Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Общая характеристика некоторых групп липидов. Методы анализа и применение в медицине. Современное состояние исследований по получению жирных растительных масел и масляных экстрактов 11
1.1 Липиды 11
1.1.1 Химическая характеристика. Классификация липидов 11
1.1.2 Биологическое действие липидов. Распространение в природе 13
1.2 Каротиноиды 16
1.2.1 Химическая характеристика каротиноидов. Классификация. Распространение каротиноидов в природе. Выделение и методы анализа каротиноидов 16
1.2.2 Биологическое действие каротиноидов 20
1.3 Токоферолы 23
1.3.1 Химическая характеристика токоферолов. Классификация 23
1.3.2 Распространение токоферолов в природе. Выделение токоферолов и методы их анализа 24
1.3.3 Биологическая активность токоферолов 25
1.4 Способы получения жирных масел. Факторы, влияющие на процесс получения жирных масел 29
1.4.1 Механический способ извлечения жирного масла из растительного сырья 30
1.4.2 Экстракционный способ извлечения жирного масла из растительного сырья 31
1.4.3 Ферментативный способ получения жирного масла из растительного сырья 32
1.5 Масляные экстракты 33
1.5.1 Номенклатура и применение масляных экстрактов 33
1.5.2 Способы получения масляных экстрактов 36
ВЫВОДЫ ПО ОБЗОРУ ЛИТЕРАТУРЫ: 38
ГЛАВА 2 Технологические параметры и фитохимическая характеристика плодов рябины обыкновенной Sorbus aucuparia L 39
2.1 Определение товароведческих показателей сырья 39
2.2 Изучение качественного состава и количественного содержания биологически активных веществ липофильной природы в плодах рябины обыкновенной 40
2.2.1 Каротиноиды 40
2.2.2 Токоферолы 44
2.2.3 Сорбиновая кислота 46
2.2.4 Качественное и количественное определение жирного масла в плодах рябины обыкновенной 50
2.3.1 Спектральный микроэлементный анализ плодов рябины обыкновенной 51
2.3 Определение технологических показателей плодов рябины обыкновенной... 52
2.3.1 Изучение фракционного состава 52
2.3.2 Определение технологических параметров сырья 53
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ: 55
ГЛАВА 3 Технологические исследования по получению масляной фазы из плодов рябины обыкновенной 56
3.1 Разработка технологии выделения жирного масла из плодов рябины обыкновенной с учётом особенностей сырья 56
3.2 Оценка качества жирного масла плодов рябины полученного методом циркуляции различными экстрагентами 61
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ: 72
ГЛАВА 4 Получение масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной 73
4.1 Диффузионный метод получения масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной.. 74
4.2 Получение масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной прессованием 78
4.3 Сравнительная оценка масляных экстрактов полученных диффузионным методом и репрессованием 86
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 91
ГЛАВА 5 Перспективы использования масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной 92
5.1 Разработка технологии суппозиториев с масляным экстрактом рябины обыкновенной 92
5.1.1 Выбор оптимальной основы для получения суппозиториев с масляным экстрактом плодов рябины обыкновенной 92
5.1.2 Разработка технологической схемы производства суппозиториев с масляным экстрактом плодов рябины обыкновенной 96
5.1.3 Оценка качества суппозиториев с масляным экстрактом из плодов рябины обыкновенной и исследование их стабильности 98
5.2 Изучение острой токсичности суппозиториев с масляным экстрактом рябины 107
5.3 Разработка технологии мази на основе масляного экстракта рябины обыкновенной 108
5.3.1 Выбор оптимальной основы для получения мази с фитокомплексом на основе масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной 109
5.3.3 Изучение структурно-механических свойств мази на основе масляного экстракта рябины обыкновенной 113
5.3.4 Определение осмотической активности мази на основе масляного экстракта рябины обыкновенной 116
5.3.5 Разработка технологической схемы изготовления мази на основе масляного экстракта рябины обыкновенной 118
5.3.6 Оценка качества мази на основе масляного экстракта рябины обыкновенной и исследование её стабильности 121
5.4 Фармакологические исследования мази на основе масляного экстракта рябины обыкновенной 127
5.4.1 Изучение острой токсичности мази на основе масляного экстракта рябины 127
5.4.2 Изучение противовоспалительной активности мази на основе масляного экстракта рябины обыкновенной 128
5.4.3 Изучение влияния мази на основе масляного экстракта рябины на репаративные процессы при термическом и химическом ожогах и заживлению линейной кожной раны 130
5.5 Валидационная оценка предлагаемых методик определения каротиноидов в
суппозиториях и мази с масляным экстрактом рябины обыкновенной 133
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 140
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 142
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 144
- Биологическое действие липидов. Распространение в природе
- Каротиноиды
- Разработка технологии выделения жирного масла из плодов рябины обыкновенной с учётом особенностей сырья
Введение к работе
В настоящее время на мировом фармацевтическом рынке представлено большое количество лекарственных средств, однако актуальной является проблема поиска новых, более эффективных. Предпочтение отдается композициям из лекарственного растительного сырья, которые менее токсичны, экономически выгодны, обладают более широким спектром действия, по сравнению с синтетическими препаратами.
Широкое применение в медицине находят препараты, содержащие жирорастворимые витамины группы А и Е. Одной из сторон их действия является способность регенерировать поврежденные вследствие ожогов и воспалительных процессов ткани. Поэтому представляет интерес создание лекарственных форм для наружного и внутреннего применения, обладающих ранозаживляющим действием. Для лечения воспалительных процессов различной этиологии, а так же ожогов и аллергических состояний, чаще всего применяются препараты, содержащие каротиноиды («Кариофилен», «Аекол», «Каротолин», масло шиповника, облепиховое масло и т.д.). Источником каротиноидов, как правило, служат растительные объекты (морковь, тыква, календула, облепиха). Однако, спектр растительного сырья, содержащего каротиноиды, гораздо шире. К этой группе относятся и плоды рябины обыкновенной, которые являются природной кладовой биологически активных веществ и относятся к официнальному лекарственному сырью.
Масло из плодов рябины обыкновенной можно отнести к наиболее ценным
лекарственным средствам растительного происхождения, так как оно обладает
противоожоговыми, противовоспалительными, ранозаживляющими и
репаративными свойствами, что обусловлено содержанием каротиноидов, токоферолов, сорбиновой кислоты. Однако, лекарственные формы, содержащие фитокомпозиции из плодов рябины, практически отсутствуют, следовательно, проблема их создания является актуальной
Актуальность темы
В настоящее время сохраняется интерес к биологически активным веществам (БАВ) природного происхождения, в связи с этим интенсивно развивается теория и практика экстракции, внедряются новое оборудование и экстрагенты. Вместе с тем, традиционные экстрагенты, например растительные масла, не токсичны, содержат широкий спектр БАВ, в частности токоферолы, непредельные жирные кислоты и др., и позволяют получать суммарные фитопрепараты с высоким содержанием действующих веществ, пригодные для введения в лекарственные формы без предварительного упаривания и сушки. При выделении масел или получении масляных экстрактов из растительных объектов с применением органических растворителей, используется дорогостоящее оборудование, энергоёмкие и пожароопасные технологические процессы. Применение СОг-экстракции и экстракции сжиженными газами также требует соответствующего оборудования и не всегда позволяет извлекать весь спектр БАВ липофильной природы.
Согласно литературным источникам масло плодов рябины обыкновенной можно отнести к ценным лекарственным средствам растительного происхождения, обладающим противоожоговыми, противовоспалительными, ранозаживляющими и репаративными свойствами, что обусловлено содержанием в нём широкого комплекса БАВ: каротиноидов, токоферолов, сорбиновой кислоты и др.(Деренько С.А., Супрунов Н.И.; Саушкина А.С., Карпенко В.А., Кочанов В.В.). Поэтому актуальным представляется разработать новую технологию масляного экстракта рябины обыкновенной и на основании технологических исследований показать возможные перспективы его использования.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационного исследования является разработка технологии, и норм качества масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной и получение на его основе мази и суппозиториев.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач: 1. Изучить химический состав плодов рябины обыкновенной собранных в регионе КМВ.
Разработать оптимальные условия экстракции жирного масла и получения масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной.
Провести фитохимический анализ полученного масляного экстракта рябины обыкновенной и определить параметры его стандартизации.
Разработать состав и технологию мази и суппозиториев из масляного экстракта рябины обыкновенной в условиях современных фармацевтических производств.
Провести предварительные биологические исследования мази и суппозиториев с масляным экстрактом рябины обыкновенной.
Разработать и предложить нормы и методики оценки качества мази и суппозиториев с масляным экстрактом рябины обыкновенной.
Разработать ТУ и ТИ на мазь и суппозитории с масляным экстрактом рябины обыкновенной.
Научная новизна
Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены закономерности экстракции методом репрессования (рассчитаны гидромодуль и число ступеней экстракции растительным (соевым) маслом с учётом содержания каротиноидов и масла в сырье) и выбраны оптимальные условия её проведения, а также особенности подготовки сырья. Доказана целесообразность использования предварительно замороженного сырья с последующим отделением сока.
Предложенная оригинальная технология масляного экстракта рябины обыкновенной методом репрессования, позволяет степень истощения сырья повысить в 1,5 раза, время экстракции сократить с 6 суток до 8 часов, в результате увеличилось содержание действующих веществ в готовом экстракте, по сравнению с традиционным (диффузионным) методом.
Разработаны технологические режимы получения масляного экстракта из плодов рябины обыкновенной, обеспечивающие достижение максимального перехода биологически активных веществ из плодов рябины в экстракт.
Проведены фармакологические исследования разработанного масляного экстракта рябины обыкновенной и содержащих его мази и суппозиториев; установлено противовоспалительное, ранозаживляющее и противоожоговое
действие. Выявлено противовоспалительное и мембраностабилизирующее действие новой оригинальной мази с масляным экстрактом рябины обыкновенной. Разработан и зарегистрирован патент 2317098 Российской Федерации, МІЖ А61К 36/8962. Мазь с фитокомплексом, обладающим противовоспалительным и ранозаживляющим действием
Практическая значимость
Проведена сравнительная оценка технологических схем получения масляного экстракта рябины обыкновенной диффузионным методом и методом репрессования. Определены основные показатели качества масляного экстракта рябины обыкновенной.
Разработаны составы и технологические схемы получения оригинальной мази и суппозиториев, содержащих полученный масляный экстракт рябины обыкновенной. Составлены ТИ на мазь и суппозитории.
Установлены и включены в нормативную документацию (ТУ) нормы качества суппозиториев и мази, разработаны методики количественного определения каротиноидов методом спектрофотометрии.
Уровень внедрения полученных результатов.
На разработанную мазь составлены и зарегистрированы:
ТУ 9369-005-01898960-2007 утвержденные ЗАО «Ростовская фармацевтическая фабрика».
ТИ 9369-005-01898960-2007 утверждённая ЗАО «Ростовская фармацевтическая фабрика».
На разработанные суппозитории составлены и зарегистрированы:
ТУ 9369-008-01898960-2007 утвержденные ЗАО «Ростовская фармацевтическая фабрика».
ТИ 9369-008-01898960-2007 утверждённая ЗАО «Ростовская фармацевтическая фабрика».
Апробация работы.
Основные результаты исследований доложены и обсуждены на: 58 - 61 Межрегиональных конференциях по фармации и фармакологии: «Разработка,
исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции», Пятигорск 2003-2006.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 1 моностатья в издании, рекомендованном ВАК, а также составлен и зарегистрирован 1 патент РФ.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук.
Диссертация выполнена в соответствии с планом научно — исследовательских работ ГОУ ВПО Пятигорской Государственной Фармацевтической Академии Росздрава на кафедре технологии лекарств.
Объём и структура диссертации.
Работа изложена на 159 страницах текста компьютерного набора, содержит 49 таблиц, 24 рисунка. Состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, общих выводов, списка литературы, включающего 173 наименования, из которых 22 иностранных.
На защиту выносятся.
Сравнительная оценка технологических схем получения масляных экстрактов рябины обыкновенной диффузионным методом и методом репрессования.
Обоснование выбора условий предварительной подготовки сырья (свежие плоды рябины) к последующему высушиванию и экстрагированию, позволяющих значительно повысить содержание БАВ в масляном экстракте.
Результаты разработки способа получения масляного экстракта из высушенных плодов рябины, заключающегося в последовательном многократном прессовании сырья (метод репрессования).
Итоги исследований по разработке состава и технологии многокомпонентной мази и суппозиториев, содержащих полученный масляный экстракт рябины обыкновенной.
Данные химического анализа каротиноидов, токоферолов, жирных кислот и т.д., в плодах рябины обыкновенной, жирном масле и масляных экстрактах, полученных из плодов рябины обыкновенной.
Показатели и нормы качества, методики их определения, стабильность и сроки годности разработанных суппозиториев и мази.
Результаты фармакологических исследований масляного экстракта рябины обыкновенной разработанных суппозиториев и мази.
Биологическое действие липидов. Распространение в природе
Биологическая роль липидов всех групп весьма разнообразна и зависит от структуры и количества липида участвующего в процессе. Так, например триглицериды, служащие источником запасной энергии и защитой тела от внешних воздействий необходимы в огромных количествах, в то время как эндогормоны, иммуномодуляторы действуют в нанограммовых дозах [18, 40].
Основой всех характеристик липидов являются жирные кислоты. В настоящее время известно свыше 800 природных жирных кислот. Главные жирные кислоты принято делить по степени насыщенности на три группы:
1) насыщенные (16:0 - пальмитиновая; 18:0 - стеариновая);
2) моноеновые (18:1и-9 олеиновая);
3)полиеновые (18:2и-6 линолевая; 18:3и-3 а-линоленовая; 18:3и-6 у-линоленовая; 20:4и-6 арахидоновая; 22:5и-3 эйкозапентаеновая; 22:бп-3 докозагексаеновая).
В животных жирах четверть всех жирных кислот составляет пальмитиновая кислота. Эта кислота широко распространена и в жирах растительного происхождения, наиболее богато пальмитиновой кислотой пальмовое масло, которое составляет половину суммы всех жирных кислот. Помимо пальмитиновой кислоты, в природе достаточно широко распространены другие насыщенные кислоты: стеариновая (18:0), лауриновая (12:0) и миристиновая (14:0).
Моноеновые жирные кислоты, широко распространены в микроорганизмах, растениях и животных, где они, как правило, встречаются в виде цис - изомеров. Наиболее распространённой является олеиновая кислота, её содержание в оливковом и подсолнечном масле превышает 80%. В маслах из семян горчицы и рапса содержится до 50% другой моноеновой жирной кислоты эруковой (22:1и-9) [18, 172]. Главной жирной кислотой многих растительных масел (подсолнечного, соевого, кукурузного, хлопкового) является линолевая кислота, её содержание в них составляет 50-70% [55, 119]. Жиры рыб и других морских животных богаты полиеновыми (п-3) жирными кислотами: эйкозапентаеновой и докозагексаеновой. Арахидоновая кислота входит в состав фосфолипидов млекопитающих, получают её чаще всего из печени животных. Все полиеновые жирные кислоты являются компонентами фосфолипидов биомембран, а некоторые из них (арахидоновая, дигомогамма-линоленовая и экозапентаеновая) служат главными предшественниками оксилипинов. Ценность жирных масел определяется их жирно-кислотным составом и особенно наличием в них полиненасыщенных жирных кислот, которые являются незаменимыми (эссенциальными) компонентами питания. Дефицит жирных эссенциальных кислот является одной из важнейших причин нарушения холестеринового обмена и развития атеросклероза [7, 101, 144]. Именно поэтому, народы, потребляющие большие количества морских продуктов, богатых (п-3) жирными кислотами, страдают сердечно-сосудистыми и другими заболеваниями значительно реже, чем те, чья пища содержит заметные количества арахидоновой кислоты или много насыщенных жирных кислот (мясо, молоко). В связи с этим, для лечения и профилактики различных заболеваний, всё больше используют пищевые добавки и лекарственные препараты на основе рыбьего жира и печени рыб [16, 18, 57].
Большинство растительных жирных масел обладают гиполиподемическим, гипохолестеринемическим и антисклеротическим действием [40, 118, 142, 172]
Выявлено выраженное противовоспалительное действие жирных кислот, входящих в состав масел вечерней примулы и грецких орехов [16, 153].
Некоторые жирные кислоты обладают выраженным антибактериальным и противовирусным действием: так, в состав триглицеридов жирного масла дерева чаульмугры (Юго-Восточная Азия) входят циклические ненасыщенные кислоты — гиднокарповая и чаульмугровая, которые задерживают рост кислотоустойчивых бактерий при проказе, туберкулёзе, трахоме [144].
Каротиноиды
Для определения токоферолов использовали методику, основанную на их способности окисляться железа хлоридом. Реакцию проводили в присутствии а,а! дипиридила, в результате образовывался окрашенный в красный цвет комплекс. Спектрофотометрически измеряли величину оптической плотности раствора, которая соответствовала количеству прореагировавшего токоферола. Однако данный метод не позволяет объективно оценить содержание токоферолов в препарате, поскольку не предусматривает удаление сопутствующих жирорастворимых соединений сходного строения, присутствующих в исследуемом объекте. Анализ литературных данных показал, что в настоящее время определение токоферолов проводится, как правило, хроматографическими методами, причём в основном используется ВЭЖХ на обращенной фазе [95].
В связи с этим, нами было определено содержание токоферолов методом ВЭЖХ. Анализ осуществлялся на микроколоночном жидкостном хроматографе «Милихром». Данная методика разрешена к использованию в биохимических лабораториях и отделах по сертификации в сельскохозяйственной, пищевой, парфюмерной и парафармацевтической промышленности для определения витаминов в различных биообъектах, фармацевтических препаратах, продуктах животноводства, кормах, добавках и т.д.
Для определения токоферолов в плодах рябины обыкновенной, сырьё измельчали с помощью лабораторной мельницы, затем экстрагировали хлороформом. Для удаления триглицеридов и других веществ, полученный липидный экстракт омыляли с помощью спиртового раствора калия гидроксида в среде инертного газа. Затем проводили повторную экстракцию липидов. После омыления в смесь добавляли воду и экстрагировали неомыляемую часть диэтиловым эфиром, органический слой отделяли, промывали водой до нейтральной реакции, выпаривали досуха и растворяли в гексане.
Детекцию токоферолов после разделения на ВЭЖХ колонке осуществляли с помощью УФ-детекции (фиксированная длина волны 280 нм, изменяемая - 292 нм), а таюке с помощью флуориметрического детектора ( 36=205-295 нм, ,=330 нм). При использовании УФ детектора чувствительность определения токоферолов не превышала 0,2 — 0,6 мкг/мл, флуоресцентная детекция характеризовалась более высокой чувствительностью (до 0,1 нг). Для проведения анализа были выбраны наиболее оптимальные условия, предотвращающие разрушение токоферолов под действием тепла, кислорода и света (таблица 6).
Разработка технологии выделения жирного масла из плодов рябины обыкновенной с учётом особенностей сырья
Данные представленные в таблице, показывают, что для более полного извлечения масла, оптимальным является размер частиц 3 мм, но так как разница в выходе масла при использовании сырья со степенью измельчённости в 5 мм и 3 мм не велика, то в промышленном производстве может быть использована фракция 3 мм.
Влажность экстрагируемого материала, также оказывает существенное влияние на технологический процесс экстракции его смачиваемость растворителем и на диффузию масла внутри частиц [45, 23, 61].
В процессе извлечения масла мы столкнулись с проблемой избыточной влажности сырья и его высокой гигроскопичностью, связанной с высоким содержанием органических кислот, пектиновых веществ, углеводов и т.д. Имеющаяся нормативная документация на плоды рябины обыкновенной, регламентирует качество сырья по показателю влажность 18% [27, 108].
В связи с этим, целью наших дальнейших исследований явился поиск оптимальных путей устранения излишней влажности плодов рябины. Для снижения содержания веществ гидрофильной природы, таких как пектиновые вещества, органические кислоты и сахара, которые придают сырью излишнюю вязкость, плоды рябины обыкновенной подвергали различным видам обработки:
1) свежесобранные плоды рябины высушивали в сушильном шкафу при температуре 60С, до содержания влаги в сырье 14-15%, затем плоды измельчали;
2) свежие плоды рябины загружали в мацерационный бак со специально вмонтированным воздухоотводом, заливали троекратным количеством воды очищенной и оставляли в тёплом месте для брожения. Окончание процесса брожения фиксировали по прекращению выделения пузырьков углекислого газа. Затем жидкость сливали, полученный шрот отжимали на ручном прессе и высушивали в сушильном шкафу при температуре 60С, до постоянной массы. Влажность полученной мятки составила 4-5,5%;
3) свежие плоды рябины помещали в морозильную камеру (t=-18C), выдерживали в течение 3 суток, затем, используя ручной пресс, отжимали сок из плодов и высушивали в сушильном шкафу при температуре 60С, до постоянной массы, при этом влажность полученной мятки составляла 8,5-9,5%; 4) свежие плоды рябины загружали в мацерационный бак, заливали троекратным количеством спирта этилового 96% и настаивали в течение 24 часов при комнатной температуре, затем жидкость сливали, полученный шрот отжимали на ручном прессе и высушивали в сушильном шкафу при температуре 60С, до постоянной массы. Влажность мятки составила 7-9 %.
