Способ получения экстракта, обогащенного фуранокумаринами из плодов пастернака посевного

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности. Предложен способ получения экстракта, обогащенного фуранокумаринами, из плодов пастернака посевного. Измельченное сырье экстрагируют органическим растворителем - метоксинонафторбутаном в аппарате «Сокслет» при соотношении сырье/растворитель 1:4,5-9,0 масс./масс. в течение 1-5 часов. Полученный экстракт упаривают под вакуумом не менее 450 мм рт.ст. при 40°С до получения экстракта, обогащенного фуранокумаринами. Изобретение позволяет получить экстракт, обогащенный фуранокумаринами, из плодов пастернака посевного при минимальных энергозатратах, обычном давлении, с использованием стандартного оборудования, характерного для химико-фармацевтических предприятий, по экологически чистой технологии. 2 ил., 2 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и может быть использовано для получения экстракта, обогащенного фуранокумаринами из плодов пастернака посевного.

На данный момент известно несколько различных способов получения экстрактов обогащенных фуранокумаринами из плодов пастернака посевного с помощью органических растворителей (Komaszewska Е., Mucha K., Baj Т., Ulz Z., Glowniak K. Comparison of classic and modern methods of furocoumarins extraction from Angelica officinalis Hoffrn. and Pastinaca sativa L. fruits. Annales UMCS Pharmacia. 2009; 2(4):92-100).

Известен способ получения экстракта из плодов пастернака посевного с помощью хладона 12 (Технология и стандартизация лекарств. Сборник научных трудов. Под ред. В.П. Георгиевского и Ф.А. Конева. Харьков: ООО «РИРЕГ», 1996. - 784 с.). Данный способ включает экстракцию измельченных плодов пастернака посевного с размером частиц 0,15 мм в специальной установке в течение 100 минут, с помощью сжиженного газа хладона 12 при давлении 4,5-5,0 атм. При этом достигается количественный выход экстракта 20,40%.

Недостатком этого способа является, то, что для его осуществления требуется оборудование, которое должно работать под избыточным давлением 4,5-5,0 атм. Другой недостаток данного способа это необходимость затраты энергии на операции упаривания экстракта и на операции конденсации паров растворителя в холодильной установке. Еще один недостаток данного способа это применение хладона 12 с высоким значением потенциала глобального потепления (GWP) равным 10200 и высоким потенциалом озоноразрушения (ODP) равным 1,0.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является известный способ, включающий экстракцию измельченных плодов пастернака посевного в специальной установке в течение 120 минут с помощью сжиженного диоксида углерода при давлении 57 бар. При этом достигается выход экстракта 2,0% масс., с содержанием суммы кумаринов до 17% (Касьянов Г.И., Пехов А.В., Таран А.А. Натуральные пищевые ароматизаторы - CO2 экстракты. Москва: Пищевая промышленность, 1978. - 176 с.).

К основным недостаткам данного способа относятся: необходимость применения специального оборудования работающего под большим избыточным давлением 57 бар, которое в пятьдесят семь раз превышает атмосферное, а также необходимость затраты энергии на операции упаривания экстракта и на операции конденсации паров растворителя в холодильной установке.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка более эффективного, экологически чистого способа получения экстракта обогащенного фуранокумаринами из плодов пастернака посевного, простого в исполнении при котором не требуется специальное и сложное оборудование.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа получения экстракта обогащенного фуранокумаринами из плодов пастернака посевного, включающего измельчение сырья, экстрагирование измельченного сырья органическим растворителем в аппарате «Сокслет», упаривание растворителя, причем, в качестве органического растворителя используют легко кипящую жидкость - метиловый эфир перфторбутана (далее Novec 7100) при соотношении сырье/растворитель 1:(4,5-9,0) масс./масс., а экстрагирование сырья осуществляют в течение 1-5 часов, полученный экстракт упаривают под вакуумом при 40°С, до получения экстракта обогащенного фуранокумаринами, а экстрагент конденсируют. Сырье, не извлекая из экстрактора, нагревают до 65°С, продувают воздухом до полного удаления и конденсации экстрагента. Регенерированный экстрагент объединяют с основной массой экстрагента и используют повторно для экстракции новой партии сырья.

Диапазон соотношения сырье/растворитель 1:(4,5-9,0) масс./масс., обеспечивает эффективное извлечение фуранокумаринов из растительного сырья и является экономически целесообразным. Нижнее предельное значение 1:4,5 масс./масс., обусловлено тем, что данное количество экстрагента позволяет покрыть насыпной объем растительного сырья в экстракторе с небольшим избытком экстрагента необходимого для возможности осуществления процесса его циркуляции в экстракционном аппарате. Увеличение соотношения сырье/растворитель более 1:9,0 масс./масс., не приводит к увеличению выхода фуранокумаринов и требует неоправданно высоких энергозатрат и экстрагента.

Заявленный интервал времени экстракции 1-5 часов обеспечивает заданный уровень извлечения фуранокумаринов из сырья. Уменьшение времени экстракции приводит к значительному недоизвлечению фуранокумаринов из плодов пастернака посевного. Увеличение времени экстракции является нецелесообразным с экономической точки зрения, а также энергозатрат, поскольку не приводит к значительному повышению выхода фуранокумаринов из плодов пастернака посевного.

Полученный экстракт обогащенный фуранокумаринами из плодов пастернака посевного может быть использован в медицине и ветеринарии.

Количественный анализ фуранокумаринов в экстрактах проводили с помощью обратно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) с использованием хроматографа фирмы «Agilent Technologies)), серии «Agilent 1200 Infinity)), производства США, при следующих условиях: подвижная фаза (А) - 1% водный раствор муравьиной кислоты, подвижная фаза (В) - этанол в линейном градиентном режиме подачи; хроматографическая колонка - Supelco Ascentis express С18, размеры колонки 100 мм × 4,6 мм, размер частиц 2,7 мкм; скорость подвижной фазы - 0,5 мл/мин; температура хроматографической колонки +35°С; объем образца - 1 мкл. Масс-спектрометрическое детектирование проводили в режиме ESI (ионизация распылением в электрическом поле) с позитивным режимом сканирования в диапазоне масс 200-1000 Да, MM-APCI, 50 В. Перед количественным анализом точную навеску экстракта растворяли в этаноле 96% об, и центрифугировали при 13000 об/мин в течение 5 мин. Этанольный раствор сливали и анализировали при длине волны 302 нм.

Пример 1.

Навеску измельченных плодов пастернака посевного массой 5,0 г (фракция частиц 0,1-0,5 мм), помещают в циркуляционный экстрактор «Сокслет». Заливают сырье экстрагентом 1:7,5 масс./масс., т.е. 37,5 г (25,0 мл) и начинают процесс экстракции в течение 3 часов. Полученный экстракт упаривают под вакуумом до получения сухого экстракта, а экстрагент конденсируют. Сырье не извлекая из экстрактора, нагревают до 65°С, продувают воздухом до полного удаления и конденсации экстрагента. Регенерированный экстрагент объединяют с основной массой экстрагента и используют повторно для экстракции новой партии сырья.

Основные физико-химические, экологические и токсические показатели сжиженного диоксида углерода и жидкости Novec 7100 для сравнения приведены в таблице 1.

Как видно из данных табл. 1, легкокипящая жидкость Novec 7100 имеет ряд преимуществ при прочих равных условиях по сравнению с аналогичными показателями сжиженного диоксида углерода, а именно температура кипения Novec 7100 равна 61°С, т.е. при обычных условиях это жидкость, теплоемкость в два раза меньше (1183<2961 Дж/(кг⋅К)), теплота испарения на 28% меньше по сравнению с ск-CO2 (112<155 кДж/кг).

Результаты сравнения по основным признакам прототипа и предлагаемой новой технологии приведены в таблице 2.

Как видно из данных таблицы 2, результаты сравнения предлагаемой новой технологии перед технологией прототипа демонстрируют ее преимущества, а именно: отсутствие специального оборудования работающего под давлением, рабочее давление составляет 1 бар, температура конденсатора 20-30°С, отсутствие затрат электроэнергии на конденсацию паров экстрагента, при этом за три часа циркуляции растворителя достигается выход ксантотоксина на уровне 72±4%.

Потери экстрагента составили 1,5±0,2 г (1,0±0,1 мл), что эквивалентно 4% от его первоначального количества.

Пример 2.

Динамика выхода ксантотоксина от времени циркуляции растворителя Novec 7100 приведена на фиг. 1. Условия такие же, как в примере 1.

Как видно из данных фиг. 1, выход ксантотоксина ко второму часу экстракции достигает 65±3%, к третьему часу 72±4%, а к пятому своего предельного значения 75±4%. Поэтому оптимальным временем экстракции можно считать диапазон от 2 до 3 часов экстракции.

Пример 3.

На фиг. 2 представлена типичная ОФ ВЭЖХ хроматограмма экстракта из плодов пастернака посевного, полученного с помощью растворителя Novec 7100. Длина волны 302 нм. Обозначение: I - ксантотоксин, II-IV фуранокумарины, V - не идентифицированное вещество.

На фиг. 2 отображена ОФ ВЭЖХ хроматограмма экстракта полученного с помощью Novec 7100 в примере 1.

Как видно из фиг. 2, в экстракте полученном с помощью растворителя Novec 7100 присутствует четыре основных вещества (фуранокумарины), и одно не идентифицированное вещество в не значительном количестве.

Техническим результатом является эффективный и экологически чистый способ получения экстракта обогащенного фуранокумаринами из плодов пастернака посевного простой в исполнении при обычных условиях, без специального и сложного оборудования.

Таким образом, способ позволяет получить экстракт, обогащенный фуранокумаринами из плодов пастернака посевного с помощью метилового эфира перфторбутана (Novec 7100) при минимальных энергозатратах, обычном давлении, с использованием стандартного оборудования, характерного для химико-фармацевтических предприятий по экологически чистой технологии.

Способ получения экстракта, обогащенного фуранокумаринами, из плодов пастернака посевного, включающий измельчение сырья, экстрагирование измельченного сырья органическим растворителем в аппарате «Сокслет», упаривание растворителя, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют легкокипящую жидкость -метоксинонафторбутан при соотношении сырье/растворитель 1:4,5-9,0 масс./масс., экстрагирование сырья осуществляют в течение 1-5 часов, полученный экстракт упаривают под вакуумом не менее 450 мм рт.ст. при 40°С до получения экстракта, обогащенного фуранокумаринами.