Способ получения экстракта чаги
Владельцы патента RU 2463064:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") (RU)
Изобретение относится к фармацевтической и косметической промышленности и касается получения экстрактов чаги. Способ получения экстракта чаги, включающий экстрагирование измельченной чаги водным раствором гидроксида натрия или калия при определенных условиях, полученный экстракт отфильтровывают. Экстракт чаги, полученный вышеописанным способом, обладает повышенной антиоксидантной активностью и сроком годности. 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к фармацевтической и косметической промышленности и касается получения экстрактов чаги.
Известен способ получения водного экстракта чаги, включающий ступенчатое экстрагирование измельченной чаги горячей водой при температуре 60-70°С в течение 4-6 часов на каждой ступени экстрагирования, отфильтровывание экстракта с получением экстракта первой ступени экстрагирования и жома, который повторно экстрагируют с получением экстракта второй ступени экстрагирования, экстракты объединяют и используют (патент RU №23439300, МПК7 А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 20.01.2009).
Известен способ получения водного экстракта чаги, включающий экстрагирование измельченной чаги горячей водой при соотношении чага: вода 1: (9-11) при температуре 60-70°С ступенчато в экстракторе, на первой ступени экстрагирование ведут в СВЧ-печи с получением водного экстракта первой ступени экстрагирования, затем экстрактор вынимают из СВЧ-печи и на второй ступени экстрагирования продолжают экстрагировать экстракт первой ступени в течение 1-4 часов с получением готового водного экстракта (патент RU №2343930, МПК7 А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 20.12.10).
Недостатками известных способов являются низкое содержание экстрактивных веществ, низкая антиоксидантная активность экстракта, длительность и многостадийность процесса, высокая температура экстрагирования, короткий срок годности экстракта чаги.
Известно использование водных растворов гидроокиси натрия при получении водных извлечений чаги (Сысоева М.А., Кузнецова О.Ю., Гамаюрова B.C., Суханов П.П., Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. Исследование золя вводных извлечений чаги IV. Антиоксидантная активность. Влияние способа извлечения и применение комплексонов, гидроксида натрия / Химия растительного сырья, 2005 - №1. - С.41-47). В данном способе измельченную чагу предварительно замачивают в водном растворе гидроокиси натрия с целью интенсификации основного процесса экстрагирования водой, затем извлечение со стадии обработки (замачивания) отфильтровывают и удаляют, а дальнейшее основное экстрагирование обработанной чаги ведется водой, и используется только водное извлечение. В данном способе водный раствор щелочи не является основным экстрагентом.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является способ получения водного извлечения чаги, в котором измельченную чагу заливают водой в соотношении чага: вода 1:30, настаивают 1 час при комнатной температуре, кипятят в течение 2 часов, извлечение фильтруют, доводят объем водой до 1:50 (Государственная Фармакопея СССР: Вып.2. Общие методы анализа. 63. Inonotus obliquus. Чага. - М.: Медицина, 1990. - 385 с., с.342-343).
Недостатками известного способа являются низкое содержание экстрактивных веществ, низкая антиоксидантная активность водного извлечения, длительность и многостадийность процесса, высокая температура экстрагирования, короткий срок годности экстракта чаги.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение антиоксидантной активности экстракта чаги, увеличение выхода экстрактивных веществ, упрощение способа экстрагирования и увеличение срока годности экстракта чаги.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения экстракта чаги, включающем экстрагирование измельченной чаги и отфильтровывание экстракта, согласно изобретению измельченную чагу экстрагируют водным раствором гидроксида натрия или калия с концентрацией 0,1-1,5 г/л при соотношении чага: экстрагент 1: (4-10) в течение 0,5-2 часов при комнатной температуре.
Техническим результатом изобретения является увеличение антиоксидантной активности экстракта чаги, увеличение выхода экстрактивных веществ, упрощение способа экстрагирования и увеличение срока годности экстракта чаги.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Основное действующее вещество чаги - хромогенный полифенолоксикарбоновый комплекс (ПФК), относится к пигментам меланинам, которые имеют хорошую растворимость в щелочной среде. Использование водного раствора щелочи приводит к получению извлечения чаги, максимально содержащего действующее начало и минимум балластных веществ.
Массоперенос экстрактивных веществ, особенно ПФК, через клеточную мембрану затруднен при настаивании сырья при комнатной температуре водой. Поэтому для наиболее полного извлечения биологически активных веществ при экстрагировании чаги водой процесс ведут при повышенных температурах 60-100°С, длительное время, в несколько стадий. Использование же в качестве экстрагента водного раствора щелочи позволяет проводить экстракцию при комнатной температуре в короткие сроки и в одну стадию.
Водный раствор щелочи воздействует на клеточную стенку гриба, увеличивая размеры пор и повышая проницаемость биологических мембран, при этом ПФК чаги переходит в растворенное состояние, что облегчает его переход из сырья в экстракт. Совокупность этих факторов приводит к увеличению содержания экстрактивных веществ в экстракте чаги, причем доля основного действующего вещества (ПФК) в них возрастает в 2-3 раза за более короткий промежуток времени, т.е. проведение экстрагирования чаги водным раствором щелочи позволяет ускорить процесс извлечения биологически активных компонентов в 1,5-6 раз по сравнению с прототипом.
Изменение соотношения чага: экстрагент с 1:30 по прототипу на 1:(4-10) приводит к изменению гидродинамических условий экстрагирования, а именно к смене коэффициентов диффузии, что интенсифицирует процесс переноса экстрактивных веществ, в результате чего также сокращается длительность процесса. При этом содержание экстрактивных веществ в экстракте увеличивается в 9-13 раз по сравнению с прототипом.
Повышение антиоксидантной активности экстракта чаги, полученного по предлагаемому способу, достигается не только за счет увеличения количественного содержания экстрактивных веществ в экстракте, но и за счет качественного состава экстракта.
Экстракты из чаги представляют собой сложные коллоидные полидисперсные системы, дисперсной фазой которых является ПФК. Полученный по изобретению экстракт чаги отличается от экстракта, полученного по прототипу, следующим:
1. в 2-3 раза увеличивается доля ПФК по отношению к общему содержанию экстрактивных веществ;
2. рН экстракта составляет 8,0-9,0 (слабощелочной) вместо рН водного экстракта по прототипу 5,5-5,6 (слабокислый);
3. цвет экстракта - черный, по прототипу - коричневый;
4. срок годности экстракта составляет 1 год вместо 3-5 дней по прототипу.
Эти данные подтверждают происходящие изменения в коллоидной системе экстракта чаги, в которой происходит как иное формирование пространственной структуры ПФК (дисперсной фазы), так и его окружения (дисперсионной среды). Изменение структуры коллоидной системы экстракта чаги подтверждается также данными фотонно-корреляционной спектроскопии, согласно которым наноразмерные частицы ПФК в полученном по изобретению экстракте примерно вдвое меньше (78,17±5,00 нм), чем частицы ПФК в экстракте, полученном по прототипу (177,00±5,00 нм).
Способ иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1. Измельченную чагу заливают водным раствором гидроксида натрия с концентрацией 0,5 г/л при соотношении чага: экстрагент 1: 4, настаивают в течение 1 часа при комнатной температуре, затем экстракт отфильтровывают.
Пример 2. Экстрагирование ведут аналогично примеру 1, но в качестве экстрагента используют водный раствор гидроксида калия.
Примеры 3-18 аналогичны примерам 1-2, условия проведения экстракции которых приведены в таблице.
Содержание экстрактивных веществ определяли согласно Государственной Фармакопее СССР: XI, Вып.1 и 2. - М.: Медицина, 1990.
Антиоксидантную активность экстрактов чаги определяли по способу определения интегральной антиоксидантной емкости биологических жидкостей (патент RU №2253114, МПК G01N 33/48, 2005).
Определение размеров глобул ПФК в экстрактах проводили на фотонно-корреляционном спектрометре динамического и статического рассеяния света "PhotoCor Complex" (Zakharova L. Ya. Nanosized reactors based on polyethylene imines: from microheterogeneous systems to immobilized catalysts / L.Ya. Zakharova, A.R. Ibragimova, L.A. Kudryavtseva // Langmuir. - 2007. - Т. 23. - С.3214-3224).
Результаты экспериментов обработаны с помощью программы «Статистика 6» и приведены в таблице, при доверительной вероятности Р=0,95, n=7 (n - объем выборки или количество экспериментов).
Из таблицы видно, что антиоксидантная активность экстракта чаги и выход экстрактивных веществ увеличиваются в 9-13 раз по сравнению с прототипом. Оптимальным диапазоном концентраций экстрагента является 0,1-1,5 г/л. Использование водных растворов гидроксида натрия или калия с концентрацией менее 0,1 г/л не приводит к оптимальному выходу экстрактивных веществ и показателю антиоксидантной активности экстракта чаги. Использование водных растворов гидроксида натрия или калия с концентрацией более 1,5 г/л, например 2,0 г/л (примеры 13 и 18), приводит к резкому увеличению содержания экстрактивных веществ, однако качественный состав экстракта изменяется: уменьшается в 1,5-2 раза доля ПФК и втрое возрастает количество зольных (балластных) веществ, повышенное содержание которых снижает терапевтическую активность экстракта. Показатель антиоксидантной активности в этом случае ниже, что связано с процессами комплексообразования: ПФК образует комплексы с ионами металлов натрия или калия, за счет чего его функциональные группировки, отвечающие за антиоксидантную активность, теряют свою реакционную способность. рН данного экстракта повышается, переходя в умеренно-щелочной диапазон 10,0-10,5.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет получать экстракты чаги с высоким выходом экстрактивных веществ, высокими показателями антиоксидантной активности и большим сроком годности. Преимуществами предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются одностадийность процесса, проведение его при комнатной температуре, сокращение длительности процесса в 1,5-6 раз.
Использование извлечений чаги, полученных с применением водных растворов гидроокиси натрия или калия, может быть рекомендовано для создания лекарственных основ при производстве мазей, лосьонов, фитопленок, гелей и т.д. Данный способ может применяться для получения экстракта чаги в промышленных условиях.
| Таблица | ||||||
| Условия проведения экстракции | Показатели, характеризующие экстракт | |||||
| № примера | Экстрагент | Концентрация экстрагента, г/л | Соотношение чага: экстрагент | Время экстрагирова- ния, час |
Содержание экстрактивных веществ, г | Антиоксидантная активность экстракта чаги, кл./мл |
| 1 | NaOH | 0,5 | 1:4 | 1 | 5,31±0,02 | 13,10±0,02 |
| 2 | КОН | 0,5 | 1:4 | 1 | 4,82±0,01 | 11,65±0,02 |
| 3 | NaOH | 0,1 | 1:4 | 1 | 2,84±0,02 | 5,34±0,03 |
| 4 | NaOH | 0,5 | 1:4 | 0,5 | 2,20±0,02 | 4,61±0,03 |
| 5 | NaOH | 0,5 | 1:4 | 2 | 5,11±0,01 | 12,85±0,04 |
| 6 | NaOH | 0,5 | 1:4 | 1,5 | 5,68±0,02 | 14,50±0,01 |
| 7 | NaOH | 0,5 | 1:6 | 1 | 4,73±0,03 | 11,60±0,07 |
| 8 | NaOH | 0,5 | 1:10 | 1 | 3,62±0,03 | 10,00±0,02 |
| 9 | NaOH | 1,0 | 1:4 | 1 | 4,69±0,02 | 10,44±0,01 |
| 10 | NaOH | 1,0 | 1:6 | 1 | 4,04±0,01 | 9,71±0,03 |
| 11 | NaOH | 1,0 | 1:10 | 1 | 3,35±0,04 | 9,34±0,04 |
| 12 | NaOH | 1,5 | 1:4 | 1 | 8,61±0,02 | 7,52±0,01 |
| 13 | NaOH | 2,0 | 1:4 | 1 | 17,25±0,04 | 6,78±0,01 |
| 14 | КОН | 0,1 | 1:4 | 1 | 2,71±0,01 | 5,12±0,04 |
| 15 | КОН | 0,5 | 1:4 | 1,5 | 5,17±0,01 | 12,25±0,01 |
| 16 | КОН | 0,5 | 1:6 | 1 | 4,39±0,03 | 11,00±0,08 |
| 17 | КОН | 1,0 | 1:6 | 1 | 3,77±0,03 | 9,39±0,01 |
| 18 | КОН | 2,0 | 1:4 | 1 | 12,40±0,03 | 6,19±0,06 |
| По прототипу | вода | - | 1:30 | 3 | 0,44±0,03 | 1,25±0,1 |
Способ получения экстракта чаги, включающий экстрагирование измельченной чаги и отфильтровывание экстракта, отличающийся тем, что измельченную чагу экстрагируют водным раствором гидроксида натрия или калия с концентрацией 0,1-1,5 г/л при соотношении чага: экстрагент 1:(4-10) в течение 0,5-2 ч при комнатной температуре.
