Способ получения со2-экстракта родиолы розовой

Авторы патента:

C11B9/00 - Эфирные масла; душистые вещества (духи, отдушки) (синтез химических веществ C07)

A23L33/105 - Пищевые продукты и безалкогольные напитки, не отнесенные к подклассам A23B-A23J; их приготовление или обработка, например варка, изменение питательных свойств, физическая обработка (формование или механическая обработка, полностью не относящиеся к этому подклассу, A23P); консервирование пищевых продуктов вообще

Владельцы патента RU 2792928:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Изобретение относится к технологии экстракции натурального сырья, а именно к способам получения СО2-экстракта, который может быть использован в пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности. Предлагается способ получения СО2-экстракта родиолы розовой, в котором растительное сырье в виде корней родиолы розовой, измельченных до размера частиц 2-8 мм, подвергают экстракции растворителем с расходом 5-20 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3-4%, при температуре 31-60°С и давлении 100-300 бар в течение 30-60 мин. Изобретение позволяет обеспечить высокую эффективность экстракции родиолы розовой за счет увеличения массовой доли сорастворителя, в качестве которого используют этанол; термолабильные биологически активные веществ (БАВ) в эффективных количествах (с общим выходом до 9% от массы растительного сырья), в частности салидрозида, родалина, розавина, розиридина; сократить временя, уменьшить температуру и давление экстракции; сохранить состав биологически активных веществ в получаемом продукте. 4 ил.

Известен способ получения СО2-экстракта, включающий подготовку растительного сырья с последующим проведением СО2-экстракции при давлении 20-40 МПа в течение 120 мин [см. патент РФ № 2070053, МПК A61K 35/78, дата публикации 10.12.1996].

Недостатком аналога является тот факт, что чистый СО2 является неэффективным растворителем для химических соединений с более высокой полярностью.

В качестве ближайшего аналога принят способ получения СО2-экстракта женьшеня, включающий его подготовку с последующим проведением экстракции сверхкритическим флюидным СО2 с массовой долей этанола 1,7-3,4% в скорости потока жидкости 250 г/мин при температуре 31-70°С и давлении 20-40 МПа в течение 120 мин [см. патент РФ № 2679634, МПК A61K 36/258, A61P 37/00, дата публикации 12.02.2019].

Недостатками ближайшего аналога являются:

- извлечение в эффективных количествах только термолабильных шести общих гинзенозидов из дальневосточного женьшеня;

- длительное время, а также высокие значения температуры и давления экстракции;

- небольшой выход биологически активных веществ, связанный с расходованием малого количества сорастворителя;

- разрушение некоторых термолабильных биологически активных компонентов.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка эффективного способа получения СО2-экстракта родиолы розовой.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в следующем:

- обеспечение высокой эффективности экстракции родиолы розовой за счет увеличения массовой доли сорастворителя, в качестве которого используют этанол;

- возможность извлечения термолабильных биологически активных веществ (БАВ) в эффективных количествах (с общим выходом до 9% от массы растительного сырья), в частности салидрозида, родалина, розавина, розиридина;

- использование доступного, безопасного и легко отделяемого сорастворителя этанола;

- сокращение времени, уменьшение температуры и давления экстракции;

- сохранение состава биологически активных веществ в получаемом продукте;

- отсутствие трудно утилизируемых отходов и побочных продуктов.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения СО2-экстракта родиолы розовой, включающем подготовку растительного сырья с последующим проведением экстракции сверхкритическим флюидным СО2 с этанолом при температуре от 31°С и повышенном давлении, в качестве растительного сырья используют корни родиолы розовой, измельченные до размера частиц 2-8 мм, экстракцию осуществляют растворителем с расходом 5-20 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3-4%, при температуре 31-60°С и давлении 100-300 бар в течение 30-60 мин.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «в качестве растительного сырья используют корни родиолы розовой» описывает тип используемого растительного сырья.

Растение Rhodiola rosea, семейство Crassulaceae L., толстянковые, широко применяется в народной медицине и традиционных медицинских системах (тибетской, китайской, корейской), в основном используются корневища и корни растения [1].

Основным лекарственным сырьем родиолы розовой являются корневища с корнями, которые заготавливают с конца цветения до завершения вегетации растения.

Родиола примерно с 80-х годов является одним из главных адаптогенных растений и конкурирует с такими известными адаптогенами, как дальневосточный женьшень Panax ginseng и элеутерококк Eleutherococcus. Адаптогены - это фармакологическая группа препаратов природного или синтетического происхождения, которые могут повышать сопротивляемость организма к различным неблагоприятным фактам внешней среды [2, 3].

Действующие биологически активные вещества R. rosea - тирозол, салидрозид, кофейная кислота, галловая кислота, метилгаллат, флавоноиды (астрагаллин, кампферол, родионин, родиозин, родиолгидин, родиолгин, ацетил-родалгин), дубильные вещества группы пирогаллола. Монотерпены представлены розиридолом и его гликозидом розиридином, стерины представлены β-ситостерином и даукостерином. Из корня R. rosea были выделены гликозиды коричного спирта - розин, розарин, розавин.

Сведения о содержании салидрозида и розавина в R. rosea многочисленны и противоречивы [4, 5].

Исследователи до сих пор не пришли к единому мнению о локализации и активности специализированных биосинтезов, характере сезонных изменений содержания гликозидов, изменчивости накопления этих веществ у дикорастущих и культивируемых растений [6-8].

Признак «в качестве растительного сырья используют корни родиолы розовой, измельченные до размера частиц 2-8 мм» описывает оптимальные размеры частиц растительного сырья, обеспечивающие более эффективное извлечение биологически активных веществ.

Признаки «экстракцию осуществляют растворителем с расходом 5-20 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3-4% при температуре 31-60°С и давлении 100-300 бар в течение 30-60 мин» описывают оптимальные режимные характеристики.

Изменение режимных характеристик как в сторону уменьшения, так и увеличения, приводит к снижению эффективности извлечения биологически активных веществ.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Предварительно подготавливают растительное сырье.

Корни родиолы розовой (Rhodiola rosea) измельчают до размера частиц 2-8 мм и загружают в емкость экстракционного аппарата сверхкритического давления Thar SFC, S.N. 3526551, США, уже нагретую с помощью горячего кожуха, температуру контролируют термостатом (±1°С). Углекислый газ (СО2) был сжат при помощи компрессора, давление контролируют дозирующим клапаном.

Далее осуществляют экстракцию растворителем с расходом 5-20 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3-4% при температуре 31-60°С и давлении 100-300 бар в течение 30-60 мин.

Раствор биологически активных веществ в CO₂ подвергают декомпрессии в сепараторе.

На фиг.1 показан выход Розавина в зависимости от давления и температуры при экстракции растворителем с расходом 15 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3%, в течение 50 мин.

На фиг.2 показан выход Родалина в зависимости от давления и температуры при экстракции растворителем с расходом 10 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 4%, в течение 30 мин.

На фиг.3 показан выход Салидрозида в зависимости от давления и температуры при экстракции растворителем с расходом 5 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3,5%, в течение 60 мин.

На фиг.4 показан выход Розиридина в зависимости от давления и температуры при экстракции растворителем с расходом 20 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3,7%, в течение 40 мин.

Разделение многокомпонентных смесей проводили методом ВЭЖХ с использованием жидкостного хроматографа высокого давления Shimadzu LC-20 Prominence HPLC (Shimadzu, Япония), оборудованного спектрофотометрическим детектором SPD-20A и колонкой с обратной фазой Shodex ODP-40 4E.

Программа градиента элюции (вода - ацетонитрил) следующая: 0-4 мин, 100% Н₂О, 0% ацетонитрила (CH₃CN); 4-60 мин, 100-25% Н₂О, 0-75% CH₃CN; 60-75 мин, 25-0% Н2О, 75-100% CH₃CN; контрольная промывка 75-120 мин 0% Н₂О, 100% CH₃CN. Весь ВЭЖХ-анализ сделан с ESI-детектором при длинах волн 230 нм и 330 нм; температура 17°С. Объем впрыска составлял 1 мл.

Идентификацию БАВ проводили методом тандемной масс-спектрометрии с помощью масс-спектрометра amaZon SL (производство фирмы «BRUKER DALTONIKS», Германия), оснащенного источником ионизации электрораспылением ESI в режимах отрицательных и положительных ионов.

Оптимизированные параметры получены следующим образом: температура источника ионизации 70°С; поток газа 4 л/мин; газ-небилайзер (распылитель) 7,3 psi; капиллярное напряжение 4500 V; напряжение на изгибе торцевой пластины 1500 V; напряжение фрагментатора 280 V; энергия столкновения 60 eV. Масс-спектрометр использовался в диапазоне сканирования m/z 100-1.700 для МС и МС/МС. Скорость захвата составляла 1 спектр/с для МС и 2 спектра/с для МС/МС. Сбор данных контролировался программным обеспечением Windows для BRUKER DALTONIKS.

Как видно на фиг.1, минимальный выход Розавина при давлении 100 бар и температуре 31°С составляет 0,5 мг/г растительного сырья, а максимальный при давлении 300 бар и температуре 60°С составляет 2,34 мг/г растительного сырья.

Как видно на фиг.2, минимальный выход Родалина при давлении 100 бар и температуре 31°С составляет 0,3 мг/г растительного сырья, а максимальный при давлении 300 бар и температуре 60°С составляет 1,2 мг/г растительного сырья.

Как видно на фиг.3, минимальный выход Салидрозида при давлении 100 бар и температуре 31°С составляет 0,35 мг/г растительного сырья, а максимальный при давлении 300 бар и температуре 60°С составляет 2,27 мг/г растительного сырья.

Как видно на фиг.4, минимальный выход Розиридина при давлении 100 бар и температуре 31°С составляет 0,8 мг/г растительного сырья, а максимальный при давлении 300 бар и температуре 60°С составляет 3,17 мг/г растительного сырья.

На основе полученных данных можно сделать вывод, что повышение температуры и времени экстракции способствует более эффективному извлечению биологически активных веществ из растительного сырья.

Источники информации

1. Саратиков, А.С. Родиола розовая - ценное лекарственное растение - золотой корень. /А.С. Саратиков, Е.А. Краснов. - Томск.: Изд. Томского ун-та. - 1987. - 273 с.

2. Куркин, В.А. Родиола розовая (Золотой корень): стандартизация и создание лекарственных препаратов. Монография. / Самара, 2015.

3. Саратиков, А.С.; Краснов, Е.А. Родиола розовая (золотой корень). /А.С. Саратиков, Е.А. Краснов. -Томск.: Изд. Томского ун-та. - 2004. - 216 с.

4. Родин, И.А.; Ставрианиди, А.Н.; Браун, А.В.; Шпигун, О.А.; Попик, М.В. Одновременное определение салидрозида, розарина, и розавина в экстрактах из Rhodiola rosea методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемным масс-спектрометрическим детектированием. / Масс-спектрометрия. - 2012. - Т.9. - №1. - С. 61-65.

5. Zhang M. Pharmacokinetic of rosavin in rat plasma with ultra performance LC-MS/MS after intravenous and gavage administration. / M. Zhang, Z. Hu, B. Fang, X. Bao, Z. Xiang, H. Wang // Bioanalysis. - 2019. - Vol. 11(9). - Pp. 837-845.

6. Ioset, K. N., Nyberg, N. T., van, Diermen D., Malnoe, P., Hostettmann, K., Shikov, A. N., and Jaroszewski, J. W. Metabolic profiling of Rhodiola rosea rhizomes by (1) H NMR spectroscopy. // Phytochem. Anal. - 2011. - Vol.22(2). - Pp.158-165.

7. Li, T. and Zhang, H. Identification and comparative determination of rhodionin in traditional tibetan medicinal plants of fourteen Rhodiola species by high-performance liquid chromatography-photodiode array detection and electrospray ionization-mass spectrometry. // Chem. Pharm Bull (Tokyo). - 2008. - Vol. 56(6). - Pp. 807-814.

8. Evstatieva, L., Todorova, M., Antonova, D., and Staneva, J. Chemical composition of the essential oils of Rhodiola rosea L. of three different origins. // Pharmacogn. Mag. - 2010. -Vol. 6(24). - Pp. 256-258.

Способ получения СО2-экстракта родиолы розовой, в котором растительное сырье в виде корней родиолы розовой, измельченных до размера частиц 2-8 мм, подвергают экстракции растворителем с расходом 5-20 кг/кг растительного сырья, в качестве которого используют сверхкритический флюидный СО2 с массовой долей этанола 3-4%, при температуре 31-60°С и давлении 100-300 бар в течение 30-60 мин.

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности, в частности к способам извлечения эфирного масла. Способ получения компаунда эфирного масла из семян борщевика Сосновского в вазелиновом масле, характеризующийся тем, что в качестве исходного сырья используют целые семена борщевика Сосновского, собранные в августе, экстракцию химически чистым петролейным эфиром проводят в экстракторе Сокслета при объемном соотношении химически чистого петролейного эфира и исходного сырья 4:1, экстракцию проводят пятикратно при нагревании до температуры кипения химически чистого петролейного эфира 40-70°С в течение 40 минут, затем растворитель упаривают до соотношения петролейного эфира к эфирному маслу из семян борщевика Сосновского 2:1 по объему, обрабатывают вазелиновым маслом при объемном соотношении эфирного масла из семян борщевика Сосновского в химически чистом петролейном эфире к вазелиновому маслу 1:1, удаляют химически чистый петролейный эфир упариванием при атмосферном давлении.

Способ комплексной переработки плодов облепихи // 2785625

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ комплексной переработки плодов облепихи, характеризующийся тем, что включает приемку сырья, инспекцию - удаление посторонних примесей, а растительные примеси в виде веточек, иголок, листьев направляют на сушку и измельчение с получением растительной кормовой добавки, плоды облепихи после инспекции направляют на мойку, затем подготовленные плоды облепихи помещают в аппарат с СВЧ-энергоподводом и вакуумом, где происходит обезвоживание плодов при частоте электромагнитного поля 2450±50 МГц, давлении 8,5-8,8 кПа, температуре 40-45°С, удельной СВЧ-мощности 200-300 Вт/кг до влажности 25-30% в течение 75-80 минут с получением облепихи обезвоженной с влажностью 25-30% и клеточного сока, при этом облепиху обезвоженную направляют на досушивание до влажности 4-6%, а клеточный сок подают на концентрирование в вакуум-выпарной аппарат, где получают концентрат клеточного сока и ароматическую воду, сушеную облепиху с влажностью 4-6% после сушки направляют в воздушный сепаратор, где мякоть отделяют от косточек, мякоть и косточки по отдельности подают на прессование, прессование мякоти и косточек осуществляют при частоте электромагнитного поля 2450±50 МГц, температуре 40-45°С, удельной СВЧ-мощности 250-300 Вт/кг в течение 8-10 мин до выхода масла из мякоти 75-80%, из косточек 65-70%, после прессования мякоти получают масло и жмых, жмых из мякоти направляют на экстракцию в CO2-экстрактор с получением CO2-экстракта и шрота.

Соединение эфира карбоновой кислоты, способ его получения, композиция и ароматическая композиция // 2777517

Изобретение относится к новому сложноэфирному соединению, представленному формулой (1), где R1 представляет собой -COOR, где R обозначает алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, которое пригодно в качестве ароматического компонента или разработанного ароматического материала. 6 н.п.

Способ получения гидролат-концентрата // 2777192

Изобретение относится к способу получения гидролат-концентрата, включающему в себя обработку первичного дистиллята, разделение его на эфирное масло и гидролат методом декантации, причем первичный дистиллят перед декантацией подвергают проточной гомогенизации, после чего гомогенизированный дистиллят концентрируют посредством его прокачивания под давлением не менее 0,6 МПа через обратноосмотическую мембрану с размером ячеек от 3 до 10 нанометров, после чего осуществляют раздельный сбор гидролат-концентрата и пермеата.

Концентрат для приготовления безалкогольного напитка // 2765579

Группа изобретений относится к пищевой промышленности, в частности к производству концентратов безалкогольных напитков, и может быть использована при производстве концентратов функционального и специализированного назначения. Композиция содержит 0,03-0,05 мас.% тиамина гидрохлорида, 0,15-0,20 мас.% масла аниса, 1,5-1,7 мас.% масла фенхеля, до 100 мас.% глицерина.

Способ получения эфирного масла из почек тополя бальзамического // 2756919

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности. Способ получения эфирного масла из почек тополя бальзамического предусматривает загрузку почек тополя бальзамического в реактор путем раскладывания в один слой на полках-сетках, отгонку эфирного масла потоком водяного пара при температуре пара 120°С и давлении 2 атм в течение 60 минут, при этом поток водяного пара направляют на слой почек тополя бальзамического перпендикулярно соответствующей полке-сетке, охлаждение получаемой смеси водяного пара и эфирного масла до жидкого состояния с последующим выделением из этой смеси эфирного масла путем его отделения в приемнике-маслоотделителе от воды.

Ротационно-ударный испаритель с дисковым эжектором // 2756079

Заявленное изобретение относится к устройствам, обеспечивающим интенсивное испарение жидкостей без подвода тепла в вакууме. Это изобретение может быть применено в различных технологических процессах, предусматривающих испарение сложных и однородных по составу жидкостей.

Способ получения экстракта прополиса на водной основе // 2751957

Изобретение относится к пищевой, косметической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для получения экстракта прополиса на водной основе. Прополис очищают от механических примесей в воздушном потоке, замораживают при температуре -20°С, измельчают.

Способы повышения продуктивности фенхеля обыкновенного // 2747584

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ повышения содержания эфирного масла и урожайности семян фенхеля обыкновенного включает полив 0,001% раствором фуллеренсодержащей сажи, который осуществляют в четыре срока с интервалом 10-12 дней, по фазам вегетации, начиная с фазы всходов и заканчивая в фазу цветения.

Новая освежающая воздух композиция // 2746993

Изобретение относится к освежающей воздух композиции. Описана освежающая воздух композиция, содержащая: a) 30-65 масс.

Способ получения биологически активной добавки на основе молочной сыворотки и растительного экстракта // 2792775

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения биологически активной добавки на основе молочной сыворотки и растительного экстракта осуществляют следующим образом.