способ получения водорастворимого порошка из растительного сырья

Формула изобретения

1. Способ получения сухого экстракта из растительного сырья, включающий получение вытяжки, очистку вытяжки, замораживание вытяжки и высушивание вытяжки, отличающийся тем, что высушивание вытяжки ведут при температуре от -52 до -58°С и давлении от 1 до 3 Па.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высушивание вытяжки ведут до остаточной влажности не более 5%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к фармации, а именно к способам приготовления сухих экстрактов из лекарственных растений.

В медицине широко применяются жидкие извлечения из растений в виде экстрактов, отваров и настоев. Жидкие извлечения из растений имеют недостатки, из которых наиболее существенными являются: невозможность точной дозировки, т.к. концентрация биологически активных веществ в извлечениях доподлинно неизвестна, ограниченный срок хранения, поскольку свойства извлечений при хранении изменяются, низкое содержание извлекаемых биологически активных веществ (Азарян Ф.А. Опыт работы по совершенствованию получения настоек и экстрактов. Фармация, 1980, №1, с.59-60. Самылина И.А. и др. Перспективы создания сухих экстрактов. Фармация, 2006, №2, с.43-46). Поэтому разработка способов получения из лекарственного растительного сырья сухих экстрактов в виде водорастворимых порошков является актуальной.

Известен способ получения сухих лекарственных и пищевых продуктов, включающий заморозку сырья при влажности 90-95% жидким азотом при температуре до -196°С примерно за 10 мин и сушку замороженного сырья при давлении около 0,1 мм рт.ст. (около 13 Па) в течение 6-8 часов до остаточной влажности не более 5%, при этом расход азота составляет до 15 кг на 30 кг сырья (Гаврилов Р.В. Вакуумно-сублимационная сушка лекарственного и пищевого сырья. Холодильный бизнес, 2001, №1, с.27-28).

К недостаткам указанного способа следует отнести:

1) использование для охлаждения большое количества жидкого азота (до 50% от массы сырья), поэтому указанный способ реализуется совместно с установкой сжижения азота, на которую требуются дополнительный расход электроэнергии. Транспортировка жидкого азота со специализированных предприятий сжижения газов также требует дополнительных затрат. Все это повышает стоимость конечного продукта и экономически не целесообразно;

2) при быстрой (за 10 мин) заморозке в сырье образование крупных кристаллов льда, которые могут повреждать биологически активные вещества в лекарственном сырье, что снижает качество конечного целевого продукта;

3) способ не обеспечивает получения конечного продукта в порошкообразном состоянии.

Известен способ приготовления препарата сухого экстракта имбиря, включающий экстракцию измельченных корней имбиря с получением раствора жидкого экстракта, концентрирование раствора жидкого экстракта с получением вязкого экстракта, разбавление вязкого экстракта, добавление стабилизирующего вспомогательного агента, упаривание и сушку при температуре от 35 до 45°С (патент РФ №2289420, А61К 36/406, опубл. 20.12.2006.).

Недостатками данного способа являются:

1) значительное увеличение времени сушки экстракта до конечной влажности при указанной температуре, что снижает технологичность производства по указанному способу;

2) конечный продукт представляет собой сухую плотную массу и для приготовления порошка требуется дополнительное ее размалывание.

Известен также способ получения сухих экстрактов из лекарственных растений, включающий приготовление из исходного сырья жидких извлечений с последующей их сушкой, сушку ведут при давлениях 4,58 мм рт.ст. (610 Па) и температурах от -10 до -40°С (Муравьев И.А. Технология лекарств. М.: Медицина, 1971, с.164-165).

Недостатком указанного способа является длительное время сушки до достижения необходимой влажности, регламентируемой Государственной фармакопеей (Государственная фармакопея СССР. 11 издание, вып.2, М.: Медицина, 1990, с.160). Сухие продукты могут получаться в виде пленок и слоев. Для использования их в качестве лекарственных средств требуется дополнительная операция - измельчение до порошкообразного состояния.

Наиболее близким к заявляемому способу по наибольшему количеству совпадающих признаков является способ получения сухого экстракта из растительного сырья, включающий получение вытяжки, очистку вытяжки, замораживание вытяжки и высушивание вытяжки. Для этого вытяжку замораживают и помещают в сушильную камеру. Сушку ведут при давлениях несколько микрометров рт.ст. (несколько Па) и температурах от 20 до 30°С (Чувашов В.И. Промышленная технология: густые и сухие экстракты, http://www.medbusiness.ru).

К недостаткам данного способа следует отнести то, что при указанных температурах и низких давлениях большая вероятность вспенивания вытяжки, а пенообразование приводит к повреждению биологически активных макромолекул, что снижает качество конечного продукта при изготовлении сухих экстрактов из вытяжек лекарственных растений. Кроме того, как правило, конечный продукт - сухой экстракт получают в виде сухой плотной пленки. Следует ожидать, что для получения сухого экстракта время сушки будет значительно. Как следствие, указанные недостатки ведут к удорожанию конечного продукта.

Задачей, поставленной перед изобретением, является получение продукта в порошкообразном состоянии, повышение качества конечного продукта за счет сохранения свойств комплекса экстрактивных веществ и сокращения времени сушки.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе получения сухого экстракта из растительного сырья, включающем получение вытяжки, очистку вытяжки, замораживание и высушивание вытяжки, согласно изобретению высушивание вытяжки ведут при температурах от -52 до -58°С и давлениях от 1 до 3 Па.

Высушивание вытяжки (сушку) ведут до остаточной влажности не более 5%.

Проведение сушки при температурах ниже -58°С и давлениях менее 1 Па ведет не только к значительному увеличению времени охлаждения экстракта, но и к увеличению времени высушивания экстракта до получения готового продукта с необходимой остаточной влажностью не более 5%. Как следствие, это влечет за собой повышение затрат энергии и ресурсов, что является экономически не целесообразным. Кроме того, увеличение длительности сушки приводит к уплотнению конечного продукта и получению его в виде сухого плотного конгломерата.

Проведение сушки при температурах выше -52°С и давлениях более 3 Па приводит к изменению состава фракций в целевом продукте, т.е. к частичному разрушению биологически активных соединений, что, в конечном результате, снижает качество конечного продукта.

Остаточная влажность целевого продукта не более 5% обеспечивает получение сухого экстракта растительного сырья в виде легкосыпучего порошка, растворимого в воде без остатка и образования мути. Таким образом, получаемый конечный продукт очень технологичен для дальнейшего использования, он легко отвешивается, смешивается и растворяется. Кроме того, согласно нормативной документации остаточная влажность должна составлять 3-5% (Государственная фармакопея СССР. 11 издание, вып.2, М.: Медицина, 1990, с.160).

В качестве растительного сырья могут использоваться любые лекарственные растения как официально признанные Государственной фармакопеей, так и используемые в народной медицине.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Сначала приготовляют настой из растительного сырья стандартным способом по общепринятой методике (Краснюк И.И. и др. Фармацевтическая технология. М.: Academa, 2004, с.296-303; Государственная фармакопея СССР. 11 издание, вып.2, М.: Медицина, 1990, с.147). Для этого берут 10 г высушенной измельченной травы ломоноса маньчжурского (Clematis manshurica, Rupr.) семейства лютиковых (Ranunculaceae), помещают в стеклянную емкость, добавляют 100 мл дистиллированной воды комнатной температуры и взбалтывают. Емкость помещают в кипящую водяную баню на 15 мин, периодически взбалтывают. После чего полученный настой процеживают через бумажный фильтр. Очищенный фильтрат замораживают в морозильной камере холодильника при -5°С, после чего замороженный настой помещают в сушилку и сушат при -52°С и давлении 1 Па до остаточной влажности 5%. Время сушки составляет 6 час.

В результате получают 385 мг сыпучего тонкодисперсного порошка желтовато-коричневого цвета. Порошок, полученный из настоя ломоноса, хорошо растворяется в дистиллированной воде без образования мути и осадка; при хранении в закупоренной таре в течение 4-х месяцев порошок не слеживается и остается сыпучим.

Пример 2. Берут растительное сырье - высушенные измельченные корни и корневища бадана тихоокеанского (Bergenia pacifica Kom.), семейства камнеломковых (Sxifragaceae) в количестве 10 г, засыпают в стеклянную емкость, добавляют 100 мл дистиллированной воды комнатной температуры и взбалтывают. Емкость помещают в кипящую водяную баню на 30 мин, периодически взбалтывают. После чего полученный отвар процеживают через бумажный фильтр и замораживают в морозильной камере холодильника при -5°С. Затем замороженный отвар помещают в сушилку и сушат при -58°С и давлении 3 Па до остаточной влажности 3%. Время сушки составило 6,5 час.

В результате получают 570 мг сыпучего тонкодисперсного порошка темно-коричневого цвета. Порошок, полученный из отвара бадана, хорошо растворим в дистиллированной воде, не образует осадка и мути; при хранении в закупоренной таре в течение 5-и месяцев порошок сохраняет сыпучесть.

Для оценки качества получаемого конечного продукта были проведены спектрофотометрические и хроматографические исследования жидких извлечений и сухих порошков, получаемых по примерам 1 и 2.

Спектроскопия и хроматография извлечений из ломоноса

Для спектрофометрии к 40 мл дистиллированной воды добавляют 40 мкл приготовленного по п.1 настоя ломоноса и помещают в одну из кювет спектрофотометра; берут 4 мг порошка, приготовленного по примеру 1, растворяют в 100 мл дистиллированной воды и заливают в другую кювету. Спектрофотометрию проводят в диапазоне длин волн от 400 до 250 нм, с шагом 1 нм, щель 0,1 нм, относительно воды. Спектры поглощения представлены на фиг.1. На фиг.1 обозначено: 1 - спектр поглощения настоя ломоноса, 2 - спектр поглощения раствора порошка из высушенного настоя ломоноса; по горизонтали длина волны в нм, по вертикали оптическая плотность D в относительных единицах. Из фиг.1 видно, что спектры поглощения исходного настоя и раствора полученного порошка совпадают, это указывает на идентичность качества биологически активных веществ в настое и порошке.

Для хроматографии к 4 мл воды добавляют 4 мкл приготовленного по примеру 1 настоя ломоноса маньчжурского, а полученный по примеру 1 порошок в количестве 4 мг растворяют в 100 мл воды. Жидкостную хроматографию проводят в среде ацетонитрил-вода в соотношении 1:9 (ацетонитрила 0,1 мл, воды 0,9 мл). Хроматограммы представлены на фиг.2, на которой обозначено: 1 - хроматограмма настоя ломоноса, 2 - хроматограмма раствора порошка из высушенного настоя ломоноса; по горизонтали время t в мин прохождения фракций через хроматографическую колонку, по вертикали величина сигнала детектора хроматографа U в милливольтах. Из фиг.2 видно, что составы фракций в жидком извлечении ломоноса и в растворе полученного порошка совпадают, это свидетельствует о том, что в процессе сушки биологически активные вещества не претерпевают изменений и полностью сохраняются.

Спектроскопия и хроматография извлечений из бадана

Для спектрофометрии к 40 мл дистиллированной воды добавляют 40 мкл приготовленного по п.2 отвар бадана и помещают в одну из кювет спектрофотометра; берут 4 мг порошка, приготовленного по п.2, растворяют в 100 мл дистиллированной воды и заливают в другую кювету. Спектрофотометрию проводят в диапазоне длин волн от 300 до 250 нм, с шагом 1 нм, щель 0,1 нм, относительно воды. Спектры поглощения представлены на фиг.3. На фиг.3 обозначено: 3 - спектр поглощения отвара бадана, 4 - спектр поглощения раствора порошка из высушенного отвара бадана; по горизонтали длина волны в нм, по вертикали оптическая плотность D в относительных единицах. Из фиг.3 видно, что спектры поглощения исходного отвара и раствора полученного порошка совпадают, это указывает на идентичность биологически активных веществ в настое и порошке.

Для хроматографии к 4 мл воды добавляют 4 мкл приготовленного по п.2 отвара бадана, полученный по п.2 порошок в количестве 4 мг растворяют в 100 мл воды. Жидкостную хроматографию проводят в среде ацетонитрил-вода в соотношении 1:9 (ацетонитрила 0,1 мл, воды 0,9 мл). Хроматограммы представлены на фиг.4, на которой обозначено: 3 - хроматограмма отвара бадана, 4 - хроматограмма раствора порошка из высушенного отвара бадана; по горизонтали время t в мин прохождения фракций через хроматографическую колонку, по вертикали величина сигнала детектора хроматографа U в милливольтах. Из фиг.4 видно, что состав фракций в жидком извлечении бадана и в растворе полученного порошка совпадают, это свидетельствует о том, что в процессе сушки биологически активные вещества не претерпевают изменений и полностью сохраняются.

Таким образом, из представленных результатов следует, что составы биологически активных веществ в извлечениях из растений и в порошках, полученных предлагаемым способом, идентичны; извлекаемые биологически активные вещества полностью сохраняются в конечном продукте - порошке.

К преимуществам полученного водорастворимого сыпучего порошка следует отнести: удобство применения, устойчивость при хранении, возможность точного дозирования и расширение ассортимента лекарственных форм на основе лекарственного растительного сырья, что определяет технологическую и экономическую целесообразность применения заявляемого способа.