Способ комплексной экстракции биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья на клеточном уровне

Изобретение относится к способу комплексной экстракции биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья. Указанный способ заключается в том, что воздушно-высушенное измельченное сырье предварительно подвергают микроволновому воздействию в среде Чапека при мощности 300-350 Вт и температуре 100-105°С, а затем засеивают культурой актиномицетов Streptomyces sp. K-7, выделяющей целлюлолитические ферменты, и выдерживают в течение 7-8 суток. Изобретение обеспечивает повышение выхода биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья. 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к фармакогнозии и фармации.

Несмотря на то что в фармакогнозии известно множество способов экстракции биологически активных веществ (БАВ) из лекарственного растительного сырья (ЛРС), повышение эффективности экстракции остается актуальной задачей.

Более полное истощение сырья позволяет снизить экономические затраты в производстве экстракционных препаратов. Основным фактором, лимитирующим выход БАС из сырья, является наличие целлюлозной клеточной стенки, поэтому большинство исследований направлены на увеличение ее проницаемости.

Известны такие способы, как воздействие ультразвуком (Патент RU 2104733 «Способ экстракции из твердого растительного тела»; Швырев М.В. «Интенсификация процессов извлечения биологически активных веществ из растительного сырья при переменном давлении в системе» - автореф. дисс. канд. фармац. наук, СПб., 2005, 204 с.; RU 2339395 «Способ экстракции пектиновых веществ из растительного сырья»; применение микроволнового излучения (Патент RU 2115700 «Способ экстракции натурального продукта из биологического материала», RU 2216574 «Способ экстракции ценных веществ из лекарственного растительного сырья с помощью СВЧ-энергии»), электрического тока [Пономарев В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья.: Медицина, 1976, с. 123-125; I. Sensoy and S.K. Sastry. Extraction using moderate electric fields // J. Food Sci, 2004. 69 (1)] и ферментативного гидролиза (RU 2339395 «Способ экстракции натурального продукта из биологического материала»).

В работе М.А. Проценко «Получение экстрактов и характеристика биологически активных соединений из Forties Fomentarius»/«Медицина и образование в Сибири». - Новосибирск, №4, 2013 г. (электронный журнал) описано СВЧ-воздействие на повышение выхода экстрактивных веществ.

Однако применение только физического воздействия не дает достаточно эффективный результат экстракции.

Государственная фармакопея XI издания предлагает методики экстракции БАВ водно-спиртовыми смесями при нагревании, что не дает полного истощения сырья.

Из известного уровня техники не следует возможность эффективного выделения БАВ из лекарственного сырья, сочетающего в себе несколько факторов: как химических, так и физических.

Техническим результатом изобретения является повышение выхода биологически активных веществ из лекарственного растительного вещества.

Технический результат достигается тем, что способ комплексной экстракции биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья на клеточном уровне заключается в том, что воздушно-высушенное измельченное сырье предварительно подвергают микроволновому воздействию в среде Чапека при мощности 300-350 Вт и температуре 100-105°С, а затем засеивают культурой актиномицетов Streptomyces sp. K-7, выделяющей целлюлолитические ферменты, и выдерживают в течение 7-8 суток.

Способ экстракции осуществляется следующим образом.

В колбу на 250 мл помещают 1 г измельченного воздушно-сухого сырья, приливают 80 мл среды Чапека. Состав неагаризованной среды Чапека: NaNO₃ - 2 г; K₂HPO₄ - 1 г; MgSO₄·7H₂O - 0,5 г; KCl - 0,5 г; FeSO₄·7H₂O - 0,1 г; вода дистиллированная - 1000 мл. Осуществляют микроволновое воздействие при помощи микроволновой установки «CEMDiscover» при мощности 300-350 Вт и температуре 100-105°С. Нагрев смеси проводят в течение 15-20 мин. После излучения смесь автоклавируют при температуре 120°С в течение 30 мин. Затем засеивают культурой актиномицетов Streptomyces sp. K-7 (продуценты целлюлолитических ферментов) смывом со скошенной агаризованной среды. Колбы термостатировали при температуре 30°С 7-8 суток.

Для сравнения был приготовлен субстрат без предварительной обработки. Для этого 1 г измельченного субстрата помещали в колбу на 250 мл и автоклавировали в течение 30 мин при температуре 120°С.

Контроль процесса осуществлялся по содержанию редуцирующих сахаров в экстракте (показатель эффективности разрушения клеточной стенки) и содержанию экстрактивных веществ.

Пример. Экстракция БАВ из цветков бессмертника, травы горца птичьего и травы зверобоя.

В колбу вместимостью 250 мл помещали около 1 г (точная навеска) измельченного до размеров частиц 5 мм воздушно-высушенного сырья бессмертника, горца перечного или зверобоя и приливали 80 мл среды Чапека. Осуществили микроволновое воздействие при помощи микроволновой установки «CEMDiscover» при мощности 300 Вт и температуре 105°С. Нагрев смеси проводили в течение 20 мин. После излучения смесь автоклавировали при температуре 120°С в течение 30 мин. Затем засеивали культурой актиномицетов Streptomyces sp. K-7 смывом со скошенной агаризованной среды. Колбы термостатировали при температуре 30°С 7-8 суток.

Концентрацию редуцирующих сахаров определили по методу Шомодьи-Нельсона: к 1 мл испытуемого раствора добавляли 1 мл реактива Шомодьи, выдерживали в кипящей водяной бане 15 минут. Охлаждали и добавляли 1 мл реактива Нельсона, постоянно перемешивали.

Полученный раствор разбавляли дистиллированной водой до 25 мл и измеряли на КФК-2 МП при длине волны λ=540 нм. Потом редуцирующие сахара определяли по калибровочному графику.

Сумму экстрактивных веществ устанавливали гравиметрически.

Количественное содержание редуцирующих сахаров в исследуемых извлечениях указано в табл.1, количественное содержание суммы экстрактивных веществ в сравнении с традиционным методом определения по методикам Государственной фармакопеи (ГФ) - в табл.2.

Как видно из представленных данных, выход БАВ при использовании комплексной экстракции увеличивается по сравнению с традиционными методами.

Таким образом можно существенно повысить выход БАВ из лекарственного растительного сырья в экстракт, используя сочетание микроволнового воздействия и целлюлолитических ферментов актиномицетов Streptomyces sp. K-7.

Способ комплексной экстракции биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья на клеточном уровне, заключающийся в том, что воздушно-высушенное измельченное сырье предварительно подвергают микроволновому воздействию в среде Чапека при мощности 300-350 Вт и температуре 100-105°С, а затем засеивают культурой актиномицетов Streptomyces sp. К-7, выделяющей целлюлолитические ферменты, и выдерживают в течение 7-8 суток.