Способ экстракции комплекса биологически активных веществ из биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой (potentilla alba l.)

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается способа. Способ получения экстрактов биологически активных веществ из биомассы клеточных культур растений in vitro лапчатки белой (Potentilla alba L.) предусматривает высушивание и измельчение биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой (Potentilla alba L.) с последующим экстрагированием 70%-ным водным раствором этанола, фильтрованием экстракта, центрифугированием фильтрата и выпариванием растворителя. При этом экстрагирование проводят при соотношении растительного сырья и экстрагента 1:20-1:5 при комнатной температуре в течение 360-120 мин, а фильтрат дополнительно центрифугируют при 3900 об/мин. Изобретение позволяет получить комплекс биологически активных веществ из биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой (Potentilla alba L), причем процесс экстракции биологически активных веществ осуществляют при пониженной (комнатной) температуре. 1 ил., 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологической промышленности и касается способа получения экстрактов биологически активных веществ (БАВ) из биомассы клеточных культур растений in vitro.

Лапчатка белая (Potentilla alba L., семейство Розоцветные - Rosaceae) представляет значительный интерес в связи с накоплением большого количества вторичных метаболитов. Биологически активными составляющими лапчатки белой являются такие компоненты, как флавоноиды, регулирующие проницаемость и эластичность стенок кровеносных сосудов, предотвращающие атеросклеротические изменения, нейтрализующие свободные радикалы, фенолкарбоновые кислоты, обладающие антимутагенными и мочегонными свойствами, и сапонины, гликозиды, имеющие кардиотоническое, нейротропное, гипохолестеринемическое, кортикотропное, адаптогенное и седативное действие [1-3].

Природные лекарственные препараты имеют основной недостаток: ограниченность природных источников, крупномасштабное использование которых влечет за собой вполне определенные экологические проблемы [4]. Поэтому важнейшей задачей для развития фармацевтической и пищевой промышленности является обеспечение возобновляемым сырьем с необходимыми свойствами.

Проблему дефицита растительного сырья редких и исчезающих видов растений позволяет решить использование вместо интактных растений культур клеток, тканей и органов in vitro лекарственных растений (каллусных, суспензионных и корневых культур - так называемых «бородатых корней», "hairy roots") в качестве «фабрик» для производства БАВ.

Технологии in vitro имеют ряд преимуществ перед традиционным сбором сырья лекарственных растений, которые состоят в возможности круглогодичного получения ценных метаболитов в контролируемых условиях, обеспечивающих стандартизацию процесса. Поскольку в большинстве случаев биосинтез вторичных метаболитов в каллусных и суспензионных культурах протекает не так активно, как в исходных растениях, наиболее перспективной системой in vitro является корневая культура. Культуры "hairy roots" способны продуцировать как ценные метаболиты, характерные для исходного растения, так и новые вещества, являющиеся их предшественниками или производными. Следует отметить, что уровень биосинтеза этих веществ сопоставим, а в некоторых случаях превышает уровень их биосинтеза в интактных растениях [5].

Из уровня техники известно противовирусное средство на основе экстракта культуры «бородатых корней» ("hairy roots") селитрянки Шобера (Nitraria schoberi L.), где предложен способ получения сухого экстракта из культуры "hairy roots" Nitraria schoberi L. методом высушивания этанольного извлечения из измельченного и гомогенизированного сырья (патент РФ №2615376, опубл. 04.04.2017). Для этого 5 г измельченного и гомогенизированного сухого сырья культуры "hairy roots" Nitraria schoberi L. суспендируют в 100 мл 70%-ного водного раствора этанола трехкратно в течение 8 ч общего времени экстрагирования при температуре 60°С. Затем объединенные охлажденные экстракты фильтруют через стеклянные фильтры, выпаривают на ротационном испарителе и высушивают при температуре 60°С в сушильном шкафу.

В качестве недостатков предложенного способа следует отметить высокую продолжительность экстракции и высокую температуру процесса.

Так же из уровня техники известно средство, обладающее гемостимулирующим, антимутагенным, противоопухолевым, церебропротекторным, антигипоксическим, ноотропным, анксиолитическим и противоневротическим действием, которое представляет собой продукт экстрагирования "hairy roots" культуры корней шлемника байкальского Scutellaria baicalensis Georg 70%-ным этанолом при следующих условиях: продолжительность 1-3 ч, соотношение сырье : экстрагент 1:20, температура 80-85°С (патент РФ №2438691, опубл. 10.01.2012).

Основными недостатками заявленного способа являются высокая температура экстракции и низкий выход экстрактивных веществ.

Задачей настоящего изобретения является получение комплекса биологически активных веществ из биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой (Potentilla alba L), причем процесс экстракции биологически активных веществ осуществляют при пониженной температуре.

Ранее коллективом Научно-исследовательского института биотехнологии ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет» предложен способ получения корневой культуры in vitro Potentilla alba L. - продуцента флавоноидов (заявка на выдачу патента на изобретение РФ №2019108252 от 06.05.2019). По этому способу получают биомассу корневой культуры in vitro Potentilla alba L. Далее биомассу корневой культуры in vitro Potentilla alba L. направляют на сушку, измельчают в ступке и подвергают экстрагированию 70%-ным водным раствором этанола при соотношении растительного сырья и экстрагента 1:20-1:5 при комнатной температуре в течении 360-120 мин. Сухую массу отделяют от раствора фильтрованием, фильтрат дополнительно центрифугируют для удаления взвешенных частиц. Растворитель из экстракта упаривают с помощью ротационного испарителя. Колбу взвешивают и определяют выход экстракта.

Остаток растворяют в минимальном объеме 70%-ного этанола и фракционный состав полученного раствора исследуют методом тонкослойной хроматографии (ТСХ). В случае использования ТСХ на силикагеле без модификации хроматографию проводят в градиентном режиме в системе СН2Сl2:МеОН с градиентом метанола 0-10%, с шагом в 1 %. В случае обращенно-фазовой хроматографии используют элюентную систему H2O:MeCN с градиентом ацетонитрила 0-20% с шагом 2%, в качестве модификатора используют трифторуксусную кислоту.

На фиг. 1 приведены результаты ТСХ-анализа экстракта биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Биомассу корневой культуры in vitro Potentilla alba L. направляют на сушку в сушильном шкафу при 100°С, измельчают в ступке и подвергают экстрагированию 70%-ным водным раствором этанола. Для этого навеску 4 г сухого растительного сырья помещают в пластиковую пробирку объемом 100 мл, добавляют 40 мл 70%-ного этанола, помещают на шейкер и перемешивают в течение 240 мин. Сухую массу отделяют от раствора фильтрованием, фильтрат дополнительно центрифугируют при 3900 об/мин. для удаления взвешенных частиц. Растворитель из экстракта упаривают при пониженном давлении из предварительно взвешенной колбы объемом 100 мл с помощью ротационного испарителя RV 10 digital V-C (IKA, Германия). Колбу взвешивают и определяют выход экстракта.

Остаток растворяют в 1 мл 70%-ного этанола и фракционный состав полученного раствора исследуют методом тонкослойной хроматографии. Для этого каплю полученного раствора наносят на пластинку для тонкослойной хроматографии с помощью стеклянного капилляра. Пластинку помещают в камеру для ТСХ, в которую добавляют соответствующий элюент. В случае использования ТСХ на силикагеле без модификации хроматографию проводят в градиентном режиме в системе СН2Сl2:МеОН с градиентом метанола 0-10%, с шагом в 1%. В случае обращенно-фазовой хроматографии используют элюентную систему H2O:MeCN с градиентом ацетонитрила 0-20% с шагом 2%, в качестве модификатора используют трифторуксусную кислоту, которую добавляют в количестве 0,1%.

Пример 2

Аналогичен примеру 1, но для экстрагирования используют 20 мл 70%-ного водного раствора этанола, а процесс экстракции ведут в течение 360 мин.

Пример 3

Аналогичен примеру 1, но для экстрагирования используют 80 мл 70%-ного водного раствора этанола, а процесс экстракции ведут в течение 120 мин.

В результате исследования экстракта лапчатки белой удалось с высокой селективностью выделить фракции, обогащенные астрагалином, монохаетином, кверцитин-3,7-дигликозидами (фиг. 1).

Результаты определения суммарного выхода индивидуальных БАВ, извлеченных из биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой, представлены в таблице 1.

Таким образом, при реализации предлагаемого изобретения достигается получают комплекс биологически активных веществ из биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой (Potentilla alba L), причем процесс экстракции биологически активных веществ осуществляют при пониженной (комнатной) температуре.

Источники информации:

1. Сравнительная оценка накопления фенольных соединений в надземных и подземных органах лапчатки в условиях Беларуси / Ж.А. Рупасова, В.А. Игнатенко, Т.И. Василевская и др. // Бюллетень Главного ботанического сада. - 2002. - Вып. 183. - С. 34.

2. Семенова, Е.Ф. Химический состав лапчатки белой и применение ее с лечебной целью / Е.Ф. Семенова, Е.В. Преснякова // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. - 2001. - №5. URL: http://chem.kstu.ru/butlerov_comm/vol2/cd-a2/data/jchem&cs/russian/n5/1vr103/103.htm.

3. Роговский, B.C. Перспективы применения препаратов кверцетина для профилактики и лечения атеросклероза / B.C. Роговский, А.И. Матюшин, Н.Л. Шимановский // Международный медицинский журнал. - 2011. - Т. 17. -№3. - С. 114-118.

4. Племенков, В.В. Природные соединения - основной базис поиска химиотерапевтических субстанций // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы IV Всероссийской научной конференции. - Барнаул. - 2009. - Т. 2. - С. 11-14.

5. Sevon, N. Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation: root cultures as source of alkaloids / N. Sevon, K.M. Oksman-Caldentey // Planta Med. - 2002. - V. 68. - P. 859-868.

Способ экстракции комплекса биологически активных веществ из биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой Potentilla alba L., включающий экстрагирование высушенной биомассы корневой культуры in vitro лапчатки белой 70%-ным водным раствором этанола, фильтрование экстракта, выпаривание растворителя, отличающийся тем, что экстрагирование проводят при соотношении растительного сырья и экстрагента 1:20-1:5 при комнатной температуре в течение 360-120 мин, а фильтрат дополнительно центрифугируют при 3900 об/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к масложировой и комбикормовой промышленности. Способ и устройство для производства пеллет из жмыха семян масличных культур предусматривает измельчение жмыха, экстракцию лепестков жмыха гексаном в шнековом экстракторе, дистилляцию мисцеллы и отгонку растворителя из шрота с непрерывным отводом образовавшихся паров в вакуум-выпарном аппарате, конденсацию паров кипящего гексана в рекуперативном теплообменнике за счет рекуперативного теплообмена с низкопотенциальным паром, экструзию шрота в шнековом экструдере, охлаждение жмыха перед измельчением и пеллет после экструдирования охлажденным воздухом в воздушных охладителях, использование двухступенчатого высокотемпературного парокомпрессионного теплового насоса для получения перегретого пара в конденсаторе второй ступени и его подачу в греющую рубашку экструдера, отвод высокопотенциального пара из греющей рубашки экструдера в греющую камеру вакуум-выпарного аппарата, отвод низкопотенциального пара из греющей камеры вакуум-выпарного аппарата в рекуперативный теплообменник с возвратом в конденсатор второй ступени с образованием замкнутого цикла; охлаждение воздуха в первой ступени испарителя до температуры 14-16°С, его подачу в воздушные охладители и через циклон для очистки воздуха от взвешенных частиц с возвратом в испаритель первой ступени с образованием замкнутого контура.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Обессоленная композиция липидов криля, содержащая: от 30 до 50% масс./масс.
Изобретение относится к получению продуктов, содержащих биологически активные вещества (БАВ), обработкой биологического сырья и может быть использовано в пищевой, фармацевтической и парфюмерно-косметической промышленности.

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности. Установка для экстракции растительного сырья включает емкость для хранения жидкого СО2, сообщенную с первым входом первого испарителя, выход которого соединен с емкостью для сбора жидкого СО2, при этом первый выход емкости для сбора жидкого CO2 сообщен с входом третьего теплообменника, а второй выход - с верхней частью экстрактора, сообщенного со вторым испарителем, первый выход которого связан со вторым входом первого испарителя, второй выход связан с емкостью для сбора каротиноидов, а третий выход - с сепаратором, первый выход которого связан с емкостью для сбора флавоноидов, второй выход сепаратора связан с емкостью для модификатора, которая посредством насоса сообщена с входом третьего теплообменника, связанного с нижней частью экстрактора.

Изобретение относится к оборудованию экстракции растительного сырья и может быть использовано в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Установка для экстракции растительного сырья включает экстракционную камеру, выполненную в виде цилиндрического корпуса с крышкой, с установленными в нижней ее части сменными ситами, имеющую отверстия в верхней и нижней частях.

Изобретение относится к оборудованию комплексной переработки древесины. Установка для комплексной переработки древесины лиственницы включает загрузочное устройство, снабженное узлом подачи растворителя, подогревателем для растворителя, бункер-питателем, шнековым транспортером.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, конкретно к способу получения биологически активных веществ и кормовой муки из древесной зелени различных пород.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения яичного масла. Способ получения яичного масла заключается в том, что яйцо отваривают в течение 5-10 минут, охлаждают, отделяют белок от желтка и ведут экстракцию яичного желтка, предварительно протертого через сито, при температуре 18-24°С не менее 24 часов неполярным растворителем, в качестве которого берут гексан при соотношении желтка и растворителя 1:2-1:5 с последующей отгонкой растворителя под вакуумом при температуре кипения экстракта не более 55°С.

Предложенная группа изобретений относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения неомыляемого продукта из авокадо и неомыляемому продукту из авокадо, обогащенному насыщенными алифатическими углеводородами.

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ переработки маслосодержащего сырья включает обезжиривание маслосодержащего сырья растворителем, удаление полученной мисцеллы, отделение обезжиренного маслосодержащего сырья.
Изобретение относится к получению продуктов, содержащих биологически активные вещества (БАВ), обработкой биологического сырья и может быть использовано в пищевой, фармацевтической и парфюмерно-косметической промышленности.
Наверх