способ получения экстракта из шрота чаги

Формула изобретения

Способ получения экстракта из шрота чаги, включающий экстрагирование шрота и отфильтровывание экстракта, отличающийся тем, что сначала шрот замораживают, затем заливают водным раствором, содержащим диметилсульфоксид и гидроокись натрия, причем температура раствора 50-90°С, и выдерживают при этой температуре 1-2 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к фармацевтической, пищевой и косметической промышленности и касается получения экстракта из шрота (жома) чаги. Изобретение может быть использовано для получения лекарственных препаратов, косметических средств, пищевых и биологически активных добавок.

Изобретение решает проблему рационального использования запасов природного сырья, в частности березового гриба чаги. Хотя ареал распространения этого гриба весьма обширен, возобновление сырья в природных условиях длительный процесс (5-7 лет). Культивирование чаги с привлечением биотехнологических приемов приводит к изменению состава экстрактов чаги по сравнению с природным сырьем.

В технологии получения препаратов на основе гриба чаги основным производственным процессом является экстрагирование сырья с помощью воды или другого органического растворителя, разрешенного для использования в фармацевтической промышленности. При этом получают экстракты, содержащие основную массу биологически активных соединений, и остается отход производства - шрот, который в дальнейшем не используется.

Известно, что из чаги водой экстрагируется 17-30% экстрактивных веществ, при экстрагировании водными растворами органических растворителей выход экстрактивных веществ может достигать 40%. При этом часть биологически активных компонентов чаги (до 20%) остается в шроте.

Известны способы получения экстрактов чаги, включающие в себя несколько стадий. После первой стадии в экстракции участвует уже обедненное сырье чаги (шрот, жом).

Известен способ получения водного экстракта чаги, включающий экстрагирование чаги горячей водой при температуре 60-70°С с получением экстракта первой ступени и жома (шрота), затем шрот экстрагируют горячей водой при температуре 60-70°С (патент RU № 2343930 МПК⁷ А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 20.01.2009).

Известен способ получения экстрактов чаги, аналогичный первому способу, отличающийся тем, что чагу экстрагируют водным 7,5% раствором диметилсульфоксида, при этом получают на первой ступени жом (шрот), который затем снова экстрагируют водным 7,5% раствором диметилсульфоксида (патент RU № 2448721 МПК⁷ А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 27.04.2012).

Известен способ получения спиртового экстракта чаги, включающий экстрагирование измельченного сырья чаги водой с получением водного экстракта и жома, который затем экстрагируют этиловым спиртом в две ступени (патент RU № 2336888 МПК⁷ А61К 36/06, А61Р 39/06, А61Р 35/00, А61Р 37/02, А61Р 17/02, А61Р 9/14, опубл. 27.10.2008).

В результате экстрагирования чаги по всем этим способам остается шрот с последней ступени экстрагирования, в котором имеются не доизвлеченные биологически активные соединения.

Известны способы экстрагирования шрота чаги кипячением в хлороформе, метил-трет-бутиловом эфире в течение 1 часа, которыми доизвлекается - 0,0058 г/100 мл и 0,0041 г/100 мл экстрактивных веществ соответственно, причем антиоксидантная активность этих экстрактов - 3,41 Кл/мл и 0,09 Кл/мл соответственно [Сысоева М.А., Юмаева Л.Р., Кузнецова О.Ю. и др. Исследование состава биологически активных веществ шрота чаги. Перспективы использования шрота в производстве фармацевтических препаратов // Российский химический журнал (ХРХО им. Д.И.Менделеева). - 2010. - Т.54, № 6. - С.107-113].

Недостатком этих способов является использование органических растворителей, низкие выход экстрактивных веществ и антиоксидантная активность экстракта.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения спиртового экстракта чаги (патент RU № 2341277 МПК⁷ А61К 36/06, B01D 11/02, опубл. 20.12.2008). В этом способе после водной экстракции чаги, оставшийся жом (шрот) экстрагируют путем кипячения в течение 2 часов в спиртовом растворе с концентрацией 70 мас.%, экстракт отфильтровывают.

Недостатками этого способа являются низкие выход экстрактивных веществ и антиоксидантная активность экстракта.

Технической задачей изобретения является разработка способа, позволяющего получать экстракт из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокой антиоксидантной активностью экстракта.

Поставленная задача решается способом получения экстракта из шрота чаги, в котором сначала шрот замораживают, затем заливают водным раствором диметилсульфоксида и гидроокиси натрия, причем температура раствора 50-90°С, настаивают при этой температуре в течение 1-2 часов, экстракт отфильтровывают.

Техническим результатом изобретения является получение экстракта из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокой антиоксидантной активностью экстракта.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Согласно изобретению задача максимально полного извлечения биологически активных веществ из сырья (шрота) решается за счет совместного действия физических (замораживание, нагревание) и химических (экстрагент) факторов.

Сущность замораживания заключается в том, что влага, находящаяся в шроте, под действием низких температур, превращается в крупные кристаллы льда, преимущественно расположенные в межклеточном пространстве. Формирующиеся кристаллы льда разрушают клеточные стенки и мембраны гриба чаги, в которых увеличивается количество микропор и микротрещин, приводя к лучшей проницаемости через клеточные барьеры соединений с большой молекулярной массой. Потом за счет резкого перепада температур (от температуры замораживания до температуры экстрагирования 50-90°С) деструкция клеточных барьеров усиливается, в результате экстрагент легче проникает внутрь клеток. Диметилсульфоксид, содержащийся в экстрагенте, усиливает проницающую способность клеточных мембран [Технология лекарственных форм: в 2 т. Т.1 / Р.В. Бобылев [и др.]; под ред. Л.А. Ивановой. - М.: Медицина, 1991 - 544 с.: ил.], а гидроокись натрия повышает растворимость экстрактивных веществ чаги [Кукулянская Т.А. и др. Физико-химические свойства меланинов, образуемых чагой в природных условиях и при культивировании // Прикладная биохимия и микробиология. - 2002. - т.38. - № 1. - С.68-72.]. Результатом совместного воздействия этих факторов является максимально полное извлечение экстрактивных веществ.

Кроме того, при замораживании шрота его сохранность увеличивается от 1-3 недель до нескольких месяцев, что позволяет накапливать шрот от различных производственных партий для дальнейшей его переработки.

Температура экстрагирования 50-90°С позволяет проводить процесс при оптимальных условиях. Во-первых, обеспечивается достаточный температурный перепад от температуры замораживания до температуры экстрагирования. Во-вторых, заданные температурные условия являются оптимальными для процесса экстрагирования. При температуре менее 50°С выход продукта снижается и антиоксидантная активность экстракта из шрота чаги уменьшается. Температура выше 90°С не приводит к существенному увеличению выхода экстрактивных веществ и антиоксидантной активности.

Длительность настаивания - это один из важных параметров экстрагирования, влияющих на степень извлечения экстрактивных веществ. При настаивании шрота менее 1 часа снижается выход экстрактивных веществ. Экстрагирование более 2 часов - нерентабельно, так как выход экстрактивных веществ увеличивается не сильно, а антиоксидантная активность изменяется незначительно.

Конкретные примеры реализации способа.

Для подтверждения эффекта использованы два вида шрота:

1 - шрот чаги, оставшийся после экстрагирования водой согласно способу получения водных экстрактов чаги, описанному в патенте РФ № 2343930;

2 - шрот чаги, оставшийся после экстрагирования водным 7,5% раствором диметилсульфоксида по способу получения экстракта чаги, описанному в патенте РФ № 2448721.

Пример 1. Навеску 10 г шрота чаги замораживают в холодильной камере, затем заливают 40 мл водного раствора, содержащего 7,5 мас.% диметилсульфоксида и 5 мас.% гидроокиси натрия с температурой 70°С. Шрот настаивают при этой температуре в течение 1,5 часов, экстракт отфильтровывают.

Примеры 2-16. Аналогичны примеру 1. Режимные условия приведены в таблице.

Для сравнения дополнительно были получены экстракты без замораживания (пример 17) и с использованием других экстрагентов (примеры 18, 19).

Пример 17. Аналогичен примеру 1, но без предварительного замораживания шрота.

Пример 18. Аналогичен примеру 1, но в качестве экстрагента используют водный раствор, содержащий только диметилсульфоксид (7,5 мас.%).

Пример 19. Аналогичен примеру 1, но в качестве экстрагента используют воду.

Содержание экстрактивных веществ в полученных экстрактах определяли согласно Государственной Фармакопее СССР: XI, Вып.1 и 2. - М.: Медицина; 1990.

Антиоксидантную активность экстрактов шрота чаги определяли по способу определения интегральной антиоксидантной емкости биологических жидкостей (патент RU № 2253114 МПК G01N 33/48, 2005).

Результаты экспериментов обработаны с помощью программы «Statistica 6.0» и приведены в таблице, при доверительной вероятности Р=0,95, n=5 (n - объем выборки или количество экспериментов).

Таблица 1
Влияние условий замораживания шрота и режимов экстрагирования на свойства экстрактов
№ пр.	Сырье	Режим экстрагирования
		Температу-ра, °С	Время, ч		Концентрация экстрагента, масс.%			Выход экстрактивных веществ, г/100 мл	Антиоксидантная активность экстракта, Кл/мл
					ДМСО*		NaOH**
Прототип	Шрот 1	кипячение	2		70% спиртовый раствор			0,26	1,20
1		70	1,5		7,5		5	4,45	16,80
2		40	1		1		1	2,95	6,90
3		50	2		5		2	4,15	10,60
4		60	1,5		7,5		5	4,89	15,60
5	Шрот 1	70	1,5		20		10	5,58	15,21
6		80	1		10		5	5,29	16,40
7		90	2		5		1	4,38	16,30
8		90	0,5		15		8	4,29	15,80
9		95	1		20		10	4,01	16,60
10		40	1		1		1	3,16	7,60
11		50	2		5		2	3,98	10,88
12		60	1,5		7,5		5	5,29	15,40
13	Шрот 2	70	1,5		7,5		5	4,65	17,61
14		80	1		10		5	4,01	17,80
15		90	2		5		1	5,28	16,80
16		95	1		20		10	5,17	16,10
Без заморозки
17	Шрот 1	70	1,5	7,5		5		3,21	9,80
Другой экстрагент
18	Шрот 1	70	1,5	7,5		0		0,22	0,78
19	Шрот 2	70	1,5	вода				0,25	0,59
* ДМСО - диметилсульфоксид
** NaOH - гидроокись натрия

Анализ табличных данных показывает, что по отношению к прототипу выход экстрактивных веществ по изобретению возрастает в 15-20 раз, при этом антиоксидантная активность экстрактов шрота чаги увеличивается в 9-15 раз.

Использование выбранного экстрагента в целом приводит к получению экстракта из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокой антиоксидантной активностью. Однако, введение стадии замораживания позволяет увеличить этот эффект примерно в полтора раза (примеры 1 и 17).

В среднем изобретение позволяет дополнительно извлечь из шрота чаги: экстрактивных веществ от 4,00 до 5,30 г/100 мл, при этом антиоксидантная активность экстракта из шрота чаги составляет от 10,60 до 18,30 Кл/мл (примеры 2-16).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать экстракты из шрота чаги с высоким выходом экстрактивных веществ и высокими показателями антиоксидантной активности.

Комплексный подход согласно изобретению может быть применим к любым шротам чаги.

Экстракт шрота чаги, полученный предлагаемым способом, можно рекомендовать в лечебной терапии для наружного применения в виде мазей, гелей, трансдермальных терапевтических систем (аппликационных фитопленок), а также использовать в составе космецевтических средств, пищевых и биологически активных добавок широкого спектра действия. Предлагаемый способ может быть реализован в промышленности.