RU2650808C1 - Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, и способ его получения - Google Patents
Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650808C1 RU2650808C1 RU2016148563A RU2016148563A RU2650808C1 RU 2650808 C1 RU2650808 C1 RU 2650808C1 RU 2016148563 A RU2016148563 A RU 2016148563A RU 2016148563 A RU2016148563 A RU 2016148563A RU 2650808 C1 RU2650808 C1 RU 2650808C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- algae
- fucus
- extract
- dry
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K36/00—Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
- A61K36/02—Algae
- A61K36/03—Phaeophycota or phaeophyta (brown algae), e.g. Fucus
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Alternative & Traditional Medicine (AREA)
- Botany (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской и лечебно-профилактической практике, к химико-фармацевтической, пищевой, косметической промышленности. Отличие в получении заявляемого сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием состоит в том, что используют водоросли: фукус пузырчатый Fucus vesiculosus, фукус двусторонний Fucus distichus и фукус зубчатый Fucus serratus, экстракцию водорослей проводят смесью фруктозы, глюкозы, сукрозы и воды (в молярном соотношении 1:1:1:11) 20% и воды 80% с использованием микроволнового излучения мощностью 500-600 Вт в течение 10-15 мин при температуре 40-60°С, затем к реакционной смеси прибавляют фермент протосубтилин из расчета 1-3 г на 100 г экстракта и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин, по окончании процесса фермент инактивируют, отделяют шрот водорослей, жидкий экстракт обрабатывают флокулянтом из расчета 0,5-1,5 г на 100 г экстракта, отделяют осадок флокулянта. В качестве экстрагента используют также смесь пролина, яблочной кислоты и воды (в молярном соотношении 1:1:3) 20% и воды 80%. В качестве исходного сырья для получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидантным действием, могут быть использованы слоевища водорослей свежие, замороженные или сухие. При этом гидромодуль для свежих и замороженных водорослей может составлять 1:1, для сухих - 1:5. В качестве флокулянта могут быть применены хитозан или микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ). Сушку жидкого экстракта могут проводить лиофильно или с помощью распылительной сушилки. Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, полученный вышеуказанным способом, представляет собой комплекс биологически активных веществ (БАВ) следующего состава: фукоидан 50-60 г, альгиновая кислота 1-5 г, полифенолы 25-35 г, свободные аминокислоты 50-100 мг, аскорбиновая кислота 0,5-1 г в 100 г сухого экстракта. Заявленное изобретение обеспечивает достижение указанных технических результатов, а именно обеспечение наиболее полного извлечения биологически активных веществ фукусовых водорослей и получение сухого экстракта из фукусовых водорослей с усиленным антиоксидантным действием и улучшенной растворимостью в воде. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к медицинской и лечебно-профилактической практике, к химико-фармацевтической, пищевой, косметической промышленности, в том числе к области создания антиоксидантов растительного происхождения.
Известен способ получения экстракта фукусного по патенту РФ на изобретение №2126688 от 25.10.1995 г. Способ заключается в измельчении фукусовых водорослей, экстракции и фильтрации экстракта. Перед экстракцией водоросли обрабатывают горячей водой, экстракцию проводят в слабощелочном растворе кальцинированной соды при щелочности 0,7-0,8%, температуре 65+5°С в течение 4-5 ч. После фильтрации упаривают экстракт и сушат при давлении пара 0,19+0,01 мПа. Недостатками данного способа является извлечение водорастворимых биологически активных веществ (БАВ) на предварительной стадии - обработке водорослей горячей водой, а также получение неочищенной фракции альгинатов нестандартизованного состава. При экстрагировании слабощелочными растворами экстракт фукуса в основном содержит альгинаты, при данном способе получения экстракта извлечения фукоидана и других веществ, обладающих антиоксидантными свойствами, не происходит. Экстракт такого состава не может быть применен как антиоксидантное средство.
Наиболее близким способом получения антиоксидантного экстракта из бурых водорослей, в частности из бифуркаты раздвоенной и аскофиллума узловатого, (прототипом) является способ по патенту Испании на изобретение ES 2997963 от 23.03.2016 г. Способ заключается в том, что свежие или сухие слоевища водорослей (бифуркаты раздвоенной Bifurcaria bifurcata и аскофиллума узловатого Ascophyllum nodosum) заливают водой в соотношении 3-5 г/г и измельчают в блэндере, экстрагируют водой или водно-этанольной смесью в установке с применением ультразвуковой обработки. Затем отделяют шрот водорослей отстаиванием, далее жидкий экстракт центрифугируют или фильтруют, концентрируют в вакууме на роторном испарителе, сушат лиофилизацией и получают сухие экстракты, содержащие полифенолы 62.4 мг в пересчете на флороглюцинол из водорослей Bifurcaria bifurcata и 44 мг в пересчете на флороглюцинол из водорослей Ascophyllum nodosum. Антиоксидантная активность IC50 по отношению к радикалу DPPH (Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity, Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset C. LWT Food Sci Technol 28:5-30 18, 1995) составляет 17.68±2.2 мг/мл и 23.73±3.83 мг/мл соответственно для каждого полученного экстракта. Недостатками способа является низкий выход полифенолов от содержания в сырье (30-40%), а также невысокое содержание полифенолов в сухом экстракте (5-6,6%), отсутствие в экстракте свободных аминокислот и аскорбиновой кислоты.
Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, как и известные, представляет собой комплекс биологически активных веществ (БАВ).
Способ получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидантным действием, как и известные, заключается в том, что слоевища водорослей измельчают, экстрагируют, реакционную смесь дважды разделяют на фракции, жидкий экстракт сушат.
Технической проблемой изобретения является совершенствование переработки фукусовых водорослей Баренцева моря, в частности фукуса пузырчатого Fucus vesiculosus, фукуса двустороннего Fucus distichus и фукуса зубчатого Fucus serratus, с применением нового экологически чистого экстрагента, соответствующего направлению «Green Technology», с целью расширения арсенала антиоксидантных средств растительного происхождения.
Техническими результатами изобретения являются: обеспечение наиболее полного извлечения биологически активных веществ фукусовых водорослей и получение сухого экстракта из фукусовых водорослей с усиленным антиоксидантным действием и улучшенной растворимостью в воде.
Технический результат по первому пункту формулы достигается тем, что для получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидантным действием, используют водоросли фукус пузырчатый Fucus vesiculosus, фукус двусторонний Fucus distichus и фукус зубчатый Fucus serratus, экстракцию водорослей проводят смесью фруктозы, глюкозы, сукрозы и воды (в молярном соотношении 1:1:1:11) 20% и воды 80% с использованием микроволнового излучения мощностью 500-600 Вт в течение 10-15 мин при температуре 40-60°С, затем к реакционной смеси прибавляют фермент протосубтилин из расчета 1-3 г на 100 г экстракта и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин, по окончании процесса фермент инактивируют, отделяют шрот водорослей, жидкий экстракт обрабатывают флокулянтом из расчета 0,5-1,5 г на 100 г экстракта, отделяют осадок флокулянта.
Технический результат по пятому пункту формулы достигается также тем, что в качестве экстрагента используют смесь пролина, яблочной кислоты и воды (в молярном соотношении 1:1:3) 20% и воды 80%.
В качестве исходного сырья для получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидантным действием, могут быть использованы слоевища водорослей свежие, замороженные или сухие. При этом гидромодуль для свежих и замороженных водорослей может составлять 1:1, для сухих - 1:5. В качестве флокулянта могут быть применены хитозан или микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ). Сушку жидкого экстракта могут проводить лиофильно или с помощью распылительной сушилки.
Технический результат по девятому пункту формулы достигается тем, что сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, полученный вышеуказанными способами, представляет собой комплекс биологически активных веществ (БАВ) следующего состава: фукоидан 50-60 г, альгиновая кислота 1-5 г, полифенолы 25-35 г, свободные аминокислоты 50-100 мг, аскорбиновая кислота 0,5-1 г в 100 г сухого экстракта.
Сухой экстракт из фукусовых водорослей относится к легко растворимым веществам, его растворимость в воде составляет 1 г в 10 мл воды при 20°С.
В последнее десятилетие проявляется большой интерес к определению антиоксидантной активности (АОА) лекарственных препаратов и биологически активных веществ. Изучение антиоксидантной активности БАВ водорослей, как и других растительных экстрактов, является активно развивающимся направлением. Экстракты из фукусовых водорослей перспективны как антиоксидантные биопрепараты в связи с высоким содержанием полифенолов и фукоидана, АОА которых показана рядом авторов, а также возможной ролью других БАВ водорослей, например аскорбиновой кислоты, свободных аминокислот и других [Kang K., Park Y., Hwang H. et al. Antioxidative properties of brown algae polyphenolics and their perspectives as chemopreventive agents // Arch. Pharm. Res. - 2003. - Vol. 26, №4. - P. 286-293; Omar H.E. -D.M, Eldien H.M.S., Badary M.S. et al. The immunomodulating and antioxidant activity of fucoidan on the splenic tissue of rats treated with cyclosporine A // The Journal of Basic & Applied Zoology. - 2013. - Vol. 66.-P. 243-254].
Фукоиданы - сложные сульфатированные полисахариды клеточных стенок бурых водорослей, состоящие в основном из L-фукозы и небольших количеств галактозы, маннозы, ксилозы, глюкозы, рамнозы и уроновых кислот [Li В., Lu F., Wei X., Zhao R. Fucoidan: Structure and Bioactivity.// Molecules. 2008. Vol. 13. P. 1671-1695]. На их долю приходится 10-20% сухой массы. Фукоиданы растворимы в воде, не образуют очень вязких сред, и технология их получения может включать в себя экстракцию водой, растворами кислот или солей кальция, дальнейшую обработку ультразвуком или микроволнами. Известно, что фукоидан обладает широким спектром биологической активности, антиоксидантными и противовирусными свойствами [Фукоиданы - сульфатированные полисахариды бурых водорослей. Структура, ферментативная трансформация и биологические свойства / отв. ред.: Н.Н. Беседнова, Т.Н. Звягинцева. - Владивосток, 2014. - 379 с.].
Фенольные соединения и флоротанины. Фенолы - структурные компоненты клеточных стенок многих растений, играющие важную роль в качестве сигнальных веществ, защите от хищников, в ответ на экологические стрессы [Ragan М.А., Glombitza K.V. Phlorotannins, brown algal polyphenolics // Progress in Phycological Research, Bristol. 1986. Vol. 4. P. 129-241]. Флоротанины, вторичные метаболиты бурых водорослей, не встречающиеся в наземных растениях, являются олигомерами или полимерами флороглюцина (1,3,5-тригидроксибензол), связаны диарильными связями (фуколы), эфирными связями (флороэтолы, гидроксифлорэтолы, фукофлорэтолы), дибензодиоксиновой связью (эколы и кармалолы). Флоротанины имеют широкий диапазон размеров молекул (400-400000 Да) и содержатся в различных концентрациях (0,5-20% от сухой массы) в бурых водорослях. Флоротанины являются эффективными ингибиторами тирозиназы и синтеза меланина. Флоротанины проявляют антиоксидантную, противоопухолевую, антигипертензивную активности, обеспечивают защиту от сердечно-сосудистых заболеваний [Wei Y., Xu Z. Studies on antioxidative activity of high molecular weight polyphenols from two kinds of brown algae // Zhongcaoyao. 2003. Vol. 34. P. 3170-3190].
Одним из наиболее известных антиоксидантов является аскорбиновая кислота. Фукусовые водоросли Баренцева моря содержат значительные количества витамина С - 250-400 мг в 100 г сухих водорослей [Барашков Г.К. Сравнительная биохимия водорослей. М.: Изд. "Пищевая промышленность". 1972. 336 с.].
Аминокислоты являются важнейшими компонентами растительного сырья, принимающие участие в биосинтезе белков, ферментов, гормонов и других активных соединений, как в растительном организме, так и в организме человека. Свободные аминокислоты высших растений и водорослей, не входящие в состав белков, проявляют также и антирадикальные свойства, и часто входят в состав антиоксидантных комплексов [Владимиров Ю.А. Свободные радикалы и АО // Вестник РАМН. - 1998. №7. С. 43-51; Клиндух М.П., Облучинская Е.Д. Химический состав и антиоксидантная активность настоек фукусовых водорослей // Фармация. 2015. №3. с. 8-11].
Одним из наиболее часто применяемых методов для оценки АОА водорослевых БАВ, описанных в литературе, является реакция с радикалом DPPH [Blois M.S. Antioxidant determination by the use of a stable free radical // Nature. 1958. Vol. 191. P. 1199-1200]. Аббревиатура названия метода повторяет название радикала дифенилпикрилгидразила - diphenylpicrylhydrazyl - 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (C18H12N5O6, М=394,33), растворенного в этаноле, который реагирует с образцом антиоксиданта (АН) по схеме:
DPPH*+АН→DPPH-H+А*.
В результате восстановления DPPH антиоксидантом снижается фиолетовая окраска DPPH в этаноле, а реакция контролируется по изменению оптической плотности при 517 нм обычными методами спектрофотометрии. Значение результатов выражено через значения параметров IС50 - концентрации анализируемых экстрактов, при которой происходит 50%-ное ингибирование свободного радикала DPPH.
Новый тип экологически чистых «зеленых» экстрагентов, так называемых природных глубоких эвтектических растворителей (Natural Deep Eutectic Solvents), были предложены группой исследователей, чтобы расширить диапазон ионных жидкостей-экстрагентов (ILS) и глубоких эвтектических растворителей (DES) (Choi и др, 2011;. Dai, Spronsen, Witkamp, Verpoorte, & Choi, 2013a; Dai, Verpoorte, & Choi, 2014). Природные глубокие эвтектические растворители состоят в основном из природных первичных метаболитов, таких как сахара, сахарные спирты, органические кислоты, аминокислоты и амины и дополнительно часто содержат воду в определенных молярных соотношениях. Они характеризуются высокой способность извлечения природных биологических соединений и высокой экологичностью, включая биоразлагаемость, химической устойчивостью, низкой себестоимостью подготовки. Все эти свойства делают эти экстрагенты перспективными для получения фармацевтических препаратов, продуктов питания, и косметики.
Для стандартизованных БАВ растительного происхождения или их смесей, в особенности для фармацевтических субстанций, очень важным показателем является растворимость. Растворимость определяет биодоступность БАВ, которые прежде всего должны в растворенном виде попасть в кровь или ткани и органы пациента для проявления фармакологического действия. Повышение растворимости БАВ растительного происхождения, особенно в универсальном растворителе - воде, является важной фармацевтической задачей [Гулякин И.Д., Николаева Л.Л., Санарова Е.В., Ланцова А.В., Оборотова Н.А. Применение фармацевтической технологии для повышения биодоступности лекарственных веществ // Росс, биотерапевтический ж., №3, т. 13, 2014].
Способ получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидантным действием, для целей настоящего изобретения заключается в следующем.
По заявляемому способу свежие, замороженные или сухие слоевища водорослей (фукуса пузырчатого Fucus vesiculosus, фукуса двустороннего Fucus distichus и фукуса зубчатого Fucus serratus) измельчают до размера частиц не более 1 мм, экстрагируют смесью фруктозы, глюкозы, сукрозы и воды (в молярном соотношении 1:1:1:11) 20% и воды 80% (экстрагентом 1) или смесью пролина, яблочной кислоты и воды (в молярном соотношении 1:1:3) 20% и воды 80% (экстрагентом 2), приготовленными как описано в методе Dai (Dai Y., van Spronsen J., Witkamp G.-J., Verpoorte R., Choi Y.H., 2013b. Natural deep eutectic solvents as new potential media for green technology. Analytica Chimica Acta 766, 61-68). Для интенсификации процесса экстракцию водорослей проводят с использованием микроволнового излучения мощностью 500-600 Вт в течение 10-15 мин при температуре 40-60°С. Гидромодуль для свежих и замороженных водорослей составляет при этом 1:1, для сухих - 1:5. Далее к реакционной смеси прибавляют фермент протосубтилин из расчета 1-3 г на 100 г экстракта. Для интенсификации процесса экстракции ферментацию проводят с дополнительной ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин. По окончании процесса фермент инактивируют, отделяют шрот водорослей, например, фильтрованием через нутч-фильтр или центрифугированием. Жидкий экстракт обрабатывают флокулянтом, например, хитозаном или микрокристаллической целлюлозой (МКЦ) из расчета 0,5-1,5 г на 100 г экстракта. Применение флокулянта обеспечивает сорбцию липидов и других веществ и позволяет получить более чистый экстракт, содержащий только водорастворимые компоненты, что значительно улучшает растворимость итогового продукта. Затем смесь повторно фильтруют или центрифугируют для отделения осадка флокулянта, жидкий экстракт сушат лиофильно или с помощью распылительной сушилки. Получают сухой экстракт из фукусовых водорослей.
Сухой экстракт из фукусовых водорослей представляет собой порошок от светло-коричневого до темно-коричневого цвета, содержащий фукоидан 50-60 г, альгиновую кислоту 1-5 г, полифенолы 25-35 г, свободные аминокислоты 50-100 мг, аскорбиновую кислоту 0,5-1 г в 100 г сухого экстракта, легко растворимый в воде (растворимость в воде составляет 1 г в 10 мл воды при 20°С), обладающий высокой антиоксидантной активностью, превосходящей аналог примерно в 500-750 раз.
Физико-химические характеристики и антиоксидантная активность полученных сухих экстрактов представлены в табл. 1.
Примечание. САК - свободные аминокислоты, IC50 - антиоксидантная активность, мг/мл.
Для наиболее важных, с точки зрения антиоксидантной активности, показателей (фукоидан, полифенолы, аскорбиновая кислота) рассчитан технологический выход в пересчете на содержание БАВ в сырье. Применение эвтектических растворителей (экстрагента 1 и 2) позволило достичь наиболее полной извлекаемости из водорослевого сырья полифенолов и аскорбиновой кислоты (более 90%) с одновременным увеличением процентной доли этих веществ в экстрактах фукуса (для полифенолов 25-30%). Содержание фукоидана в количестве 50-60% также выгодно отличает полученные по заявляемому способу сухие экстракты фукуса от экстрактов по способу-прототипу, где фукоидан содержится в количестве 115 и 156 мг/г или 11,5 и 15,6% соответственно. Свободные аминокислоты и аскорбиновая кислота в экстрактах по способу-прототипу отсутствуют.
Качественный состав аминокислот во всех полученных экстрактах был схожим. Всего в составе экстрактов определено 20 аминокислот, 8 из которых относятся к незаменимым для человека (таблица 2).
При детальном сравнительном анализе содержания свободных аминокислот в сухих экстрактах, полученных по заявляемому способу и способу, с использованием в качестве экстрагента воды деионизированной, установлено повышение содержание многих аминокислот в экстрактах в 2 и более раза.
При этом существенно возросло содержание валина, изолейцина, лейцина и тирозина в экстрактах, которые относятся к незаменимым для человека.
Содержание этих аминокислот повысилось в 7,6-28,5 раза по сравнению с экстрактами, полученными при использовании деионизированной воды. В экстрактах СЭФ-1 и СЭФ-3 повысилось также содержание аланина, гистидина, глицина, глутаминовой кислоты и серина, кроме того, характерно высокое содержание пролина и тирозина. Суммарное содержание свободных аминокислот в экстрактах по заявляемому способу возросло в 2,5-2,9 раз по сравнению с экстрактами по способу-аналогу.
Примечание: СЭФ-1-1, СЭФ-3-1 - получены с использованием деионизированной воды; СЭФ-1 - получен с использованием Экстрагента 1; СЭФ-3 - получен с использованием Экстрагента 2.
Подтверждение возможности получения данным способом заявленного технического результата - сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидантным действием, приводится в следующих конкретных примерах.
Пример 1.
100,0 г замороженных слоевищ фукуса пузырчатого Fucus vesiculosus измельчают до размера частиц не более 1 мм, экстрагируют смесью фруктозы, глюкозы, сукрозы и воды (в молярном соотношении 1:1:1:11) 20% и воды 80% (экстрагентом 1), гидромодуль 1:1. Экстракцию водорослей проводят с использованием микроволнового излучения мощностью 600 Вт в течение 10 мин. Температура 60±5°С. Затем к реакционной смеси прибавляют 3 г фермента протосубтилина и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин. По окончании процесса фермент инактивируют, фильтруют через нутч-фильтр. Жидкий экстракт обрабатывают 1 г флокулянта (хитозаном), фильтруют, сушат лиофильно. Получают сухой экстракт фукуса 1 (СЭФ-1) (табл.3).
Пример 2.
100,0 г сухих слоевищ фукуса пузырчатого Fucus vesiculosus измельчают до размера частиц не более 1 мм, экстрагируют смесью пролина, яблочной кислоты и воды (в молярном соотношении 1:1:3) 20% и воды 80% (экстрагентом 2), гидромодуль 1:5. Экстракцию водорослей проводят с использованием микроволнового излучения мощностью 500 Вт в течение 15 мин. Температура 50±5°С. Затем к реакционной смеси прибавляют 4 г фермента протосубтилина, и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин. По окончании процесса фермент инактивируют, осадок отделяют центрифугированием. Жидкий экстракт обрабатывают 3 г флокулянта (МКЦ), центрифугируют, сушат лиофильно. Получают сухой экстракт фукуса 2 (СЭФ-2) (табл. 3).
Пример 3.
100,0 г замороженных слоевищ фукуса двустороннего Fucus distichus измельчают до размера частиц не более 1 мм, экстрагируют смесью фруктозы, глюкозы, сукрозы и воды (в молярном соотношении 1:1:1:11) 20% и воды 80% (экстрагентом 1), гидромодуль 1:1. Экстракцию водорослей проводят с использованием микроволнового излучения мощностью 500 Вт в течение 10 мин. Температура 40±5°С. Затем к реакционной смеси прибавляют 5 г фермента протосубтилина, и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин. По окончании процесса фермент инактивируют, фильтруют через нутч-фильтр. Жидкий экстракт обрабатывают 1 г флокулянта (МКЦ), фильтруют или центрифугируют, сушат с помощью распылительной сушилки. Получают сухой экстракт фукуса 3 (СЭФ-3) (табл. 3).
Пример 4.
100,0 г сухих слоевищ фукуса зубчатого Fucus serratus измельчают до размера частиц не более 1 мм, экстрагируют смесью смесью пролина, яблочной кислоты и воды (в молярном соотношении 1:1:3) 20% и воды 80% (экстрагентом 2), гидромодуль 1:5. Экстракцию водорослей проводят с использованием микроволнового излучения мощностью 600 Вт в течение 12 мин. Температура 50±5°С. Затем к реакционной смеси прибавляют 2 г фермента протосубтилина и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин. По окончании процесса фермент инактивируют, центрифугируют. Жидкий экстракт обрабатывают 2 г флокулянта (хитозана), центрифугируют, сушат с помощью распылительной сушилки. Получают сухой экстракт фукуса 4 (СЭФ-4) (табл.3).
Новый продукт представляет собой экстракт фукуса, который отличается от экстракта по прототипу химическим составом, физико-химическими свойствами и фармакологическим действием (антиоксидантным) (см. таблицы 1 и 2).
Были проведены испытания антиоксидантной активности сухих экстрактов фукуса, получение которых описано в примерах 1-4, путем сравнения образцов СЭФ 1-4 с веществом сравнения кверцетином, являющимся эталоном среди антиоксидантов растительного происхождения. Кверцетин относится к группе растительных флавоноидов.
Объектом исследования являлись сухие экстракты фукуса СЭФ-Н4, полученные по заявляемому способу.
Целью работы являлось изучение антиоксидантной активности сухих экстрактов фукуса СЭФ-1 и СЭФ-2, полученных из слоевищ фукуса пузырчатого, а также СЭФ-3, полученного из слоевищ фукуса двустороннего, и СЭФ-4, полученного из слоевищ фукуса зубчатого (в пяти концентрациях каждый) в тестах in vitro по отношению к DPPH радикалу.
В результате исследования была установлена высокая антиоксидантная активность всех исследуемых экстрактов по отношению к DPPH радикалу. Наибольшая антиоксидантная активность была характерна для СЭФ-1 и СЭФ-2. Их IC50 (0,035-0,038 мг/мл) была сравнима с IC50 вещества сравнения кверцетина (0,026 мг/мл). Результаты оценки антиоксидантной активности исследуемых веществ по отношению к DPPH радикалу представлены на фиг. 1 и в таблице 3.
На фигуре 1 представлен график зависимости % ингибирования образования DPPH радикала (антиоксидантной активности) от концентрации исследуемых веществ: кверцетина (1), экстракта фукуса СЭФ-1 (2), экстракта фукуса СЭФ-4 (3) и экстракта фукуса СЭФ-3 (4).
В рамках данного исследования был показан высокий уровень антиоксидантной активности всех экстрактов фукуса, полученных по заявляемому способу. Однако сухие экстракты фукуса СЭФ-1 и СЭФ-2 характеризовались значительно более выраженной антиоксидантной активностью, поскольку высокий уровень антиоксидантной активности для них был достигнут при меньшей концентрации экстракта в растворе. IC50 экстракта фукуса СЭФ-3 и СЭФ-4 была сопоставима с IC50 кверцетина, и в 500-750 раз превосходит значение антиоксидантной активности образцов по способу-прототипу 17,68 и 23,73 мг/мл.
По результатам проведенных исследований установлено, что сухие экстракты фукуса характеризовались высокой антиоксидантной и восстанавливающей активностью в проведенных тестах in vitro на уровне с препаратом сравнения кверцетином.
Оценка растворимости в воде сухих экстрактов фукуса.
В фармакопейном анализе понятие растворимости приводится в качестве характеристики приблизительной растворимости лекарственного или биологически активного вещества при температуре от 15°С до 25°С. Испытание следует проводить при фиксированном значении температуры, обычно 20±2°С.
В фармакопее ГФ XIII изд. (2016 г.) растворимость вещества выражают в следующих терминах (в пересчете на 1 г):
Методика определения растворимости.
К навеске субстанции прибавляют отмеренное количество растворителя и непрерывно встряхивают в течение 10 мин при 20±2°С. Субстанцию считают растворившейся, если в растворе при наблюдении в проходящем свете не обнаруживаются частицы вещества.
В результате проведенных экспериментов по растворению сухих экстрактов в воде, было установлено, что все СЭФ-1÷4, полученные по заявляемому способу, относятся к легко растворимым веществам, в то время как сухие экстракты СЭФ-1-1 и СЭФ-3-1, полученные с использованием воды в качестве экстрагента, относятся к растворимым веществам (1 г в 25 мл воды). Это подтверждает улучшение свойства растворимости в воде для экстрактов фукуса, важное для их практического использования как антиоксидатного средства.
Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает достижение указанных технических результатов, а именно, обеспечение наиболее полного извлечения биологически активных веществ фукусовых водорослей и получение сухого экстракта из фукусовых водорослей с усиленным антиоксидантным действием и улучшенной растворимостью в воде.
Claims (10)
1. Способ получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидатным действием, заключающийся в том, что слоевища водорослей измельчают, экстрагируют, реакционную смесь дважды разделяют на фракции, жидкий экстракт сушат, отличающийся тем, что используют водоросли: фукус пузырчатый Fucus vesiculosus, фукус двусторонний Fucus distichus и фукус зубчатый Fucus serratus, экстракцию водорослей проводят смесью фруктозы, глюкозы, сукрозы и воды (в молярном соотношении 1:1:1:11) 20% и воды 80% с использованием микроволнового излучения мощностью 500-600 Вт в течение 10-15 мин при температуре 40-60°С, затем к реакционной смеси прибавляют фермент протосубтилин из расчета 1-3 г на 100 г экстракта и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин, по окончании процесса фермент инактивируют, отделяют шрот водорослей, жидкий экстракт обрабатывают флокулянтом из расчета 0,5-1,5 г на 100 г экстракта, отделяют осадок флокулянта.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья для получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидатным действием, используют слоевища водорослей свежие, замороженные или сухие, при этом гидромодуль для свежих и замороженных водорослей составляет 1:1, для сухих - 1:5.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве флокулянта применяют хитозан или микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку жидкого экстракта проводят лиофильно или с помощью распылительной сушилки.
5. Способ получения сухого экстракт из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидатным действием, заключающийся в том, что слоевища водорослей измельчают, экстрагируют, реакционную смесь дважды разделяют на фракции, жидкий экстракт сушат, отличающийся тем, что используют водоросли фукус пузырчатый Fucus vesiculosus, фукус двусторонний Fucus distichus и фукус зубчатый Fucus serratus, экстракцию водорослей проводят смесью пролина, яблочной кислоты и воды (в молярном соотношении 1:1:3) 20% и воды 80% с использованием микроволнового излучения мощностью 500-600 Вт в течение 10-15 мин при температуре 40-60°С, затем к реакционной смеси прибавляют фермент протосубтилин из расчета 1-3 г на 100 г экстракта и проводят ферментацию с ультразвуковой обработкой с частотой 42 кГц при температуре 40°С в течение 30 мин, по окончании процесса фермент инактивируют, отделяют шрот водорослей, жидкий экстракт обрабатывают флокулянтом из расчета 0,5-1,5 г на 100 г экстракта, отделяют осадок флокулянта.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья для получения сухого экстракта из фукусовых водорослей, обладающего антиоксидатным действием, используют слоевища водорослей свежие, замороженные или сухие, при этом гидромодуль для свежих и замороженных водорослей составляет 1:1, для сухих - 1:5.
7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве флокулянта применяют хитозан или микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ).
8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что сушку жидкого экстракта проводят лиофильно или с помощью распылительной сушилки.
9. Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, полученный способом по п. 1 или 5, представляет собой комплекс биологически активных веществ (БАВ) следующего состава: фукоидан 50-60 г, альгиновая кислота 1-5 г, полифенолы 25-35 г, свободные аминокислоты 50-100 мг, аскорбиновая кислота 0,5-1 г в 100 г сухого экстракта.
10. Сухой экстракт из фукусовых водорослей по п. 9, отличающийся тем, что относится к легко растворимым веществам, при этом его растворимость в воде составляет 1 г в 10 мл воды при 20°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148563A RU2650808C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148563A RU2650808C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, и способ его получения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2650808C1 true RU2650808C1 (ru) | 2018-04-17 |
Family
ID=61976547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016148563A RU2650808C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2650808C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108309873A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-07-24 | 深圳润邦之家生物科技有限公司 | 赋活均衡调理精华液 |
| RU2740893C1 (ru) * | 2020-02-17 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ извлечения биологически активных феномальных кислот из растительного сырья |
| RU2741634C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-01-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Способ получения биологически активного полифенольного комплекса из арктических бурых водорослей |
| RU2762211C1 (ru) * | 2021-05-26 | 2021-12-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») | Способ получения сухого экстракта из фукусовых водорослей |
| RU2793805C1 (ru) * | 2022-07-25 | 2023-04-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Мурманский морской биологический институт Российской академии наук (ММБИ РАН) | Способ получения полисахаридов из шрота (отходов переработки) бурых водорослей |
| EP4302772A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-10 | Müller, Jan Allan | Composition for oral administration and supplement comprising such a composition |
| US20240032575A1 (en) * | 2021-02-19 | 2024-02-01 | Conopco Inc., D/B/A Unilever | Seaweed extract |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506089C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук (ММБИ КНЦ РАН) | Сухой экстракт фукуса, способ его получения и антикоагулянтная мазь на его основе |
| EP2997963A1 (en) * | 2013-04-12 | 2016-03-23 | Universidade de Santiago de Compostela | Antioxidant extract from brown macroalgae and method for obtaining same |
-
2016
- 2016-12-09 RU RU2016148563A patent/RU2650808C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506089C1 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук (ММБИ КНЦ РАН) | Сухой экстракт фукуса, способ его получения и антикоагулянтная мазь на его основе |
| EP2997963A1 (en) * | 2013-04-12 | 2016-03-23 | Universidade de Santiago de Compostela | Antioxidant extract from brown macroalgae and method for obtaining same |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ОБЛУЧИНСКАЯ Е.Д. Совершенствование комплексной технологии лекарственных средств из Фукуса пузырчатого (Fucus vesiculosus l.), авто диссертации, Санкт-Петербург, 2004. * |
| ОБЛУЧИНСКАЯ Е.Д. Совершенствование комплексной технологии лекарственных средств из Фукуса пузырчатого (Fucus vesiculosus l.), автореферат диссертации, Санкт-Петербург, 2004. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108309873A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-07-24 | 深圳润邦之家生物科技有限公司 | 赋活均衡调理精华液 |
| CN108309873B (zh) * | 2018-05-07 | 2021-04-13 | 深圳润邦之家生物科技有限公司 | 赋活均衡调理精华液 |
| RU2740893C1 (ru) * | 2020-02-17 | 2021-01-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ извлечения биологически активных феномальных кислот из растительного сырья |
| RU2740893C9 (ru) * | 2020-02-17 | 2021-03-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ извлечения биологически активных фенольных кислот из растительного сырья |
| RU2741634C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-01-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Способ получения биологически активного полифенольного комплекса из арктических бурых водорослей |
| US20240032575A1 (en) * | 2021-02-19 | 2024-02-01 | Conopco Inc., D/B/A Unilever | Seaweed extract |
| RU2762211C1 (ru) * | 2021-05-26 | 2021-12-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») | Способ получения сухого экстракта из фукусовых водорослей |
| EP4302772A1 (en) * | 2022-07-06 | 2024-01-10 | Müller, Jan Allan | Composition for oral administration and supplement comprising such a composition |
| RU2793805C1 (ru) * | 2022-07-25 | 2023-04-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Мурманский морской биологический институт Российской академии наук (ММБИ РАН) | Способ получения полисахаридов из шрота (отходов переработки) бурых водорослей |
| RU2803597C1 (ru) * | 2022-12-20 | 2023-09-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" | Способ получения экстрактов арктических бурых водорослей, обладающих фитоактивными свойствами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2650808C1 (ru) | Сухой экстракт из фукусовых водорослей, обладающий антиоксидантным действием, и способ его получения | |
| Sun et al. | Impact of acidic, water and alkaline extraction on structural features, antioxidant activities of Laminaria japonica polysaccharides | |
| Qu et al. | Optimization of infrared-assisted extraction of Bletilla striata polysaccharides based on response surface methodology and their antioxidant activities | |
| Rodríguez et al. | Aloe vera as a functional ingredient in foods | |
| Chen et al. | Optimization for ultrasound extraction of polysaccharides from mulberry fruits with antioxidant and hyperglycemic activity in vitro | |
| Ktari et al. | Antioxidant and hemolytic activities, and effects in rat cutaneous wound healing of a novel polysaccharide from fenugreek (Trigonella foenum-graecum) seeds | |
| Pawlaczyk et al. | Polyphenolic-polysaccharide compounds from selected medicinal plants of Asteraceae and Rosaceae families: Chemical characterization and blood anticoagulant activity | |
| Kolodziejczyk-Czepas et al. | Radical scavenging and antioxidant effects of Matricaria chamomilla polyphenolic–polysaccharide conjugates | |
| Amamou et al. | Effect of extraction condition on the antioxidant, antiglycation and α-amylase inhibitory activities of Opuntia macrorhiza fruit peels polysaccharides | |
| Li et al. | Evaluation of the antioxidant effects of polysaccharides extracted from Lycium barbarum | |
| Dureja et al. | Free radical scavenging potential and total phenolic and flavonoid content of Ziziphus mauritiana and Ziziphus nummularia fruit extracts | |
| Trabelsi et al. | Purification, composition and biological activities of a novel heteropolysaccharide extracted from Linum usitatissimum L. seeds on laser burn wound | |
| Haroon et al. | Comparative analysis of antioxidant profiles of bark, leaves and seeds of Syzigium cumini (Indian blackberry) | |
| Muthusamy et al. | Recent advances in the extraction and characterization of seed polysaccharides, and their bioactivities: A review | |
| Inngjerdingen et al. | Chemical and biological characterization of polysaccharides from wild and cultivated roots of Vernonia kotschyana | |
| Mikołajczak | Potential health benefits of Aloe vera | |
| Li et al. | Chaenomeles sinensis polysaccharide and its carboxymethylated derivative alleviate dextran sulfate sodium-induced ulcerative colitis via suppression of inflammation and oxidative stress | |
| MEZITI et al. | Antioxidant and anti-inflammatory activities of Rubus fruticosus and Zizyphus vulgaris methanol extracts | |
| Gisbert et al. | Polyphenols extraction kinetics from Ascophyllum nodosum seaweed employing water and saltwater: Effect of ultrasound sonication | |
| Owoade et al. | The in vitro antioxidant properties of Hibiscus anthocyanins rich extract (HAE) | |
| RU2506089C1 (ru) | Сухой экстракт фукуса, способ его получения и антикоагулянтная мазь на его основе | |
| Bougatef et al. | Polysaccharides from baobab (Adansonia digitata) fruit pulp: Structural features and biological properties | |
| KR100773136B1 (ko) | 다당체 함량이 우수한 수용성 인삼다당체 추출분말 | |
| Rodriguez-Seoane et al. | Formulation of bio-hydrogels from Hericium erinaceus in Paulownia elongata x fortunei autohydrolysis aqueous extracts | |
| Munir et al. | Medicinal attributes of Aerva javanica native to Pothohar Plateau |