и включают диспергатор. Частота ультразвуковых колебаний - 22 кГц, мощность ультразвукового излучения регулируют с применением терморегулятора так, чтобы температура экстракционной смеси не поднялась выше 80°С. Через 15 мин обработку ультразвуком прекращают, экстракт сливают, а сырье заливают новой порцией (0,45 л) экстрагента и процесс повторяют. Экстракты объединяют и упаривают на ротационном испарителе. Получают 15,1 г продукта в виде темно-зеленой вязкой массы. Выход 10,1% (в прототипе - 6,3%).

Пример 2

Воздушно-сухую измельченную древесную зелень пихты (0.15 кг) с влажностью 18% помещают в стакан емкостью 0,5 л, заливают 0,45 л водного изопропанола, содержащего 10% воды. Стакан помещают на рабочую поверхность диспергатора УЗДН-2Т, опускают в него погружной ультразвуковой излучатель и включают диспергатор. Частота ультразвуковых колебаний - 44 кГц, мощность излучения поддерживают такой, чтобы экстрагент не закипал (до +80°С). Через 10 мин экстракт сливают, сырье заливают новой порцией (0,45 л) экстрагента и процесс повторяют, экстракты объединяют и упаривают на ротационном испарителе. Получают 19,0 г продукта в виде темно-зеленой вязкой массы. Выход 12,7% (в прототипе - 6,3%).

Продукты, выделенные согласно примерам 1, 2, проанализировали методом высокоэффективной хроматографии на микроколоночном жидкостном хроматографе “Милихром”, колонка “Лихросорб РП-18”, зерно - 5 мкм, элюент - 0,05 М водной ортофосфорной кислоты и 20%-ного метанола в соотношении 85:15 по объему соответственно, УФ-детекция при 200 и 240 нм. Хроматограммы ВЭЖХ полученных продуктов идентичны таковой для прототипа (Патент №2179393, 1998).

Таким образом, заявляемый способ позволяет получать биологически активную сумму тритерпеновых кислот более простым и технолочичным способом с более высоким выходом (10,1-12,7).

1. Способ получения биологически активной суммы тритерпеновых кислот, включающий двукратную экстракцию органическим растворителем измельченной древесной зелени пихты с последующим объединением экстрактов и выделением целевого продукта отгонкой растворителя, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют 90%-ный изопропиловый спирт, экстракцию проводят при соотношении сырье:экстрагент 1:3, при этом экстракционную смесь дополнительно обрабатывают ультразвуком с частотой 22-44 кГц в течение 10-15 мин до температуры не выше 80°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сырья используют воздушно-сухую измельченную древесную зелень пихты с содержанием влаги 10-18%.