Способ получения экстракта астрагала экспарцетного жидкого по ресурсосберегающей технологии

 

Экстракцию проводят противоточным многоступенчатым способом 70%-ным спиртом в течение 6 дней. Соотношение сырье : экстрагент 1 : 1,7. Число диффузоров 6. Время настаивания 8 или 16 ч на каждой ступени. Изобретение позволяет увеличить выход продукта. 1 з.п.ф-лы, 12 табл.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и касается способа производства лекарственных препаратов из растительного сырья. Известен способ получения жидких экстрактов в промышленности.

(Муравьев И.А. Технология лекарств, T.1. С. 187-190).

Приготовление экстракта астрагала эспарцетного жидкого проводят в 3-х саморазгружающихся перколяторах, на ложное дно которых помещают двойной слой марли. В три перколятора загружают измельченную траву астрагала эспарцетного в равных количествах по 10 кг (всего 30 кг сырья). Технологический процесс производства жидких экстрактов в батарее из 3-х диффузоров приводится по дням: День первый. В работу вводят диффузор 1. в диффузор 1 вводят 28 л экстрагента и настаивают 24 часа. День второй. В работу вводят диффузоры 2 и 3. В начале смены открывают кран диффузора 1 и проводят слив извлечения. В диффузор 1 вводят вторую дозу экстрагента и продолжают слив извлечения до его накопления в сборнике 1 объемом 28 л, после чего кран диффузора 1 закрывают. Извлечение из сборника 1 перекачивают в диффузор 2. После чего закрывают кран диффузора 2. Диффузоры 1 и 2 оставляют настаиваться до следующего дня. День третий. В работу вводят диффузор 3. В начале смены открывают кран диффузоров 1 и 2 и проводят слив извлечения. В диффузор 1 вводят третью дозу экстрагента и продолжают слив извлечения до накопления в сборнике 1 объемом 28 л, после чего кран диффузора 1 закрывают. Извлечение из сборника 1 перекачивают в диффузор 2, и накапливают в сборнике 2 извлечения объемом 28 л. Извлечение из сборника 2 перекачивают в диффузор 3 и оставляют на 24 часа.

День четвертый. Производят съем 1 порции экстракта, выводят из работы диффузор 1. В начале 1-й смены открывают краны диффузоров 1- 2 и производят слив извлечений. Объем каждого извлечения должен составить 10 л. Извлечение из сборника 3 объемом 10 л перекачивают в отстойник. Диффузор 1 выводят из работы и ставят на отгонку спирта из отработанного сырья. Извлечения из сборников 1- 2, объемом каждое 10 л, перекачивают на очередную ступень экстракции в диффузоры 2- 3 и оставляют настаиваться до следующего дня.

День пятый. Производят съем 2 порции экстракта, выводят из работы диффузор 2. В начале 1-й смены открывают краны диффузоров 2- 3 и производят слив извлечений. Извлечение из сборника 3, объемом 10 л перекачивают в отстойник. Диффузор 2 выводят из работы и ставят на отгонку спирта. Извлечение из сборников 2 объемом 10 л перекачивают на очередную ступень экстракции в диффузор 3 и оставляют настаиваться до следующего дня.

День шестой. Производят съем 3 порции экстракта, выводят из работы диффузор 3. Извлечение из сборника 3 объемом 10 л перекачивают в отстойник. Диффузор 3 выводят из работы и ставят на отгонку спирта. Процесс экстракции завершен.

Недостатком указанного способа является его низкая эффективность, которая составляет около 50%. В медицинской промышленности трава астрагала эспарцетного не применяется.

Целью изобретения является получение экстракта астрагала эспарцетного жидкого по ресурсосберегающей технологии, разработанной на кафедре технологии лекарств, которая позволяет увеличить эффективность до 80%. (Пшуков Ю. Г. Разработка ресурсосберегающей технологии и принципов нормирования качества жидких экстрактов и настоек: Дис. докт.фарм.наук. - Пятигорск, 1988. - 330 с.) Измельчение сырья проводили согласно требованиям ГФ X1. Коэффициент поглощения экстрагента - 1,8 см³/г.

Выбор оптимального экстрагента контролировали по выходу фармакологически активных веществ - флавоноидов. Для экстрагирования суммы флавоноидов из растительного сырья применяются спиртоводные растворы. Изучен спирт различной концентрации: вода, 30, 50, 70 и 90%. Результаты представлены в табл. 1.

Из полученных данных видно, что содержание суммы флавоноидов достигается 70% этанолом. Эта концентрация этанола используется для проведения спектрофотометрирования при количественном анализе флавоноидов и получения жидкого экстракта.

Для разработки технологии получения жидкого экстракта необходимо определить количество диффузоров и соотношение фаз.

Анализ данных табл.2 показывает, что при увеличении числа диффузоров n=6 эффективность возрастает до 62,19. Прирост эффективности после n=6 становится незначительным ( 3%). Поэтому, мы сочли целесообразным остановиться на батарее из шести диффузоров. Увеличение соотношения фаз может стать причиной снижения концентрации сухих веществ в экстракте (С%), поэтому необходимо вычислить предельно возможную концентрацию веществ в извлечении при изменении "у" от 1,0 до 2,0 при К=1,945=const. Результаты исследований представлены в табл.3.

где S - эффективность экстракции, %; у - коэффициент съема готовой продукции, г/см³; Х - минимально допустимое содержание экстрактивных веществ в сырье (24,0%).

Анализ данных табл.2 показывает, что с увеличением соотношения фаз (у), концентрация сухих веществ в извлечении (С%) снижается и при у=1,7 составляет 11,44%. Если обеспечить условия достижения равновесия в системе, то и при n=3, у=1,0 из сырья с содержанием экстрактивных веществ 24,0 (минимально допустимое) можно получить экстракт с концентрацией сухих веществ 11,52. Поэтому мы сочли необходимым остановиться на у=1,7, теоретическая эффективность экстракции при этом достаточно велика и составляет 81,04.

Важным фактором, повышающим скорость экстракции, является дисперсность частиц сырья. Мы изучили динамику экстракции сырья различной степени измельченности (d= 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,25 мм). Исследования показали, что равновесие в системе наступает при степени измельченности сырья не более 7 мм.

Таким образом, опыты показали, что при n=6, у=1,7, экспозиции настаивания 8 часов и "d" не более 7 мм эффективность экстракции и концентрация сухих веществ в экстракте близки к значениям, полученным теоретически.

Фактическая эффективность процесса экстракции по предлагаемой технологии в эксперименте на 7 сериях сырья составила 81,04%; 81,91; 82,07; 81,50; 81,70; 81,62; 81,74, что в среднем составляет 81,65%.

Концентрация сухих веществ в экстракте, полученном из сырья с минимально допустимым содержанием экстрактивных веществ (24,0%), составила (11,44%).

При установленном коэффициенте съема готовой продукции (соотношение фаз), не только повышается эффективность способа экстрагирования, но и увеличивается выход экстракта со 100 кг сырья в 1,7 раза. Данные приведены в табл.4.

Снижение расходных норм сырья, при производстве экстракта предлагаемым способом, на 40 кг повышает экономическую эффективность производства.

Таким образом, разработанная нами ресурсосберегающая технология получения экстракта астрагала эспарцетного жидкого представляет противоточный многоступенчатый равновесный способ экстрагирования в батарее из 6 диффузоров при соотношении фаз 1:1,7 и степени измельченности сырья не более 7,0 мм. Время настаивания 8, 16; 8, 16; 8,16; 8,16; 8,16; 8,16 часов на каждой ступени экстракции.

Технология получения жидкого экстракта астрагала эспарцетного по ресурсосберегающей технологии.

Т.П.-1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЭКСТРАКТА АСТРАГАЛА ЭСПАРЦЕТНОГО ЖИДКОГО Т.П.-1.1. Экстрагирование Приготовление экстракта астрагала эспарцетного жидкого проводят в 6-ти самозагружающихся перколяторах, на ложное дно которых помещают двойной слой марли. В шесть перколяторов загружают измельченную траву астрагала эспарцетного в равных количествах по 10,3 кг (всего 61,8 кг сырья). Технологический процесс производства жидких экстрактов в батарее из 6 диффузоров приводится по дням.

День первый. В работу вводят диффузоры 1 и 2. В диффузор 1 вводят 37,65 л экстрагента и настаивают 6 часов. В конце смены открывают кран и сливают извлечение в сборник 1. В диффузор 1 вводят вторую дозу экстрагента и продолжают сливать жидкую фазу из диффузора 1 до ее накопления в сборнике 1 объемом, равным 37,65 л. После этого кран диффузора 1 закрывают, а извлечение из сборника 1 перекачивают в диффузор 2. Диффузоры 1 и 2 оставляют настаиваться до начала 1-й смены следующего дня (около 16 часов).

День второй. В работу вводят диффузоры 3 и 4. В начале смены открывают краны диффузоров 1 и 2 и проводят слив извлечения. В диффузор 1 вводят третью дозу экстрагента и продолжают слив извлечения до его накопления в сборнике 1 объемом 37,65 л, после чего кран диффузора 1 закрывают. Извлечение из сборника 1 перекачивают в диффузор 2 и накапливают в сборнике 2 извлечения объемом 37,65 л. После чего закрывают кран диффузора 2. Извлечение из сборника 2 перекачивают в диффузор 3 и оставляют до конца смены. Через 8 часов открывают краны диффузоров 1-3 и проводят слив извлечений. В диффузор 1 вводят четвертую дозу экстрагента и после накопления в сборнике 1 жидкой фазы объемом 37,65 л, кран диффузора 1 закрывают. Извлечение из сборника 1 перекачивают в диффузор 2. Слив извлечения из сборника 2 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 3, а слив извлечения из сборника 3 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 4. Диффузоры 1- 4 оставляют настаиваться на 16 часов.

День третий. В работу вводят диффузоры 5 и 6. Через 16 часов открывают краны диффузоров 1- 4 и производят слив извлечений. В диффузор 1 вводят пятую дозу экстрагента. Слив из сборника 1 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 2, слив из сборника 2 перекачивают в диффузор 3, слив из сборника 3 перекачивают в диффузор 4 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 5. Диффузоры 1- 5 оставляют настаиваться до конца смены (около 8 часов). Через 8 часов открывают краны диффузоров 1- 5 и проводят слив извлечений. В диффузор 1 вводят шестую дозу экстрагента. Извлечение из сборника 1 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 2, извлечение из сборника 2 перекачивают в диффузор 3 объемом 37,65 л, извлечение из сборника 3 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 4, извлечение из сборника 4 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 5. Извлечение из сборника 5 объемом 37,65 л перекачивают в диффузор 6. Диффузоры 1- 6 оставляют настаиваться 16 часов. День четвертый. Производят съем 1 и 2 порции экстракта, выводят из работы диффузоры 1 и 2. В начале 1-й смены открывают краны диффузоров 1- 6 и производят слив извлечений. Объем каждого извлечения должен составить 18,33 л. Извлечение из сборника 6 объемом 18,33 л перекачивают в отстойник. Диффузор 1 выводят из работы и ставят на отгонку спирта из отработанного сырья. Извлечения из сборников 1 - 5, объемом каждое 18,33 л, перекачивают на очередную ступень экстракции в диффузоры 2- 6 и оставляют настаиваться примерно на 8 часов. В конце смены открывают краны диффузоров 2- 6 и производят слив извлечений. Извлечение из сборника 6 перекачивают в отстойник. Диффузор 2 выводят из работы и ставят на отгонку спирта. Извлечения из сборников 2- 5 перекачивают на очередную ступень экстракции в диффузоры 3- 6 и оставляют настаиваться на 16 часов до начала 1-й смены следующего дня. День пятый. Производят съем 3 и 4 порций экстракта, выводит из работы диффузоры 3 и 4. В начале 1-й смены открывают краны диффузоров 3- 6 и производят слив извлечений. Извлечение из сборника 6 объемом 18,33 л перекачивают в отстойник. Диффузор 3 выводят из работы и ставят на отгонку спирта. Извлечение из сборников 3- 5 объемом каждое 18,33 л перекачивают на очередную ступень экстракции в диффузоры 4- 6 и оставляют настаиваться на 8 часов.

Примерно через 8 часов открывают краны диффузоров 4- 6 и производят слив. Извлечение из сборника 6 объемом 18,33 л перекачивают в отстойник. Диффузор 4 выводят из работы и ставят на отгонку спирта. Извлечения из сборников 4- 5 объемом каждое 18,33 л перекачивают на очередную ступень экстракции в диффузоры 5 и 6 и оставляют настаиваться на 16 часов.

День шестой. Производят съем 5 и 6 порции экстракта, выводят из работы диффузоры 5 и 6. Через 16 часов открывают краны диффузоров 5 и 6 и производят слив извлечений. Извлечение из сборника 6 объемом 18,33 л перекачивают в отстойник. Диффузор 5 выводят из работы и ставят на отгонку спирта. Извлечение из сборника 5 объемом 18,33 л перекачивают в диффузор 6 и оставляют настаиваться до конца смены.

Через 8 часов открывают кран диффузора 6 и проводят слив извлечения. Извлечение объемом 18,33 л из сборника 6 перекачивают в отстойник. Диффузор 6 ставят на отгонку спирта. Процесс экстракции завершен.

Всего в батарее из 6 диффузоров получено 6 порций извлечений - общий объем экстракта должен составить Е=6х18,33=110 л или 100 кг Т.П.-1.2. ОТСТАИВАНИЕ Полученный экстракт астрагала эспарцетного жидкий в количестве около 100 кг отстаивают в течение 2-х суток. При температуре не выше 10^oС.

Т.П.- 1.3. ФИЛЬТРОВАНИЕ Экстракт астрагала эспарцетного жидкий фильтруют через фильтровальный аппарат. В качестве фильтрующего материала используют 1 слой бязи, бельтинга, вату. С целью повторного использования фильтрующего материала его снимают. Тщательно моют, прополаскивают дистиллированной водой и высушивают.

Профильтрованный экстракт сливают в сборник. В случае передачи экстракта по трубопроводу в фасовочный цех из сборника отбор пробы на анализ производят непосредственно из сборника.

П.О.-1. РЕГЕНЕРАЦИЯ СПИРТА
Для регенерации этилового спирта из истощенного растительного сырья саморазгружающиеся перколяторы по мере их освобождения от жидких извлечений поочередно присоединяют к теплообменнику, сначала перколятор 1, затем 2, 3, 4, 5, 6. Острый пар подают через нижний штуцер через отработанное сырье.

Пары спирта конденсируют в холодильнике и собирают в сборник. Из полученного отгона отбирают пробу и направляют в лабораторию для определения спирта.

При ведении отгона этилового спирта острым паром особое внимание уделяют контролю за показанием давления внутри перколятора. Для контроля давления на перколятор устанавливают манометр. С повышением давления свыше 2 кгс/см² подачу пара в перколятор прекращают. Во время регенерации спирта аппаратчик контролирует температуру отгона и давление по манометру. Температура отгона не должна превышать 20^oС, т. к. при увеличении температуры растут потери спирта. В этом случае необходимо увеличить поступление воды в холодильник и уменьшить подачу пара в перколятор. По окончании регенерации спирта прекращают подачу пара, а затем через 30 минут выключают поступление воды в холодильник, после чего из перколятора сливают конденсат в канализацию. Открывают верхнюю откидывающуюся крышку перколятора, а затем нижнюю и приступают к выгрузке истощенного сырья.

УМО-2. ФАСОВКА ЭКСТРАКТА
Флаконы тщательно моют, ополаскивают дистиллированной водой, высушивают и передают на розлив экстракта.

Экстракт астрагала эспарцетного жидкий из сборника разливают во флаконы и закрывают крышками с прокладками. Определение выхода флавоноидов и экстрактивных веществ в экстрактах проводили по методикам ГФ X1. Количественное определение флавоноидов: 1 мл экстракта помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят до метки 70% этанолом, перемешивают (раствор А). 1 мл раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 0,1 мл раствора уксусной кислоты разведенной, 1 мл 1% раствора хлорида алюминия в этаноле и доводят объем раствора 95% этанолом до метки, через 20 минут измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре при длине волны 415 нм в кювете толщиной рабочего слоя 10 мм.

В качестве раствора сравнения - используют раствор Б. Приготовление раствора Б. 1 мл раствора А помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, добавляют 0,1 мл раствора кислоты уксусной разведенной. Раствор доводят 95% этанолом до метки, перемешивают.

Параллельно измеряют оптическую плотность раствора рабочего стандартного образца рутина, приготовленного по методике. 1 мл раствора РСО рутина переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 0,1 мл раствора кислоты уксусной разведенной, 1 мл 1% раствора хлорида алюминия в этаноле и доводят объем раствора 95% спиртом до метки. Через 40 минут измеряют оптическую плотность полученного раствора.

Содержание суммы флавоноидов рассчитывают по формуле

где A_x - оптическая плотность испытуемого раствора;
А_ст - оптическая плотность раствора РСО рутина;
V - объем экстракта, взятого для анализа в мл;
а_о - масса РСО рутина в граммах.

Метрологическая характеристика количественного определения флавоноидов в экстрактах представлена в табл.5.

Оценить предлагаемую технологию можно только после проведения сравнительного анализа экстрактов, полученных по промышленной и предлагаемой технологиям.

При производстве экстрактов астрагала эспарцетного 1:1 и 1:1,7 используется 70% этанол, увеличение коэффициента съема при одновременном увеличении числа диффузоров при производстве экстракта 1:1,7 позволяет сохранить такую же концентрацию флавоноидов и сухих веществ, как и в экстракте 1:1 выпускаемым промышленным способом.

Анализ данных табл. 6 позволяет сделать вывод о том, что концентрация сухого остатка и содержание флавоноидов в экстракте астрагала эспарцетного, полученных по промышленной и ресурсосберегающей технологиям из одной и той же серии сырья, практически одинаковы.

После сравнительной оценки качества, все серии экстрактов, полученных из сырья по промышленной и ресурсосберегающей технологиям, были заложены на хранение в течение 1 года. Хранение проводили в условиях, соответствующих требованиям ГФ X1.

При хранении в течение 1 года в экстрактах наблюдалось образование осадка. Для количественной оценки изменений, происшедших с экстрактами при хранении, осадки удаляли путем фильтрования, а качество очищенных экстрактов оценивали по ранее приведенным показателям и фармакологическому действию.

Результаты определения содержания флавоноидов и сухих веществ в экстрактах, полученных разными способами и хранившихся в течение 1 года, представлены в табл.7.

Результаты табл. 7 показывают, что незначительно снизилось содержание флавоноидов в экстрактах, полученных разными способами, причем уменьшение их содержания относительно исходного составляет всего 0,7%, что практически не отражается на качестве экстрактов. Содержание сухих веществ снизилось во всех экстрактах, полученных разными способами. Однако это снижение более значительно в экстрактах полученных промышленным способом. Относительное снижение содержания сухих веществ в экстрактах, полученных разными способами, не превышает 1,3%, что практически не отражается на их качестве.

При фармакологической оценке качества экстрактов по приведенным ранее показателям разницы между экстрактами свежеприготовленными и подвергшимися хранению в течение 1 года не обнаружено.

Данные экстракты свежеприготовленные и через год хранения подвергались фармакологическому изучению.

Сравнительную биологическую активность экстрактов 1:1 и 1:1,7 проводили на:
- определение острой токсичности;
- влияние на центральную нервную систему;
- влияние на продолжительность сна, вызванного этаминалом натрия;
- влияние экстрактов на выделение желчи, желчных кислот и холестерина в желчи.

При исследовании острой токсичности по методу Кербера использовали белых нелинейных крыс обоего пола. Было установлено, что LD₅₀ для экстракта астрагала эспарцетного жидкого 1:1-21,631,61 г/кг, для экстракта астрагала эспарцетного жидкого 1:1,7-22,341,6 г/кг, а для 70% этанола-24,571,34г/кг.

LD₅₀ для экстрактов астрагала эспарцетного жидких определялась в основном токсичностью этанола, содержащегося в экстрактах.

Влияние препаратов на центральную нервную систему определяли на белых мышах. У мышей регистрировали двигательную активность на вращающемся стержне при однократном применении препарата. Данные представлены в табл. 8.

Экстракт астрагала эспарцетного жидкий обладает стимулирующим действием на центральную нервную систему 28,64,3 для экстракта астрагала эспарцетного жидкого (П) 1: 1 и 28,02,5 для экстракта астрагала эспарцетного жидкого (Р)1:1,7.

Исследование экстрактов на продолжительность сна. Изучали длительность сна, вызванного этаминалом-натрия, и на фоне действия препаратов. Данные представлены в табл. 9.

Сокращение длительности сна, вызванного этаминалом-натрия, от 147,64,8 до 111,85,2 (П) и 112,15,8 мин (Р).

П - экстракт, полученный по промышленной технологии,
Р - экстракт, полученный по ресурсосберегающей технологии.

Определение выделения желчи и содержание желчных кислот проводили на крысах-самцах. Экстракт вводили в двенадцатиперстную кишку в течение 24 дней с помощью специальной канюли. Крыс подвергали наркозу делали разрез брюшной полости в эпигастральной области длиной 1,5-3 см. Двенадцатиперстную кишку выше места вхождения в нее желчного протока перевязывают и выдавливают ее содержимое. Вторую лигатуру накладывают на двенадцатиперстную кишку на 3-5 см ниже места впадения в кишечник желчного протока, создавая таким образом изолированный отрезок кишечника - "биологическую пробирку", в которую по неповрежденному желчному протоку изливается желчь.

После окончания эксперимента желчный проток вблизи места ее впадения в изолированный сегмент кишечника перевязывают, затем всю "биологическую пробирку" с ее содержимым иссекают ножницами. Наполненный желчью отрезок кишечника взвешивают, шприцем отсасывают из него желчь, а сам "мешочек" разрезают, промывают, высушивают и взвешивают повторно. Установленную разницу между массой, наполненной желчью и пустой "биологической пробирки", принимают за количество желчи (мг/мл), которое накопилось в изолированном сегменте кишечника за определенный промежуток времени.

У крыс контрольной группы количество желчи, накопившейся за 2 часа в изолированном отрезке двенадцатиперстной кишки, колебалось в среднем 5,5 мл на 1 кг массы. При введении экстракта астрагала эспарцетного жидкого количество желчи превышало контрольные показатели в среднем на 80,0%. Данные представлены в табл.10.

Из табл.11 видно, что ускорялось выведение с желчью холестерина: в контроле 0,064 мг/100 г при введении экстракта астрагала эспарцетного жидкого 1: 1-0,074 мг/100 г; при введении экстракта астрагала эспарцетного жидкого 1: 1,7-0,075 мг/100 г.

Наличие антиэксудативной активности экстракта астрагала эспарцетного жидкого определяли с помощью методики моделирования воспалительного отека лапы подопытного животного.

Опыты проводили на 12 взрослых крысах-самцах, массой 200-250 г, 6 подопытных и 6 контрольных. Экстракт вводили перорально 1 раз в день в течение 1 недели и за 30 минут до введения флогогенного агента. Воспалительный отек лапы вызывали введением 10% суспензии каолина. Для регистрации величины отека лапы измеряли объем жидкости, вытесненной при погружении в нее пораженной конечности. Забор объема воспаленных лапок у подопытных животных проводился через каждый час в течение 5 часов после введения флогогенного агента и через 24 часа.

Данные представлены в табл.12.

Результаты исследований свидетельствуют о биологической равноценности изученных экстрактов.

Формула изобретения

1. Способ получения экстракта астрагала эспарцентного противоточным многоступенчатым методом, отличающийся тем, что экстракцию проводят 70%-ным спиртом в течение 5 дней в батарее из 6 диффузоров при отношении сырье : экстрагент 1 : 1,7 и времени настаивания 8 или 16 ч на каждой ступени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень измельчения сырья не более 7 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7