Патент на изобретение №2314118

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТА ИЗ КИСТЕЙ СОПЛОДИЙ ВИНОГРАДА КУЛЬТУРНОГО, ОБЛАДАЮЩЕГО АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

(57) Реферат:

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения средства, обладающего антиоксидантной активностью. Способ получения экстракта из кистей соплодий винограда культурного, обладающего антиоксидантной активностью, при этом зрелые соплодия винограда культурного (Vitis vinifera L.) высушивают и измельчают при определенных условиях, далее сырье экстрагируют дважды этанолом при комнатной температуре при определенном соотношении сырье-экстрагент, затем полученный экстракт выпаривают, сгущенный экстракт неоднократно гомогенизируют и сушат, далее для отделения липофильных соединений экстракт обрабатывают бензином марки «Нефрас» при нагревании до кипения и перемешивании, для отделения водорастворимых компонентов экстракт обрабатывают водой при определенных условиях, далее суспензию фильтруют и осадок высушивают. Вышеописанный способ позволяет получить экстракт с повышенным содержанием полифенолов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и касается способа получения экстракта с повышенным содержанием основных действующих биологически активных веществ (полифенолы) из осевых кистей (гребней) соплодий винограда культурного (Vitis vinifera L.).

В патенте RU №1072309 описан способ получения средства, обладающего антиалкогольным действием. Конечный продукт – густой экстракт (гребни винограда), содержащий пектиновые вещества (20 мг/г), органические кислоты (18 мг/г), свободные аминокислоты (20 мг/г), катехины (120 мг/г), лейкрантоцианы (250 мг/г), флавоноиды (80 мг/г), лигнин (50 мг/г), фенолкислоты (60 мг/г), ароматические кислоты (5 мг/г), алкилферулаты (10 мг/г), лигнаны (5 мг/г), гликозиды лигнанов(5 мг/г). Продукт достоверно подавляет процесс формирования физической зависимости от алкоголя.

Известно также (патент RU №2228761) средство, снижающее действие алкоголя, и способ его получения. Средство включает водно-спиртовые экстракты гребней винограда, травы зверобоя и плодов шиповника. Стандартизация продукта по части экстракта гребней винограда осуществляется по содержанию ароматических альдегидов и неокисленных соединений фенольной природы.

Имеется ряд зарубежных патентов, описывающих получение жидких водно-спиртовых экстрактов гребней винограда.

Наиболее близким к предлагаемому является средство на основе экстракта из гребней винограда, защищенное патентом RU №2229302, модифицирующее токсическое действие алкоголя, и способ его получения.

В данном патенте представлены варианты получения конечного продукта – экстракта гребней винограда. Представлено несколько продуктов: водный экстракт, водно-спиртовой экстракт, сухой экстракт (экстрагент не указан). Все продукты могут являться сырьем для: лекарственного средства, биологически активных добавок к пище, компонентами безалкогольных, слабо алкогольных и крепких алкогольных напитков. Описан способ получения экстрактов, различные температурные режимы экстракции: 40°, 35°С, комнатная; различные экстрагенты: вода, водно-спиртовая смесь; режимы сушки экстрактов: ниже 40°, 35°С при комнатной температуре. Полученный сухой, водной фракции экстракт обогащают фракцией ароматических альдегидов. Таким образом, представлены несколько способов получения конечных продуктов.

Экстракт содержит в расчете на минимальную разовую дозу не менее 6 мг, ароматических альдегидов и не менее 370 мг неокисленных соединений фенольной природы.

Современные требования к субстанциям для производства ЛС, БАД включают в себя, в первую очередь точное, количественное определение действующих веществ по методам их стандартизации, что и определяет качество продукта. В готовых формах дозировка существенно различается для разных видов продукта (ЛС или БАД).

В патенте указано содержание в экстракте в расчете на минимальную разовую дозу ароматических альдегидов – 6 мг и неокисленных соединений фенольной природы – не менее 370 мг, но не указано для какого продукта определены эти дозы.

Для оценки правильного выбора методики получения экстракта, необходимо указывать содержание выбранных параметров (в данном случае ароматических альдегидов и неокисленных фенольных соединений) при каждом режиме. Во вторых указанные группы БАВ далеко не однородны и содержат большое разнообразие конкретных веществ. Разовые нормы для отдельных групп как альдегидов, так и фенольных соединений существенно отличаются. То есть указанные нормы не могут являться критерием как для лекарственного средства (ЛС), так и для биологически активной добавки (БАД). Кроме того, наиболее важными, активными и общепринятыми для данной продукции фракциями являются полифенольные соединения.

Таким образом, в патенте нет четких характеристик продуктов, полученных с использованием разных режимов экстракции и количественной характеристики биологически активных веществ (БАВ) в конечных продуктах. Продукты виноградарства являются богатейшими источниками биологически активных веществ. В мировой практике по доказанным свойствам экстракты на их основе занимают одно из ведущих мест. При этом активно используются экстракты вина, сока, кожицы, семян жома винограда. Экстракт гребней винограда, зарегистрированный впервые как «Комплекс полифенолов гребней винограда, (КПГВ)» (впервые зарегистрирована фирмой «Парафарм» в 1996, последняя перерегистрация – 2005 г, Свидетельство о государственной регистрации №77.99.23.3.У.7831.7.05) относится к приоритетным российским разработкам и получает в последние годы все большее распространение. Экстракт кистей соплодий (гребней) винограда содержит целый комплекс полифенольных соединений, которые были изучены ранее [Еремина А.В., Решетняк В.Ю., Везиришвили М.О. Определение полифенольного состава сухого экстракта гребней винограда методом ВЭЖХ. Химико-фармацевтический журнал. – 2004. – Т. 38, №3. – С.26-28; Еремина А.В., Везиришвили М.О., Решетняк В.Ю. Стандартизация полифенольных соединений сухого экстракта гребней винограда, Х1 Российский национальный конгресс «Человек и лекарство». – М: Медицина. – 2004. – С.785].

Экстракт гребней винограда имеет следующий качественный состав биологически активных веществ:

Первоначально, до регистрации «КПГВ», проводились исследования с использованием жидкого вводно-спиртового экстракта, показавшие возможность отнести продукты гребней винограда к эффективным средствам, повышающих устойчивость организма к воздействию целого ряда отрицательных факторов окружающей среды, в том числе злоупотребления алкоголем. Показано, что результатами этих воздействий является образование повышенного количества свободных радикалов, разрушительно действующих на весь организм, и в первую очередь на печень [Лопаткина Т.Н. Алкогольная болезнь печени. Новый мед. журнал.-1995-№1.с.16-18; Хазанов А.И. К вопросу об алкогольных поражениях печени. Рос. мед. вести – 1998. – №1 с.540-44.; Ланкин В.З. и др. Биоантиоксиданты – универсальные лекарства. Сб. материалов симпоз. – «Антиоксиданты в профилактике и комплексной терапии свободнорадикальных патологий, М. 2002]

В клинических и экспериментальных исследованиях доказана эффективность использования препаратов на основе экстрактов кистей винограда для предотвращения отрицательного влияния алкоголя на организм [Брехман И.И. и др. Некоторые результаты экспериментальных исследований и полигонных испытаний антиалкогольного (антидепендантного) действия каприма. Валеология. Диагностика, средства и практика обеспечения здоровья. – Владивосток: Дальнаука. – 1995, – вып.2, – С.140-149].

Таким образом, проведенные ранее исследования и опыт российской научной практики показали, что экстракты из продуктов виноградарства, в том числе и экстракты из кистей соплодий (гребней) винограда, в частности полифенольные фракции, обладают антиоксидантными, гепатопротекторными, алкопротекторными и адаптогенными действиями.

На основе «КПГВ» зарегистрирована БАД «Корда-Парафарм», заявленная как дополнительный источник флавоноидов, антиоксидантов и снижающий токсическое действие алкоголя на организм.

Таким образом, в связи с доказанной биологической активностью, потребность в высокоэффективном, экстракте гребней винограда постоянно увеличивается.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения из гребней винограда экстракта с высоким (до 98%) содержанием полифенольных соединений. Преимущество данного метода в том, что он представляет собой реальную альтернативу дорогостоящим способам очистки экстрактов из продуктов виноградарства с помощью колоночной хроматографии на полимерных сорбентах.

Для решения поставленной задачи предложен способ получения средства, обладающего антиоксидантной активностью, характеризующийся тем, что зрелые соплодия винограда культурного (Vitis vinifera L.) высушивают при температуре 50°С до достижения влажности 8-10%, измельчают до размера частиц 2-5 мм, далее сырье экстрагируют дважды 55% водным раствором этанола при комнатной температуре при соотношении сырье-экстрагент 1:1, затем полученный экстракт выпаривают при 60-70°С и давлении 0,7 бар, полученный сгущенный экстракт влажности 60-70% неоднократно гомогенизируют при 35-40°С и сушат, далее для отделения липофильных соединений экстракт обрабатывают бензином марки «Нефрас» при нагревании до кипения и перемешивании, а затем для отделения водорастворимых компонентов экстракт обрабатывают водой при соотношении 1:0,5 и температуре воды до +5°С при перемешивании, далее суспензию фильтруют и осадок высушивают, содержание суммы полифенолов в целевом продукте составляет 98,66%.

При этом сгущенный экстракт гомогенизируют 4 раза по 30 минут, а сушку проводят в распылительных сушилках при температуре внутри сушилки 175°С, снаружи 89-95°С в течение 1-2 часов.

Способ осуществляют следующим образом. Собранные после достижения зрелости соплодия винограда культурного (Vitis vinifera L.) отделяются от ягод на дробилках-гребнеотделителях. Полученные таким образом кисти соплодий винограда помещают в сушильные камеры и высушивают при температуре 50°С до достижения влажности 8-10%. Высушенное сырье измельчается на кормодробилках до размера частиц 2-5 мм. Было определено, что именно данный размер частиц кистей соплодий винограда позволяет получать максимальный выход полифенольных соединений, так как более крупные частицы затрудняют процесс экстракции, а более мелкие образуют с экстрагентом тестообразную массу, которая оказывает гидравлическое сопротивление, в результате чего в вытяжку переходит большое количество балластных веществ. Полученное растительное сырье «кисти соплодий винограда культурного, измельченные» контролируются по органолептическим и физико-химическим показателям на соответствие нормам и требованиям ГОСТ 7208. Кроме того, для обеспечения надлежащего количества биологически активных веществ в конечном продукте, в исходном сырье определяется содержание суммы полифенолов (должно быть не менее 5%).

Кисти соплодий винограда подвергаются экстракции 55%-ным водным раствором этанола при комнатной температуре двумя циклами в экстракторах любого типа, пригодных для данных операций.

Первый цикл. Соотношение сырья и экстрагента для первого цикла экстракции: 10 кг сухого сырья на 10 л водного раствора этанола. Выход после первого цикла составляет 7,5 литров. Полученный слив переносится во второй экстрактор, в котором находится 10 кг нового сырья. При этом объем этанола доводят до 10 литров. Время экстракции определяется промежуточными анализами.

Второй цикл. В первый экстрактор на оставленное после первого цикла сырье заливается 10 литров 55%-ного спирта и весь цикл повторяется. В заключении процесса экстракции оба раствора (полученные после 1-го и 2-го циклов) сливаются. Затем фильтруются через стандартные фильтры и сливаются в металлические (или из титана) емкости, где и остаются до следующего процесса.

Выпаривание производится в выпаривателях типа LUWA для ротационного выпаривания (с центрифугой) или в других отечественных аналогичных выпаривателях. Температура выпаривания 60-70°С, давление 0,7 бар.

Выпаривание осуществляется до достижения влажности экстракта 60-70% Получается сгущенный промежуточный экстракт. Для получения гомогенной массы сгущенный экстракт помещают в резервуар для гомогенизации. Гомогенизацию проводят 4 раза по 30 минут. Температура, при которой осуществляется процесс 35-40°С. Сушка производится методом распыления в стандартных распылительных сушилках типа NIRO или отечественных аналогах. Температура внутри сушилки 175°С, снаружи 89-95°С. Продолжительность сушки 1-2 часа.

Полученный таким образом экстракт содержит 30±3% полифенольных соединений. Эти соединения определяют биологическую активность экстракта, являясь сильными антиоксидантами. Для улучшения фармакологической активности экстракта необходимо увеличить содержание полифенольных соединений в экстракте.

Проведенный патентный поиск показал, что один из способов очистки от балластных веществ экстрактов из различных продуктов виноградарства: семян, жома, свежих плодов винограда(не гребней), характеризующихся высоким содержанием полифенольных соединений (проантоцианидинов), мономерами которых являются катехины, заключается в следующем. Сырье экстрагируют 50%-ным этиловым спиртом методом мацерации, высушивают и получают экстракт, содержащий 3% проантоцианидинов. Далее экстракт растворяют в 50%-ном этаноле (1,5 кг экстракта в 10 литрах растворителя) фильтруют через стеклянный фильтр и подвергают глубокой очистке при помощи колоночной хроматографии на сорбентах: “SEPHADEX LH-20” или “DIAION НР20”. В способе используется хроматографическая колонка длиной 32 см, диаметром 30 см. Первоначально колонку с экстрактом промывают 100 литрами воды, а затем 100 литрами этилового спирта, в результате из 25 кг сырья получают 105 граммов экстракта с содержанием полифенолов 97% [Lipoprotein lowering agent, cholesterol lowering agent, and medicaments comprising these agents respectively/Заявка №9518644, МКИ А61К 35/78. Kodo Kazuo, Itakura, Hiroshige, Koda. Заявл. 27.11.1995. Опубл. 29.05.199 №6129940]. Данный способ очистки экстракта очень дорог.

Кроме того, экстракцию полифенольных соединений из продуктов переработки винограда, например семян винограда, можно проводить водой, очищенной под давлением. Полученную вытяжку подвергают ультрафильтрации через мембрану FP-200, затем пропускают раствор через колонку с полимерным носителем XUS-43520.00 (дивинилбензиновый сополимер) и окончательно очищают экстракт с помощью обратного осмоса [Method for extraction of proanthocyanidins from plant material/Заявка №08919508. МКИ С 07D 311/62. Karim Nafisi-Movaghar, Tomas T. Svanoe, William A. Sero. Заявлено 29.08.1997. Опубликовано 15.06.1999, №5912363]. Данный способ требует применения дорогостоящего оборудования.

Для достижения поставленной цели полученный (первичный) экстракт подвергся исследованиям по его очистке. Экстракт гребней винограда имеет темно-коричневый цвет, гигроскопичен (на воздухе набирает влагу и комкуется), частично растворим в 95%-ном спирте и в воде, но без остатка растворяется в 50-60%-ном водном спирте.

При добавлении к водно-спиртовому раствору экстракта нескольких капель 3%-ного раствора хлорида железа (III) образуется зеленоватый раствор, что свидетельствует о присутствии в нем веществ катехиновой группы.

УФ-спектры водно-спиртового раствора экстракта и стандартного вещества: (+)-катехина в области 250-350 нм практически совпадают. Что позволяет при определении суммы полифенолов использовать в качестве стандартного образца (+)-катехина и делать на него пересчет.

В процессе дальнейших исследований были разработаны методы количественного определения суммы полифенолов в пересчете на (+)-катехин.

При этом важное внимание было уделено количественной оценки содержания полифенольной фракции в исходном сырье, промежуточном продукте и конечном (очищенном) экстракте.

Согласно данных анализа содержание суммы полифенолов составляет в

* сырье – 10,65%,

* в промежуточном сухом экстракте – 29,5%,

что коррелирует и с выходом экстрактивных веществ (31%).

Разработка метода повышения содержания полифенольной фракции исходного экстракта

С целью обогащения экстракта были предприняты попытки очистить его от сопутствующих веществ путем использования различных отечественных сорбентов (силикагель, оксид алюминия (III), полиамид и др.). При этом было установлено, что основная часть полифенолов, содержащихся в экстракте, необратимо осаждается на сорбентах.

Основываясь на вышеописанных исследованиях, провели очистку экстракта методом колоночной хроматографии. В качестве сорбента использовали “SEPHADEX LH-20”, который позволяет отделять высокомолекулярные вещества, являясь по сути «молекулярным ситом».

При пропускании экстракта гребней винограда в виде водно-спиртового раствора через “SEPHADEX LH-20”, был получен продукт (после упаривания элюата до сухого остатка) с содержанием суммы полифенолов 33,70%, что указывает на малую эффективность использования данного сорбента для данного вида экстракта винограда.

Дальнейшие опыты показали, что основные компоненты экстракта (полифенолы) не растворимы в хлороформе и других неполярных растворителях, а также ограничено растворимы в воде при низких температурах.

В связи с этим выделение полифенолов из исходного экстракта проводили следующим образом.

Отделение липофильных соединений

Использование хлороформа для очистки растительных экстрактов в силу его высокой токсичности создает ряд сложностей при его использовании. Главной из которых является регламентирование и жесткий контроль остаточных количеств этого растворителя в конечном продукте (очищенном экстракте). Альтернативой к хлороформу является широко использующийся в пищевой промышленности для экстракционного производства растительных масел бензин марки «НЕФРАС», который по липофильным свойствам схож с хлороформом.

10,0 г экстракта помещали в колбу вместимостью 50 мл, заливали 30 мл «НЕФРАСа», подсоединяли обратный холодильник и нагревали до кипения при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке в течение 15 минут. Содержимое колбы после охлаждения фильтровали под вакуумом через пористый стеклянный фильтр №2 (пор 41), остаток на фильтре промывали 20 мл бензина, а затем сушили на воздухе. После отгонки растворителя получали 0,2266 г остатка, содержащего хлорофилл и другие липофильные вещества. Выход липидного остатка 2,266%.

Отделение водорастворимых компонентов

Освобожденный от липидов экстракт помещали в колбу вместимостью 50 мл и заливали 25 мл охлажденной до +5°С воды. Содержимое колбы перемешивали с помощью магнитной мешалки 20 минут, затем колбу с содержимым помещали в холодильник и выдерживали при температуре около +5°С 30 минут. После этого содержимое колбы (суспензию) фильтровали через бумажный фильтр под вакуумом. Осадок на фильтре промывали 10 мл охлажденной до+5°С водой и высушивали сначала на воздухе, а затем в эксикаторе над безводным хлоридом кальция.

Получили 2,30 г сухого остатка. Выход от начала процесса составил приблизительно 68%. Потери основных веществ на стадии отделения липидов составили около 2%, а на стадии промывания водой около 30%.

Содержание суммы полифенолов в конечном экстракте составляет 98,66%.

Таким образом, предложенный способ, повышающий содержание основных действующих фракций (полифенолов) экстракта гребней винограда, позволяет получать высокоэффективный экстракт для фармацевтического производства биологически активных добавок к пище, лекарственных препаратов, а также для нужд косметической и пищевой промышленности.

Одним из важнейших свойств экстрактов из продуктов виноградарства, в том числе экстрактов гребней виноградарства, является антиоксидантное действие. Свободнорадикальные процессы являются главенствующими факторами повреждения клеточных структур печени, сердечно-сосудистой и центральной нервной систем и др. вред, наносимый организму при злоупотреблении алкоголем, в большой степени связан именно с увеличением свободных радикалов. Изучение антиоксидантной активности исходного и очищенного экстрактов, использующихся при производстве БАД «Корда-Парафарм», проводили с помощью ферментных биотест-систем in vitro, разработанных в ВИЛАР и запатентованных в РФ (патенты №218190, 218191, 218192). Результаты влияния экстрактов кистей соплодий винограда неочищенного и очищенного представлены в таблице 3.

Из таблицы 3 видно, что экстракты 1 и 2 повышают скорости глутатионредуктазной и каталазной реакций, что свидетельствует о наличии у них антиоксидантной активности. Количественная оценка показывает наличие существенно большей антиоксидантной активности у экстракта 2. Таким образом, очищенный экстракт кистей соплодий винограда, который имеет высокое содержание полифенолов (до 98%), обладает более выраженной антиоксидантной активностью.

Формула изобретения

1. Способ получения экстракта из кистей соплодий винограда культурного, обладающего антиоксидантной активностью, характеризующийся тем, что зрелые соплодия винограда культурного (Vitis vinifera L.) высушивают при температуре 50°С до достижения влажности 8-10%, измельчают до размера частиц 2-5 мм, далее сырье экстрагируют дважды 55%-ным водным раствором этанола при комнатной температуре при соотношении сырье-экстрагент 1:1, затем полученный экстракт выпаривают при 60-70°С и давлении 0,7 бар, полученный сгущенный экстракт влажности 60-70% неоднократно гомогенизируют при 35-40°С и сушат, далее для отделения липофильных соединений экстракт обрабатывают бензином марки «Нефрас» при нагревании до кипения и перемешивании, а затем для отделения водорастворимых компонентов экстракт обрабатывают водой при соотношении 1:0,5 и температуре воды до 5°С при перемешивании, далее суспензию фильтруют и осадок высушивают, содержание суммы полифенолов в целевом продукте составляет 98,66%.

2. Способ по п.1, где сгущенный экстракт гомогенизируют 4 раза по 30 мин.

3. Способ по п.1, где сушку проводят в распылительных сушилках при температуре внутри сушилки 175°С, снаружи 89-95°С в течение 1-2 ч.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 09.08.2008

Извещение опубликовано: 27.06.2010 БИ: 18/2010

NF4A – Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.10.2010

Извещение опубликовано: 27.10.2010 БИ: 30/2010