RU2750150C1 - Method for producing stable lutein paste based on vegetable cryo raw materials with increased carotenoid content - Google Patents
Method for producing stable lutein paste based on vegetable cryo raw materials with increased carotenoid content Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750150C1 RU2750150C1 RU2020123797A RU2020123797A RU2750150C1 RU 2750150 C1 RU2750150 C1 RU 2750150C1 RU 2020123797 A RU2020123797 A RU 2020123797A RU 2020123797 A RU2020123797 A RU 2020123797A RU 2750150 C1 RU2750150 C1 RU 2750150C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lutein
- paste
- carotenoids
- oats
- raw materials
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
-
- 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
- A61K36/18—Magnoliophyta (angiosperms)
- A61K36/88—Liliopsida (monocotyledons)
- A61K36/899—Poaceae or Gramineae (Grass family), e.g. bamboo, corn or sugar cane
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C403/00—Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone
- C07C403/24—Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone having side-chains substituted by six-membered non-aromatic rings, e.g. beta-carotene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Botany (AREA)
- Mycology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Zoology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Alternative & Traditional Medicine (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Fodder In General (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам получения стабильной лютеиновой пасты с высоким содержанием биологически активных веществ - хлорофиллов, каротиноидов, включающих в себя хлорофилл а и b, ксантофиллы, в том числе лютеин и зеаксантин (лютеиновый комплекс), а также β-каротин (провитамин А), используемых в качестве кормов, производства медицинских и ветеринарных препаратов.The invention relates to biotechnology, namely to methods for producing stable lutein paste with a high content of biologically active substances - chlorophylls, carotenoids, including chlorophyll a and b, xanthophylls, including lutein and zeaxanthin (lutein complex), as well as β-carotene (provitamin A) used as feed, production of medical and veterinary drugs.
Животные организмы и человек не способны синтезировать каротиноиды - важные регуляторы метаболизма, поступление которых напрямую связано с питанием. Растения являются главным и подчас единственным источником этих соединений для животных и человека. Из них наиболее известным является β-каротин - провитамин А (см. Карнаухов В.Н. Биологические функции каротиноидов. - М, 1988. - 197 с.). Синтезируемый на его основе витамин А (ретинол и его производные) признан эссенциальным пищевым компонентом для борьбы с инфекциями и высоким уровнем смертности (см. Маев И.В., Казюлин А.Н., Белый П.А. Витамины. - М.: МЕДпресс-информ, 2011. - 544 с.). Animals and humans are unable to synthesize carotenoids, important metabolic regulators, the intake of which is directly related to nutrition. Plants are the main and sometimes the only source of these compounds for animals and humans. Of these, the most famous is β-carotene - provitamin A (see Karnaukhov V.N.Biological functions of carotenoids. - M, 1988. - 197 p.). Vitamin A synthesized on its basis (retinol and its derivatives) is recognized as an essential food component for combating infections and a high mortality rate (see Mayev I.V., Kazyulin A.N., Bely P.A. Vitamins. - M .: MEDpress-inform, 2011 .-- 544 p.).
Современные исследования позволяют отнести каротиноиды, включая ксантофиллы, к ведущим соединениям, ответственным за поддержание зрительных функций. Ксантофиллы практически не обладают А-провитаминной активностью, но они эффективны как антиоксиданты и являются единственными из пигментов, транспортируемых в сетчатку глаз и формирующих желтый макулярный пигмент или макулярный ксантофилл, при этом, стабилизируют и компенсируют дистрофические процессы в сетчатке (см. Wenzel A.J., Fuld K., Stringham J.M. Light exposure and macular pigment optical density // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2003. - V. 44(1). - P. 306-309).Modern research makes it possible to classify carotenoids, including xanthophylls, as the leading compounds responsible for maintaining visual functions. Xanthophylls practically do not possess A-provitamin activity, but they are effective as antioxidants and are the only pigments transported to the retina and forming a yellow macular pigment or macular xanthophyll, while stabilizing and compensating for degenerative processes in the retina (see Wenzel AJ, Fuld K., Stringham JM Light exposure and macular pigment optical density // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2003. - V. 44 (1). - P. 306-309).
В связи с этим поиск природных источников каротиноидов (лютеина и зеаксантина) достаточно актуален в настоящее время. Если для человека, в частности, источниками витамина А являются продукты животного происхождения - печень, масло, куриные яйца, а лютеина и зеаксантина (лютеиновый комплекс) - яичные желтки, а также шпинат и кукуруза (см. Маев И.В., Казюлин А.Н., Белый П.А. Витамины. - М.: МЕД пресс-информ, 2011. - 544 с.), то у травоядных сельскохозяйственных животных таковыми служат исключительно растительные корма. Для медицинских целей также используются лютеины, извлекаемые путем экстракции эфирным маслом из растений ноготков (Calendula sp.) и ряда сортов бархатцев (Tagetes sp.). Основные виды растений, выращиваемые для извлечения лютеинового комплекса, относятся к теплолюбивым, поэтому в промышленном масштабе производство каротиноидов сосредоточено в тропических и субтропических странах. In this regard, the search for natural sources of carotenoids (lutein and zeaxanthin) is quite relevant at the present time. If for a person, in particular, sources of vitamin A are animal products - liver, oil, chicken eggs, and lutein and zeaxanthin (lutein complex) - egg yolks, as well as spinach and corn (see Mayev I.V., Kazyulin A .N., Bely P.A. Vitamins. - M .: MED press-inform, 2011. - 544 p.), Then in herbivorous farm animals, they are exclusively vegetable feed. For medical purposes, luteins are also used, extracted by essential oil extraction from marigold plants (Calendula sp.) And a number of marigold varieties (Tagetes sp.). The main plant species grown for the extraction of the luteal complex are thermophilic, therefore, on an industrial scale, the production of carotenoids is concentrated in tropical and subtropical countries.
Известен способ производства каротина для балансирования кормовых рационов и средство для его осуществления (см. RU №2355156, кл. A01D91/04, A01F29/00, B02C13/04, опубл. 20.05.2009), включающий скашивание травы с плющением и сгребанием провяленной до 40% влажности травы в валки. There is a known method for the production of carotene for balancing feed rations and a means for its implementation (see RU No. 2355156, class A01D91 / 04, A01F29 / 00, B02C13 / 04, publ. 20.05.2009), including mowing the grass with crimping and raking wilted to 40% grass moisture in the windrows.
Недостатками данного способа являются отсутствие условий для сроков посева (для однолетних видов) и сбора травы, при которых достигается оптимальное содержание каротина. При этом известны только параметры, необходимые для уборки и последующей обработки заготовляемых трав с целью наименьших потерь в них каротина. Кроме того, известное решение предусматривает производство только одного из индивидуальных каротиноидов, именно, каротина, а не комплекса всех содержащихся в растениях важных каротиноидов (лютеина, зеаксантина и др.). The disadvantages of this method are the lack of conditions for the timing of sowing (for annual species) and collection of grass, in which the optimal content of carotene is achieved. In this case, only the parameters are known that are necessary for harvesting and subsequent processing of harvested herbs in order to minimize the loss of carotene in them. In addition, the known solution provides for the production of only one of the individual carotenoids, namely carotene, and not a complex of all important carotenoids contained in plants (lutein, zeaxanthin, etc.).
В патенте US №5648564 (кл. С07С 35/00, С07С 35/21, С07С 35/08, опубл. 15.07.1997) раскрывается способ омыления сложного эфира лютеина и очистка свободного лютеина. При этом омыление проводится при температуре 65-80°С, которая достаточно высока для того, чтобы вызвать разрушение лютеина. Кроме того, процесс омыления продолжается не менее 3 час. Подобная длительная переработка в сочетании с высокой температурой также способствует к дополнительному разрушению лютеина. Реакцию проводят в пропиленгликоле, этаноле и водной щелочи, а образующаяся реакционная смесь из-за присутствия в ней воды представляет собой вязкий мылкий материал, в котором диспергируются кристаллы лютеина, откуда эффективно выделить весь свободный лютеин технологически сложно.In US patent No. 5648564 (class C07C 35/00, C07C 35/21, C07C 35/08, publ. 15.07.1997) discloses a method of saponification of a lutein ester and purification of free lutein. In this case, saponification is carried out at a temperature of 65-80 ° C, which is high enough to cause the destruction of lutein. In addition, the saponification process takes at least 3 hours. This long processing time, combined with the high temperature, also contributes to the additional breakdown of lutein. The reaction is carried out in propylene glycol, ethanol and aqueous alkali, and the resulting reaction mixture, due to the presence of water in it, is a viscous soapy material in which lutein crystals are dispersed, from which it is technologically difficult to efficiently isolate all free lutein.
Известен способ выделения и очистки смешанных каротиноидов с высокой концентрацией специфических соединений (см. US №6380442, кл. С07С 35/21, С07С 35/00, опубл. 30.04.2002), включающий гидролиз эфирного масла ноготков с использованием изопропилового спирта, воды и щелочи при температуре 60-65°С в течение 90 мин. А также известен способ очистки эфирного масла щелочью и кислотой (см. US №6504067, кл. А23L 1/275, А23L 1/27, С07С 29/00, С07С 29/76, С07С 29/88, С07С 29/86, С09В 61/00, С07С 35/21, опубл. 07.01.2003), при котором очищенное эфирное масло подвергают водно-щелочному гидролизу при температуре 90°С в течение 8 час в присутствии некоторых эмульгаторов, обеспечивающих эффективный контакт.There is a known method of isolation and purification of mixed carotenoids with a high concentration of specific compounds (see US No. 6380442, class С07С 35/21, С07С 35/00, publ. 30.04.2002), including hydrolysis of essential oil of marigolds using isopropyl alcohol, water and alkali at a temperature of 60-65 ° C for 90 minutes. And there is also a known method for purifying essential oil with alkali and acid (see US No. 6504067, class А23L 1/275, А23L 1/27, С07С 29/00, С07С 29/76, С07С 29/88, С07С 29/86, С09В 61/00, C07C 35/21, publ. 07.01.2003), in which the purified essential oil is subjected to aqueous-alkaline hydrolysis at a temperature of 90 ° C for 8 hours in the presence of some emulsifiers that provide effective contact.
Недостатками известных решений также являются высокая температура и продолжительное время обработки, вызывающие разрушение лютеина. Кроме того, известные подходы не решают проблему эффективного выделения выпавших кристаллов свободного лютеина от плотной, илистой и мылкой смеси щелочных растворов.The disadvantages of the known solutions are also the high temperature and long processing time, which cause the destruction of lutein. In addition, the known approaches do not solve the problem of efficient separation of precipitated crystals of free lutein from a dense, silty and soapy mixture of alkaline solutions.
Известен способ получения растительного сырья с повышенным содержанием каротиноидов из одно- и многолетних видов травянистых растений с высоким содержанием биологически активных веществ - каротиноидов (см. RU №2649338, кл. А23К 10/30, опубл. 02.04.2018), включающий в себя ксантофиллы, в том числе лютеин и зеаксантин (лютеиновый комплекс), а также β-каротин, используемые в качестве кормов и в производстве медицинских и ветеринарных препаратов.A known method of obtaining plant materials with an increased content of carotenoids from annual and perennial species of herbaceous plants with a high content of biologically active substances - carotenoids (see RU No. 2649338, class A23K 10/30, publ. 02.04.2018), including xanthophylls , including lutein and zeaxanthin (lutein complex), as well as β-carotene, used as feed and in the production of medical and veterinary drugs.
Однако, известное техническое решение не предусматривает получение стабильной лютеиновой пасты с повышенным содержанием каротиноидов, в том числе на основе растительного криосырья, содержащего лютеиновый комплекс в препаративных количествах.However, the known technical solution does not provide for the production of a stable lutein paste with a high content of carotenoids, including on the basis of vegetable cryopreparations containing the lutein complex in preparative quantities.
В качестве прототипа выбран способ получения стабильной лютеиновой пасты из эфирного масла (см. RU №2321582, кл. С07С 403/24, С07С 35/21, опубл. 10.04.2008), в котором полученную лютеиновую пасту смешивают с 4-5 объемами спиртового растворителя из группы, включающей нормальные алифатические спирты, содержащие от одного до пяти атомов углерода (спирт выбирают из группы, включающей: метанол, этанол, пропанол, бутанол и пентанол).As a prototype, a method for producing a stable lutein paste from essential oil was chosen (see RU No. 2321582, class С07С 403/24, С07С 35/21, publ. 10.04.2008), in which the resulting lutein paste is mixed with 4-5 volumes of alcohol a solvent from the group consisting of normal aliphatic alcohols containing from one to five carbon atoms (the alcohol is selected from the group consisting of: methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol).
Недостатками ближайшего аналога является разрешенное использование метанола в качестве растворителя, что небезопасно для потребителя (прием внутрь порядка 10 мл метанола может привести к тяжелому отравлению (см. Vale A (2007). “Methanol”. Medicine. 35 (12): 633 - 4. DOI:10.1016/j.mpmed.2007.09.014)). Кроме того, лютеин извлекают путем экстракции эфирным маслом из растений ноготков (Calendula sp.), выращивание которых в условиях холодного климата (до -10°С) проблематично.The disadvantages of the closest analogue are the permitted use of methanol as a solvent, which is unsafe for the consumer (ingestion of about 10 ml of methanol can lead to severe poisoning (see Vale A (2007). "Methanol". Medicine. 35 (12): 633-4 . DOI: 10.1016 / j.mpmed.2007.09.014)). In addition, lutein is extracted by essential oil extraction from marigold plants (Calendula sp.), The cultivation of which in cold climates (down to -10 ° C) is problematic.
Вместе с тем, альтернативными источниками получения ксантофиллов могут служить районированные в условиях холодного климата высокоурожайные одно- и многолетние виды травянистых растений: овес, пырейник, кострец и некоторые другие, способные в условиях низкотемпературного стресса при использовании должной технологии накапливать значительные количества лютеина и зеаксантина (3,5-4,0 мг/г сырого остатка спиртового экстракта, см. RU №2649338, кл. А23К 10/30, опубл. 02.04.2018). At the same time, alternative sources of xanthophyll production can be high-yielding one- and perennial herbaceous plant species that are zoned in cold climates: oats, wheatgrass, rump and some others, capable of accumulating significant amounts of lutein and zeaxanthin under conditions of low-temperature stress using proper technology (3 , 5-4.0 mg / g of crude residue of the alcoholic extract, see RU No. 2649338, class A23K 10/30, publ. 02.04.2018).
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в расширении ассортимента лютеиновых паст растительного происхождения, способов их получения и повышении содержания в пасте каротиноидов.The problem to be solved by the claimed invention is expressed in expanding the range of lutein pastes of plant origin, methods for their production and increasing the content of carotenoids in the paste.
Техническим результатом является способ получения стабильной лютеиновой пасты, включающей лютеин и зеаксантин (лютеиновый комплекс) и β-каротин, на основе травянистых растений, адаптированных к условиям холодного климата. Кроме того, в заявленном решении используется естественный, климатический холод для получения каротиноидов и их последующего применения в качестве кормов и в производстве лекарственных препаратов для медицинских и ветеринарных целей, что в целом удешевляет технологические процессы.The technical result is a method for obtaining a stable lutein paste, including lutein and zeaxanthin (lutein complex) and β-carotene, based on herbaceous plants, adapted to cold climates. In addition, the claimed solution uses natural, climatic cold to obtain carotenoids and their subsequent use as feed and in the production of drugs for medical and veterinary purposes, which generally reduces the cost of technological processes.
Для решения поставленной задачи способ получения стабильной лютеиновой пасты из однолетнего овса посевного (Avena sativa L.) характеризуется тем, что используют зеленое сырье - однолетний овес посевной (Avena sativa L.), собранный после воздействия естественного холода, который измельчают, растирая в жидком азоте, полученный замороженный порошок подвергают лиофильному высушиванию на лиофилизаторе, готовый лиофилизат экстрагируют 96% раствором этилового спирта с получением каротиноидных пигментов, содержащих лютеиновый комплекс, из расчета 8 мл спирта на 1 г лиофилизата, после чего, раствор выпаривают под вакуумом до полного удаления этилового спирта.To solve this problem, the method of obtaining stable luteal paste from annual plant oats (Avena sativa L.) is characterized by the use of green raw materials - annual plant oats (Avena sativa L.), collected after exposure to natural cold, which is crushed by grinding in liquid nitrogen , the resulting frozen powder is subjected to freeze drying on a lyophilizer, the finished lyophilisate is extracted with a 96% solution of ethyl alcohol to obtain carotenoid pigments containing a lutein complex, at the rate of 8 ml of alcohol per 1 g of lyophilisate, after which the solution is evaporated under vacuum until the ethyl alcohol is completely removed.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в качестве растительного сырья с высоким содержанием каротиноидов используются, например, растения семейства мятликовых (Poaceae Barnhart): однолетний овес посевной (Avena sativa L.).The claimed technical result is achieved due to the fact that, for example, plants of the bluegrass family (Poaceae Barnhart) are used as plant raw materials with a high content of carotenoids: annual oats (Avena sativa L.).
Анализ признаков заявленного решения свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».An analysis of the features of the declared solution testifies to the compliance of the declared solution with the "novelty" criterion.
Совокупность существенных признаков обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, получение лютеиновой пасты с повышенным содержанием каротиноидов.The combination of essential features provides a solution to the stated technical problem, namely, the production of lutein paste with a high content of carotenoids.
Предлагаемое решение состоит в том, что за основу взято растительное криосырье с повышенным содержанием каротиноидов (лютеин+зеаксантин).The proposed solution consists in the fact that the basis is taken vegetable cryoscopy with a high content of carotenoids (lutein + zeaxanthin).
Таким образом, собранный после воздействия естественного холода растительный материал (криосырье) измельчают, далее помещают в фарфоровую чашку для получения замороженного порошка. Для чего измельченное криосырье заливают жидким азотом и быстро растирают фарфоровым пестиком до получения замороженного порошка, при необходимости, доливая жидкий азот по мере выпаривания. Thus, the plant material (cryo raw material) collected after exposure to natural cold is crushed, then placed in a porcelain cup to obtain a frozen powder. For this, the crushed cryo-raw materials are poured with liquid nitrogen and quickly ground with a porcelain pestle until a frozen powder is obtained, if necessary, adding liquid nitrogen as it evaporates.
Замороженный растительный материал переносят в заранее приготовленные колбы для последующего лиофильного высушивания с помощью лиофилизатора, например, марки "VirTis" (США). The frozen plant material is transferred into pre-prepared flasks for subsequent freeze drying using a lyophilizer, for example, brand "VirTis" (USA).
Далее, в готовый лиофилизат криосырья травянистых растений добавляют 96 % этиловый спирт для экстракции каротиноидных пигментов, содержащих лютеиновый комплекс (лютеин+зеаксантин). При этом используют расчет: на 1 г лиофилизата - 8 мл этанола. После чего, растворы выпаривают под вакуумом в фарфоровых чашках до полного удаления этилового спирта. В результате получают лютеиновую пасту, содержащую лютеиновый комплекс (лютеин+зеаксантин).Further, 96% ethyl alcohol is added to the finished lyophilisate of cryo-raw materials of herbaceous plants for the extraction of carotenoid pigments containing the lutein complex (lutein + zeaxanthin). In this case, the calculation is used: for 1 g of lyophilisate - 8 ml of ethanol. After that, the solutions are evaporated under vacuum in porcelain cups until the ethanol is completely removed. The result is a lutein paste containing a lutein complex (lutein + zeaxanthin).
Заявленное решение иллюстрируется чертежом, где на фигуре 1 показана схема получения стабильной лютеиновой пасты в препаративных количествах из зеленого криосырья A. sativa; на фигуре 2 - хроматографический снимок пигментов свежесобранных листьев Avena sativa L. после хроматографического разделения, где 1 - cтартовая линия; 2 - неоксантин; 3 - виолаксантин; 4 - лютеин+зеаксантин; 5- хлорофилл b; 6 - хлорофилл а; 7 - β-каротин; на фигуре 3 - хроматографический снимок пигментов лиофилизированных листьев Avena sativa L. после хроматографического разделения, где 1 - cтартовая линия; 2 - неоксантин; 3 - виолаксантин; 4 - лютеин+зеаксантин; 5- хлорофилл b; 6 - хлорофилл а; 7 - β-каротин; на фигуре 4 - хроматографический снимок пигментов полученной лютеиновой пасты Avena sativa L. после хроматографического разделения, где 1 - cтартовая линия; 2 - неоксантин; 3 - виолаксантин; 4 - лютеин+зеаксантин; 5- хлорофилл b; 6 - хлорофилл а; 7 - β-каротин; на фигуре 5 - результаты градиентной мультистеп-ВЭТСХ фракций из пасты A. sativa (обращенный режим съемки, I-XII - градиентная система растворителей гексан-ацетон (100:0→50:50)); на фигуре 6 - ВЭТСХ-денситограмма пасты A. sativa (SiO2; CHCl3-MeOH-H2O 14:7:1.1; детектор - анисовый альдегид/H2SO4), ES(+)-МС-спектр зоны А (авенакозид В) и структурные формулы тритерпеновых гликозидов), где положения соединений A - авенакозид В, B - авенакозид А, C - 26-дезглюкоавенакозид В, D - 26-дезглюкоавенакозид А.The claimed solution is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a scheme for obtaining a stable lutein paste in preparative quantities from green cryo raw material A. sativa; figure 2 - chromatographic image of pigments of freshly harvested leaves of Avena sativa L. after chromatographic separation, where 1 is the starting line; 2 - neoxanthine; 3 - violaxanthin; 4 - lutein + zeaxanthin; 5-chlorophyll b; 6 - chlorophyll a; 7 - β-carotene; figure 3 - chromatographic image of pigments of lyophilized leaves of Avena sativa L. after chromatographic separation, where 1 is the start line; 2 - neoxanthine; 3 - violaxanthin; 4 - lutein + zeaxanthin; 5-chlorophyll b; 6 - chlorophyll a; 7 - β-carotene; figure 4 is a chromatographic picture of the pigments of the obtained lutein paste Avena sativa L. after chromatographic separation, where 1 is the start line; 2 - neoxanthine; 3 - violaxanthin; 4 - lutein + zeaxanthin; 5- chlorophyll b; 6 - chlorophyll a; 7 - β-carotene; figure 5 - the results of gradient multistep-HPTLC fractions from the paste A. sativa (reverse shooting mode, I-XII - gradient solvent system hexane-acetone (100: 0 → 50: 50)); 6 - HPTLC densitogram of A. sativa paste (SiO2; CHCl3-MeOH-H2O 14: 7: 1.1; detector - anisic aldehyde / H 2 SO 4 ), ES (+) - MS spectrum of zone A (avenacoside B) and structural formulas of triterpene glycosides), where the positions of compounds A are avenacoside B, B is avenacoside A, C is 26-desglucoavenacoside B, D is 26-desglucoavenacoside A.
Таким образом, для экспериментальных работ получение стабильной лютеиновой пасты в препаративных количествах из зеленого криосырья A. sativa проводили по схеме, показанной на фигуре 1. При этом проводился постоянный контроль качественного и количественного состава каротиноидов, включая лютеин+зеаксантин, в исходном сырье, лиофилизированных листьях и в растительной пасте с помощью аналитической тонкослойной хроматографии (см. фиг. 2-4). Thus, for the experimental work, the preparation of stable lutein paste in preparative quantities from the green cryo raw material of A. sativa was carried out according to the scheme shown in figure 1. At the same time, constant monitoring of the qualitative and quantitative composition of carotenoids, including lutein + zeaxanthin, was carried out in the initial raw material, lyophilized leaves and in plant paste using analytical thin layer chromatography (see Fig. 2-4).
Из полученных данных следует, что в результате концентрирования пигментов в конечном продукте (лютеиновая паста) содержание суммарных и индивидуальных каротиноидов увеличивается на порядок (см. таблицу 1). From the data obtained, it follows that as a result of the concentration of pigments in the final product (lutein paste), the content of total and individual carotenoids increases by an order of magnitude (see table 1).
Помимо изучения пигментного комплекса, полученного из овса посевного, авторами был исследован ряд многолетних травянистых растений (Elytrigia repens L., Poa pratensis L.), имеющие широкий ареал распространения в условиях Якутии (см. таблицы 2, 3). При этом было показано, что в пырее ползучем суммарное содержание каротиноидов в лютеиновой пасте почти в два раза ниже, чем в пасте из мятлика лугового и в два раза выше, чем в пасте из овса. In addition to studying the pigment complex obtained from oats, the authors studied a number of perennial herbaceous plants (Elytrigia repens L., Poa pratensis L.), which have a wide distribution area under the conditions of Yakutia (see Tables 2, 3). It was shown that in creeping wheatgrass the total content of carotenoids in lutein paste is almost two times lower than in meadow bluegrass paste and twice as high as in oat paste.
Кроме того, исследованиями влияния длительности хранения полученной лютеиновой пасты в условиях низких положительных температур на сохранение каротиноидов у A. sativa показано, что содержание каротиноидов существенно не меняется (см. таблицу 4). In addition, studies of the effect of the storage time of the obtained lutein paste at low positive temperatures on the preservation of carotenoids in A. sativa showed that the content of carotenoids does not change significantly (see Table 4).
Таким образом, исследованиями в лабораторных условиях было выявлено присутствие в полученной лютеиновой пасте A. sativa не менее 20 компонентов, в том числе 6 соединений группы хлорофиллов и 11 соединений каротиноидного ряда. Для идентификации применяли сравнительные данные о хроматографической подвижности (ВЭТСХ, ВЭЖХ), данные УФ-, ИК- и МС-спектрометрии (см. фигуру 5).Thus, studies in laboratory conditions revealed the presence of at least 20 components in the resulting A. sativa luteal paste, including 6 compounds of the chlorophyll group and 11 compounds of the carotenoid series. For identification, comparative data on chromatographic mobility (HPTLC, HPLC), UV-, IR- and MS-spectrometry data were used (see figure 5).
В результате идентификации в пасте A. sativa установлено присутствие шести хлорофиллов: As a result of identification in A. sativa paste, the presence of six chlorophylls was established:
- хлорофиллы a и b;- chlorophylls a and b;
- феофетины a и b;- pheofetins a and b;
- феофорбиды a и b. - pheophorbides a and b.
В составе каротиноидов обнаружено 11 соединений:11 compounds were found in the composition of carotenoids:
- углеводороды - α-каротин, β-каротин, γ-каротин;- hydrocarbons - α-carotene, β-carotene, γ-carotene;
- моноолы каротинов - α-криптоксантин, β-криптоксантин;- monoles of carotenes - α-cryptoxanthin, β-cryptoxanthin;
- эпоксиды моноолов - эпоксиды криптоксантина (смесь изомеров);- monol epoxies - cryptoxanthin epoxides (mixture of isomers);
- диолы каротинов - лютеин, зеаксантин;- carotene diols - lutein, zeaxanthin;
- эпоксиды диолов - антераксантин (смесь изомеров);- epoxides of diols - antheraxanthin (mixture of isomers);
- диолы диэпоксидов - виолаксантин (смесь изомеров);- diols of diepoxides - violaxanthin (mixture of isomers);
- полиолы каротинов - неоксантин (смесь изомеров).- carotene polyols - neoxanthine (mixture of isomers).
Для проведения количественной оценки содержания каждого из идентифицированных каротиноидов применяли ряд методов, в т.ч. ВЭЖХ и ВЭТСХ-денситометрию на неподвижной фазе оксид магния/кизельгур (см. Schwartz, Patroni-Killam, 1985). Доминирующие каротиноиды - лютеин и β-каротин (см. таблицу 5). A number of methods were used to quantify the content of each of the identified carotenoids, incl. HPLC and HPTLC stationary phase densitometry magnesium oxide / diatomaceous earth (see Schwartz, Patroni-Killam, 1985). The dominant carotenoids are lutein and β-carotene (see table 5).
Известно, что типичными представителями стеролов надземной части A. sativa являются авенакозиды А и В и их деглюкозилированные производные (см. Laudenbach, Kesselmeier, 1982). Их присутствие обнаруживается в растении в течение всего периода вегетации. Суммарное содержание стеролов в биомассе A. sativa из Якутии составило 0,8%, в пасте - 1,4%. Для выявления качественного состава применяли ВЭТСХ-денситометрический метод, который позволил установить присутствие четырех соединений А-D. Идентификацию осуществляли на основании данных хроматографической подвижности и масс-спектров (ES(+)-МС) с достоверными образцами терпенов (см. фигуру 6). It is known that typical representatives of the sterols of the aerial part of A. sativa are avenacosides A and B and their deglucosylated derivatives (see Laudenbach and Kesselmeier, 1982). Their presence is found in the plant during the entire growing season. The total content of sterols in the biomass of A. sativa from Yakutia was 0.8%, in the paste - 1.4%. To identify the qualitative composition, HPTLC-densitometric method was used, which made it possible to establish the presence of four compounds A-D. Identification was performed based on chromatographic mobility and mass spectra (ES (+) - MS) with valid terpene samples (see FIG. 6).
Выявленные соединения идентифицированы как авенакозид А (B), авенакозид В (A), 26-дезглюкоавенакозид А (D) и 26-дезглюкоавенакозид В (C). Согласно данным количественного анализа, соотношение соединений в пасте A. sativa составило 2.2:3.4:1:2.9, соответственно, для авенакозида А, авенакозида В, 26-дезглюкоавенакозида А и 26-дезглюкоавенакозида В.The identified compounds were identified as avenacoside A (B), avenacoside B (A), 26-desglucoavenacoside A (D), and 26-desglucoavenacoside B (C). According to the data of quantitative analysis, the ratio of compounds in A. sativa paste was 2.2: 3.4: 1: 2.9, respectively, for avenacoside A, avenacoside B, 26-desglucoavenacoside A, and 26-desglucoavenacoside B.
Использование настоящего изобретения позволяет получить стабильную лютеиновую пасту, содержащий лютеин и зеаксантин (в среднем 3,5±0,2 мг/г пасты) (лютеиновый комплекс) и β-каротин, на основе травянистых растений, адаптированных к условиям холодного климата. Кроме того, в заявленном решении используется естественный, климатический холод для получения каротиноидов и их последующего применения в качестве кормов и в производстве лекарственных препаратов для медицинских и ветеринарных целей, что, в целом, удешевляет технологические процессы.The use of the present invention makes it possible to obtain a stable lutein paste containing lutein and zeaxanthin (on average 3.5 ± 0.2 mg / g paste) (lutein complex) and β-carotene, based on herbaceous plants, adapted to cold climates. In addition, the claimed solution uses natural, climatic cold to obtain carotenoids and their subsequent use as feed and in the production of drugs for medical and veterinary purposes, which, in general, makes the technological processes cheaper.
Таблица 1Table 1
Сравнительный анализ содержания индивидуальных каротиноидов в листьях овса посевного (Avena sativa L.) и лютеиновой пасте полученного из криосырья Comparative analysis of the content of individual carotenoids in the leaves of common oat (Avena sativa L.) and lutein paste obtained from cryopreserved raw materials
листьяFresh
leaves
Таблица 2table 2
Сравнительный анализ содержания индивидуальных каротиноидов в листьях пырея ползучего (Elytrigia repens L.) и лютеиновой пасте, полученного из криосырья Comparative analysis of the content of individual carotenoids in the leaves of creeping wheatgrass (Elytrigia repens L.) and lutein paste obtained from cryo raw materials
листьяFresh
leaves
Таблица 3Table 3
Сравнительный анализ содержания индивидуальных каротиноидов в листьях мятлика лугового (Poa pratensis L.) и лютеиновой пасте полученного из криосырьяComparative analysis of the content of individual carotenoids in the leaves of meadow bluegrass (Poa pratensis L.) and lutein paste obtained from cryo-raw materials
мкг/г сырой массыThe amount of xanthophylls,
μg / g fr wt
листьяFresh
leaves
Таблица 4Table 4
Содержание каротиноидов (лютеин+зеаксантин) растительной пасты из криосырья Avena sativa L. при разных сроках хранения в условиях низких положительных температур (+5°С)The content of carotenoids (lutein + zeaxanthin) of vegetable paste from cryo raw material Avena sativa L. for different storage periods at low positive temperatures (+ 5 ° С)
Таблица 5Table 5
Содержание индивидуальных каротиноидов в пасте Avena sativa L.The content of individual carotenoids in the paste of Avena sativa L.
мг%, в пасте Content,
mg%, in paste
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123797A RU2750150C1 (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Method for producing stable lutein paste based on vegetable cryo raw materials with increased carotenoid content |
EA202190852A EA202190852A1 (en) | 2020-07-17 | 2021-04-22 | METHOD FOR PRODUCING LUTHEIN PASTE ON THE BASIS OF PLANT CRYOMATERIAL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123797A RU2750150C1 (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Method for producing stable lutein paste based on vegetable cryo raw materials with increased carotenoid content |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750150C1 true RU2750150C1 (en) | 2021-06-22 |
Family
ID=76504887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020123797A RU2750150C1 (en) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Method for producing stable lutein paste based on vegetable cryo raw materials with increased carotenoid content |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA202190852A1 (en) |
RU (1) | RU2750150C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6380442B1 (en) * | 2001-10-10 | 2002-04-30 | Bioactives, Llc | Process for the isolation of mixed carotenoids from plants |
US7179930B2 (en) * | 2004-01-16 | 2007-02-20 | Indus Biotech Private Limited | Process for isolating, purifying and formulating a stable, commercial grade Lutein paste from oleoresin |
RU2009144087A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-10 | Владимир Афанасьевич Румянцев (RU) | TECHNOLOGY FOR CONSERVATION OF GREEN CRYOFORM IN THE PERENNIAL FROZEN AREA |
RU2649338C2 (en) * | 2015-01-12 | 2018-04-02 | Государственное бюджетное учреждение "Академия наук Республики Саха (Якутия)" (ГБУ АН РС(Я) | Method for producing vegetative raw materials with increased contents of carothynoids |
-
2020
- 2020-07-17 RU RU2020123797A patent/RU2750150C1/en active
-
2021
- 2021-04-22 EA EA202190852A patent/EA202190852A1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6380442B1 (en) * | 2001-10-10 | 2002-04-30 | Bioactives, Llc | Process for the isolation of mixed carotenoids from plants |
US7179930B2 (en) * | 2004-01-16 | 2007-02-20 | Indus Biotech Private Limited | Process for isolating, purifying and formulating a stable, commercial grade Lutein paste from oleoresin |
RU2321582C2 (en) * | 2004-01-16 | 2008-04-10 | Индэс Байотек Прайвет Лимитед | Method for preparing stable lutein paste from essential oil |
RU2009144087A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-10 | Владимир Афанасьевич Румянцев (RU) | TECHNOLOGY FOR CONSERVATION OF GREEN CRYOFORM IN THE PERENNIAL FROZEN AREA |
RU2649338C2 (en) * | 2015-01-12 | 2018-04-02 | Государственное бюджетное учреждение "Академия наук Республики Саха (Якутия)" (ГБУ АН РС(Я) | Method for producing vegetative raw materials with increased contents of carothynoids |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
Gorchakova A. Yu. Family bluegrass (Poaceae Barnhart) of the forest-steppe zone of the Middle Volga region // News of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. - 2014. - T. 16. - N. 1-1. * |
Krasnyuk II and others. Pharmaceutical technology // Publishing house: GEOTAR-Media. - Moscow. - 2019. * |
Osetskiy A. I. et al. Cryogenic technologies in the production of pharmaceutical, cosmetic, agrotechnical preparations and biologically active food additives // Problems of Cryobiology. - 2009. * |
Shagina N.A. - 2015 .-- S. 141-144. * |
Горчакова А. Ю. Семейство мятликовые (Poaceae Barnhart) лесостепной зоны Среднего Поволжья // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. - Т. 16. - N. 1-1. * |
Осецкий А. И. и др. Криогенные технологии в производстве фармацевтических, косметических, агротехнических препаратов и биологически активных пищевых добавок // Проблемы криобиологии. - 2009. Краснюк И. И. и др. Фармацевтическая технология // Изд.: ГЭОТАР-Медиа. - Москва. - 2019. Шагина Н. А. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХИХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ //ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ. - 2015. - С. 141-144. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA202190852A1 (en) | 2022-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10688145B2 (en) | Poultry feed additive | |
US8034983B2 (en) | Process for the preparation of xanthophyll crystals | |
Alagbe | INVESTIGATING THE EFFECTS OF DIETARY SUPPLEMENTATION OF EUCALYPTUS CAMALDULENSIS ESSENTIAL OIL (ECEO) ON THE GROWTH PERFORMANCE, NUTRIENT DIGESTIBILITY AND CAECAL FERMENTATION OF WEANED RABBITS. | |
El Ansari Zineb et al. | Total polyphenols and gallic acid contents in domesticated carob (Ceratonia siliqua L.) pods and leaves | |
RU2750150C1 (en) | Method for producing stable lutein paste based on vegetable cryo raw materials with increased carotenoid content | |
US10441594B2 (en) | Methods of making quinoa leachates and uses thereof | |
CN110583911A (en) | Special feed for artificially feeding prodenia litura by adopting plant-derived bacteriostatic agent and preparation method thereof | |
CA3198485A1 (en) | A prodrug of a hexahydro-.beta.-acid compound, feed composition thereof, and use thereof | |
JP2014227339A (en) | Mycosporin-like amino acids, production method thereof, uv protecting agents and antioxidants | |
Lopes et al. | The intake of dry cashew apple fiber reduced fecal egg counts in Haemonchus contortus-infected sheep | |
JP6919850B2 (en) | A novel molecule with anti-cancer activity | |
EA043540B1 (en) | METHOD FOR OBTAINING LUTEIN PASTE BASED ON PLANT CRYROMATERIALS | |
Duru | Effect of dietary Goji berry (Lycium barbarum L.) leaf meal on performance, egg quality and egg yolk cholesterol levels of laying Hens | |
Singh et al. | Phytochemistry and medicinal uses of moringa oleifera: an overview | |
JP2003052338A (en) | Functional egg and feed for poultry farming | |
JP5742634B2 (en) | New hydroxystilbene derivatives | |
RU2649338C2 (en) | Method for producing vegetative raw materials with increased contents of carothynoids | |
US20210323940A1 (en) | Novel molecule with anti-cancer activity | |
JP5673025B2 (en) | New resveratrol derivatives | |
KR100928016B1 (en) | Manufacturing method of animal feed additive containing xanthophyll | |
US20230372421A1 (en) | Immature pomegranate extract formulations | |
Abbeddou et al. | Potential and constraints in utilizing co-products of the non-edible oils-based biodiesel industry–an overview | |
Aroche et al. | Actividad antimicrobiana y antioxidante in vitro de hojas y extracto acuoso de cuatro plantas medicinales con potencial fitobiótico en la producción animal | |
Salama et al. | Biocidal effect of Ergosterol-Propyl Ester Isolated From Ruta angustifolia (Pers.) on Spodopetra littoralis (Boisd.) | |
Idi et al. | Effect of a minor vitamin A deficiency on the course of infection with Ascaridia galli (Schrank, 1788) and the resistance of chickens |