Влияние экстрагента и метода экстрагирования на качество успокоительного экстракта

Кристина Раманаускене, кафедра технологии лекарств и ФО КМУ

Арунас Савицкас, кафедра технологии лекарств и ФО КМУ

Рута Мастейковва, Университет ветеринарии и фармации, г. Брно, Чехия

Адрес для переписки:

Кристина Раманаускене, Тайкос пр. 97-9, Каунас

Е-mail povis01@one.lt

Ключевые слова:  успокаивающий экстракт, перколяция, реперколяция, флавоноиды.

Введение

Жидкие экстракты и тинктуры являются одними из самых популярных галеновых препаратов в фармацевтической промышленности Литвы.

     В настоящее время ассортимент фитопрепаратов в  фармацевтической промышленности Литвы невелик. Например в Германии, по данным “Psychiatry Time”, более 50% лекарств, применяемых для лечения депрессии, страха, расстройства сна, составляют фитопрепараты (1). В настоящее время в Литве производится экстракты, в состав которых входит только одно растительное сырьë и экстрагент.

     Решили приготовить успокаивающий, сердечную деятельность улучшающий, экстракт из сырья нескольких лекарственных растений. Водяная и этанольная вытяжка из корня валерианы обладает свойством улучшения сна (2,3,4). Как успокаивающее средство пустырник используется вместе с мелиссой. В запавдных странах Европы популярная смесь из боярышника, валярианны и мелиссы. В этой смеси мелисса усиливает успокаивающее действие и улучшает вкусовые свойства. Препараты боярышника улучшают работу сердечной мышцы(5).

     Чтобы изготовить качественный успокаивающий экстракт, необходимо подобрать соответствующий экстрагент для выделения из лекарственного растительного сырья биологически активные вещества. Наиболее широко в фармации в качестве экстрагента используются смеси этанола и воды. Метод екстракций - одно из важнейших процедур, оказывающих влияние на выделение биологически активных веществ из сырья естественного происхождения(6).

     Поэтому необходимо найти оптимальный метод экстрагирования.

Для экстрагирования сырья из лекарственных растений употребляли классические методы экстрагирования: перколяцию и реперколяцию.

Цель работы – подобрать оптимальный экстрагент и метод экстрагирования в производстве успокаивающего экстракта.        

 Объект исследования, материалы и методы

     Объект исследования – успокаивающий экстракт, в составе которого имеются корни валерианы (Valerianae radix), плоды боярышника (Crataegi fructus), трава пустырника (Leonuri herba) и листья мелиссы (Melissae folium), этанол 70% объём/объём (о/о). Используемое лекарственное растительное сырьё должно удовлетворять требования соответствующих статей Ph.Eur.2001 (7,8). Изготовитель лекарственного растительного сырья – ЗАО “Швянчёню вайстажолес” (“Швянчёнские лекарственные растения”). Для подбора оптимального экстрагента во время эксперимента использовали этанол 50% объём/объём (о/о), 60% (о/о), 80% (о/о). Для производства этанола указанных концентраций использовали этанол 96% (о/о). Этанол должен соответствовать требованиям (7,8) статьи 01/2002:1317 European Pharmacopoeia. При подборе оптимального экстрагента каждое лекарственное растительное сырьё (корни валерианы, плоды боярышника, траву пустырника и листья мелиссы) и  смесь лекарственного растительного сырья экстрагировали этанолом указанных концентраций. Во время исследования смесь лекарственного растительного сырья экстрагировали методом ремацерации. Смесь лекарственного растительного сырья и лекарственное растительное сырьё экстрагировали до полного вымывания биологически активных веществ. Чтобы подобрать метод экстрагирования для производства успокаивающего экстракта, смесь лекарственного растительного сырья экстрагировали методом перколяции и законченного цикла реперколяции: делением растительного сырья на неравные части и делением растительного сырья на равные части.  

     Когда экстракт изготавливается первым способом метода реперколяции законченного цикла, лекарственное растительное сырьё делится на три неравные части: 50 частей в первый перколятор, 30 частей – во второй перколятор и 20 частей – в третий перколятор (9). При производстве успокаивающего экстракта вторым способом используются 4-6 перколяторов и растительное сырьё делится на равные части (9). При изготовлении жидкого экстракта методом перколяции собирают 85% от общего количества жидкого экстракта, что является крепкой вытяжкой. Слабая вытяжка собирается до тех пор, пока полностью вымывается сырьё, которое после того выпаривается до 15% от общего количества жидкого экстракта. Сгущённая слабая вытяжка соединяется с крепкой вытяжкой (10). Cобранный экстракт фильтровали и анализировали. Была произведена оценка процесса фильтрования на качество успокаивающего экстракта определенением количества сухого остатка и флавоноидов в успокаивающем экстракте до и после фильтрования.

     Качество вытяжек оценили при установлении относительной плотности, количества этанола, сухого остатка и суммарного количества флавоноидов в пересчёте на рутин. Колориметрическими реакциями идентицировали в успокаивающем экстракте флавоноиды и бродильные вещества[12]. Количество сухого остатка определялось методом гравиметрии [7,8,11]. Суммарное количество флавоноидов, пересчитанное на рутин (в процентах) – методом спектрофотометрии. Для исследования использовали спектрофотометр “SP-8-100 Pye Unicam Helios L” (Англия). Флавоноиды (рутин, гиперозид, кверцетин и кверцитрин) установили методом хроматографии жидкостей под сильным давлением (HPLC). Использовали хроматограф жидкостей под высоким давлением – Waters 2690, детектор UV Waters 2487.

     Для анализа данных, полученных во время эксперимента, использовали статистический пакет “Statistica”. Был произведён анализ: средней арифметической выборки, среднего стандартного отклонения, стандартного отклонения, дисперсии. Каждый опыт был повторен 5 раз (n = 5).

    Результаты и обсуждение данных

     Во время эксперимента была произведена оценка влияния экстрагента на выделение активных веществ из лекарственного растительного сырья. После проведения экстрагирования лекарственного растительного сырья этанолом 50% (о/о), 60% (о/о), 70% (о/о) и 80% (о/о) установили, что наибольшее количество сухого остатка в вытяжках, когда экстрагент – 70% (о/о) этанол  (рисунок 1).

     Указанные результаты соответствуют данным литературы, что для экстрагирования травы пустырника, корней валерианы, плодов боярышника наиболее пригодным экстрагентом является – 70% (о/о) этанол [13,14]. На первом рисунке видим, что в вытяжке мелиссы, когда экстрагент 70% этанол, также получаем наибольшее количество сухого остатка. Следовательно, для экстрагирования листьев мелиссы оптимальным экстрагентом является 70% (о/о) этанол. Чтобы подобрать оптимальный экстрагент,  каждое сырьё экстагировали отдельно, после чего экстрагировали смесь из указанного сырья этанолом соответствующих концентраций. Во время исследования установили, что меньше флавоноидов выделяется при экстрагировании смеси сырья 80% этанолом. При использовании в качестве экстрагента 50% (о/о) и 60% (о/о) этанола, концентрация флавоноидов в вытяжке больше, нежели когда экстрагент – 80% этанол. Количество сухого остатка наименьшее также при экстрагировании смеси сырья 80% (о/о) этанолом. Когда экстрагентом является 50% (о/о) и 60% (о/о) этанол, количество сухого остатка в вытяжке больше, чем когда экстрагент 80% (о/о) этанол, однако меньше чем в вытяжке, когда в качестве экстрагента использовался 70% (о/о) этанол. Когда смесь сырья экстрагируется 70% (о/о) этанолом, было установлено наибольшее количество флавоноидов и сухого остатка. Результаты исследования приведены в таблице 1.  

1 таблица.Влияние экстрагента на сухой остаток и  выходку флавоноидов.

     Установили, что 70% (о/о) этанол – является подходящим экстрагентом в производстве успокаивающего экстракта, поэтому изготовили успокаивающий экстракт с упомянутым экстрагентом и выполнили исследования на стабильность. Во время исследований на стабильность установили, что свойства успокаивающего экстракта (внешний вид, запах, вкус) в индивидуальных сериях не изменились. Наблюдалась тенденция к уменьшению флавоноидов, количества сухого остатка и концентрации этанола. На основании полученных результатов исследования, экстрагентом в производстве успокаивающего экстракта выбрали 70% (о/о) этанола.

     Качество сухих экстрактов зависит и от метода экстрагирования лекарственного растительного сырья. Качественная вытяжка получается при производстве успокаивающего экстракта методом перколяции. В экстракте, изготовленном методом перколяции, количества сухого остатка и флавоноидов незначительно больше чем в экстракте, изготовленном методом реперколяции законченного цикла, делением растительного сырья на неравные части. Однако по сравнению с экстрактом, изготовленным методом реперколяции законченного цикла при делении растительного сырья на равные части, количество сухого остатка на 6,55% меньше. Концентрация флавоноидов в данном экстракте также меньше на 16,25% чем в экстракте, изготовленном методом реперколяции при делении растительного сырья на равные части (таблица 2). Несмотря на то, что успокаивающий экстракт, изготовленный методом перколяции получается качественным, мы отказались от данного метода по следующим причинам: а) для сгущения слабой вытяжки необходима специальная аппаратура, b) во время процесса сгущения термолабильные биологически активные вещества могут расщепляться, имеется риск потерять активные вещества, с) при соединении вытяжек часто следует корректировать концентрацию этанола, что особенно неудобно в промышленном производстве. Количество сухого остатка в изготовленном экстракте законченного цикла при делении растительного сырья на равные части больше, чем в экстракте, изготовленном методом реперколяции законченного цикла при делении на неравные части. Количество флавоноидов также больше в экстракте, изготовленном методом реперколяции законченного цикла при делении растительного сырья на равные части. Сравнивая установленные показатели, установили, что концентрация флавоноидов больше на 17,59%, а концентрация сухого остатка только на 5,57% (таблица 2). Из данных, представленных в таблице 3, видно, что количество гиперозида, кверцитрина, рутина и кверцетина больше в экстракте, изготовленном методом реперколяции законченного цикла при делении растительного сырья на равные части. После оценки результатов исследования было установлено, что метод экстрагирования более влияет на флавоноиды, чем выход сухого остатка из растительного сырья. В соответствии с полученными результатами исследования, наиболее пригодным методом экстрагирования является реперколяция законченного цикла при делении растительного сырья на равные части.

2 таблица.Влияние метода экстракции сырья на выходку флавоноидов и сухого остатка.

3 таблица.Влияние метода реперколяции на количество флавоноидов в успокоительном экстракте.

     После подбора оптимального экстрагента и метода экстрагирования определили влияние процесса фильтрования на количество сухого остатка и флавоноидов в успокаивающем экстракте. Как видно из данных, представленных в таблице 5, наблюдается тенденция к уменьшению количества сухого остатка и флавоноидов после процесса фильтрования. Следовательно, процесс фильтрования оказывает влияние на изменения количества сухого остатка и флавоноидов, поэтому необходимо выполнить полный контроль качества препарата до и после фильтрования.

  4 таблица.Влияние процесса филътрации на качество  успокоительного экстракта.

     Выполнено исследование стабильности препарата и установлено, что успокаивающий экстракт оставался стабильным весь срок хранения. Установлен оптимальный срок годности успокаивающего препарата – 2 года.

1. Изготовленный успокаивающий экстракт с использованием в качестве экстрагента этанола 50, 60, 70 и 80 (объём/объём) процентов и установлено наибольшее количество активных веществ в экстракте, когда экстрагент – этанол 70 (объём/объём) процентов. Подобран оптимальный экстрагент в производстве успокаивающего экстракта – этанол 70 (о/о) процентов.

2. Исследования показали, что в успокаивающем экстракте, когда растительное сырьё экстрагируется методом реперколяции законченного цикла при делении растительного сырья на равные части, выделяется большее количество активных веществ, чем при использовании метода реперколяции законченного цикла при делении растительного сырья на неравные части. Подобран оптимальный метод экстрагирования растительного сырья – реперколяция законченного цикла при делении растительного сырья на равные части.

3. Установлено, что после фильтрования в успокаивающем экстракте уменьшилось количество сухого остатка и флавоноидов по сравнению с количеством, имеющимся перед фильтрованием. Необходимо выполнить полный контроль препарата перед фильтрованием и после фильтрования.

4. При комнатной температуре были выполнены исследования по стабильности успокаивающего экстракта и установлен срок годности препарата – 24 месяца.