способ получения биологически активных веществ из лечебной грязи

Формула изобретения

Способ получения биологически активных веществ из лечебной грязи, включающий обработку лечебной грязи щелочным раствором, перемешивание с последующим отделением экстракта от осадка, его упаривание, отличающийся тем, что лечебную грязь с влажностью 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 7-9 в соотношении 1:5-8, затем обрабатывают в кавитационном аппарате 3-10 мин, водную фазу отфильтровывают, упаренный экстракт высушивают, осадок экстрагируют смесью спирт-хлороформ (1:1) в соотношении осадок : растворитель - 1 : 2 в течение 10 мин, полученный экстракт упаривают до удаления растворителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и касается способа получения концентратов биологически активных веществ, обладающих антиоксидантным действием.

Известен способ подготовки илово-глинистых отложений к применению, заключающийся в их механическом диспергировании до микроразмерных частиц (Патент РФ № 2306942, 2006). Известен способ получения концентрата из Тамбуканской лечебной грязи, включающий обезвоживание сырья, измельчение, экстракцию спиртом с добавлением масла (Патент РФ № 2313351, 2006). Известен способ получения средства, обладающего гепатопротекторным и желчегонным действием, осуществляемый путем экстракции измельченного сырья и отделения экстракта, причем в качестве сырья используют сбор лекарственного растительного сырья: трава солянки холмовой, трава чистотела, цветки пижмы (Патент РФ № 2292897, 2006, (Чучалин) Биолит). Известны способы раздельного получения фракций водорастворимых (противовоспалительное АС № 1506666, 1986) и липидных (гепатопротекторное АС № 1260005, № 36, 1986) биологически активных веществ из лечебной грязи.

Наиболее близким является способ (АС № 1793578, 1996), заключающийся в предварительной обработке лечебной грязи спиртовым раствором щелочи при pH 8,5-9,0, экстракции обработанного сырья водой с последующим отделением экстракта от осадка, его упаривании в вакууме, в обработке сухого солевого экстракта хлороформом и упаривании полученного хлороформного раствора в вакууме.

Недостатком перечисленных способов является раздельные технологии получения фракций водорастворимых и липидных биологически активных веществ из лечебной грязи и невысокий их выход.

Задача изобретения - получение экстрактивных водных и липидных биологически активных веществ в одной технологической линии, сокращения времени экстракции, увеличение их выхода и повышение антиоксидантной активности.

Указанный технический результат получают благодаря тому, что илово-сульфидную грязь с влажностью 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 7-9 в соотношении 1:5-8 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. В жидкой среде, за счет эффекта кавитации, происходит образование пузырьков, заполненных газом. Гидродинамические возмущения в виде микропотоков, сильные импульсы сжатия вызывают схлопывание пузырьков, приводящее к разогреву грязевого раствора, ускорению процессов тепло- и массообмена и измельчению частиц сырья. За счет измельчения частиц происходит высвобождение минеральных солевых компонентов, гуминовых веществ и их растворение в водном растворе щелочи. После этого грязевой раствор отстаивается в емкости. Водная фаза, насыщенная солевыми и органическими компонентами в виде полисахаридов, полифенолов, гуминовых кислот, отделяется от лечебной грязи, фильтруется. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Полученный концентрат представляет собой комплекс водорастворимых биологически активных веществ. В нем определялось содержание антиоксидантов. Затем отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается растворителем в соотношении 1:2. В качестве растворителя используют спирт-хлороформ в соотношении 1:1. В связи с удалением солевых компонентов и измельчением частиц грязи облегчается доступ растворителя к липидным компонентам. За счет этого время экстракции сокращается в 2 раза. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ.

В таблице 1 приведены экспериментальные данные по извлечению из лечебной грязи кавитационным способом водорастворимых биологически активных веществ и липидных фракций с целью повышения их выхода и биологической активности.

Пример 1. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи оз. Тухлое влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 7 в соотношении 1:5 в емкости. После набухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водная фаза, насыщенная солевыми и органическими компонентами в виде полисахаридов, полифенолов, гуминовых кислот, отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 105 г/кг. Содержание антиоксидантов в нем повысилось. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 4,3 г/кг грязи. Целевой водорастворимый продукт, полученный по предлагаемому способу, представляет собой порошок светло-бежевого цвета со специфическим запахом, горько-соленого вкуса и содержанием антиоксидантов (АО) 0,08 моль/кг, которые обусловливают его биологическую активность. Липидная фракция - это мазеподобный продукт со специфическим запахом с содержанием антиоксидантов 0,28 моль/кг.

Пример 2. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 в соотношении 1:8 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водная фаза отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 106 г/кг, количество антиоксидантов равняется 0,07 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 4,5 г/кг грязи, а АО - 0,25 моль/кг.

Пример 3. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 в соотношении 1:5 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 5 мин. Затем водная фаза отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 115 г/кг, количество антиоксидантов равняется 0,11 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,1 г/кг грязи, а АО - 0,31 моль/кг.

Пример 4. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 в соотношении 1:8 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 5 мин. Затем водная фаза отстаивается и отделяется от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривается и высушивается. Выход составляет 110 г/кг, количество антиоксидантов равняется 0,10 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливается спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 4,9 г/кг грязи, а АО - 0,30 моль/кг.

Пример 5. Как в примере 1, лечебную грязь готовят в емкости при pH 7 и подают в кавитационный аппарат. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 118 г/кг, количество АО равняется 0,13 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,1 г/кг грязи, количество АО равняется 0,35 моль/кг.

Пример 6. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 120 г/кг, количество АО равняется 0,15 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,7 г/кг грязи, количество АО - 0,41 моль/кг.

Пример 7. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:8 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 125 г/кг, количество АО равняется 0,15 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 5,9 г/кг грязи, количество АО - 0,35 моль/кг.

Пример 8. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 5 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 120 г/кг, количество АО равняется 0,15 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 8,8 г/кг грязи, количество АО - 0,59 моль/кг.

Пример 9. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 8 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упариваются и высушивают. Выход составляет 130 г/кг, количество АО равняется 0,18 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 8,9 г/кг грязи, количество АО - 0,47 моль/кг.

Пример 10. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 122 г/кг, количество АО равняется 0,11 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 7,3 г/кг грязи, количество АО - 0,37 моль/кг.

Пример 11. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:8 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 3 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 130 г/кг, количество АО равняется 0,13 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 7,6 г/кг грязи, количество АО - 0,35 моль/кг.

Пример 12. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 135 г/кг, количество АО равняется 0,21 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 9,1 г/кг грязи, количество АО - 0,35 моль/кг.

Пример 13. 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают водным раствором щелочи при pH 9 в соотношении 1:5 в емкости. После разбухания грязи раствор перемешивают и подают в кавитационный аппарат, соединенный с емкостью. Время обработки в кавитационном аппарате 10 мин. Затем водную фазу отстаивают и отделяют от лечебной грязи фильтрованием. Органо-солевой раствор упаривают и высушивают. Выход составляет 137 г/кг, количество АО равняется 0,23 моль/кг. Отфильтрованный осадок лечебной грязи заливают спиртом-хлороформом (1:1) в соотношении осадок:растворитель 1:2. Время экстракции составляет 10 мин. Полученный экстракт упаривают, удаляя растворитель, и получают концентрат липидных биологически активных веществ. Выход липидов составляет 9,5 г/кг грязи, количество АО - 0,37 моль/кг.

Пример 14 (прототип). 1 кг лечебной илово-сульфидной грязи влажности 55-70% предварительно заливают спиртовым раствором щелочи при pH 9,0, в соотношении 1:3. Затем проводят экстракцию обработанного сырья водой в соотношении 1:8 с последующим отделением водного экстракта от осадка. Водный экстракт упаривают в вакууме. Выход составляет 75 г/кг, количество АО равняется 0,05 моль/кг. Сухой солевой экстракт обрабатывают хлороформом в соотношении 1:2. Липиды упаривают в вакууме. Выход липидов составляет 2,1 г/кг грязи, количество АО - 0,18 моль/кг.

Водорастворимые и липидные экстракты, полученные по предлагаемому способу и способу-прототипу, анализировали на содержание антиоксидантов. Анализ антиоксидантов проводился при помощи автоматизированной газометрической установки. Метод количественного определения АО основан на детальном изучении кинетики окисления кумола. Процесс окисления кумола представляется в виде кинетической кривой. По кинетической кривой рассчитывали период индукции и концентрацию АО. Константы скорости окисления определяются по полулогарифмической анаморфозе кинетической кривой поглощения кислорода кумолом.

В результате проведенных исследований установлено, что максимальный выход водного экстракта и липидной фракции наблюдается при обработке лечебной грязи в кавитационном аппарате в течение 5-10 минут при pH 8-9, что значительно превышает выход указанных фракций в прототипе. Экстракты обладает большей антиоксидантной активностью по сравнению с экстрактами, полученными по прототипу. Кроме того, предлагаемый способ осуществляется в 1 стадию и требует временных затрат в 3 раза меньше.

Таблица
Результаты определения выхода водорастворимых органоминеральных и липидных фракций и содержания в них антиоксидантов
№ примера	pH водного раствора	Время обработки, мин; соотношение грязь:вод. фаза	Выход водного экстракта, г/кг	Содержание АО в водном экстракте, моль/кг	Выход липидного экстракта, г/кг	Содержание АО в липидном экстракте, моль/кг
1	7	3; 1:5	105	0,08	4,3	0,28
2	7	3; 1:8	106	0,07	4,5	0,25
3	7	5; 1:5	115	0,11	5,1	0,31
4	7	5; 1:8	110	0,10	4,9	0,30
5	7	10; 1:5	118	0,13	5,1	0,35
6	8	3; 1:5	120	0,15	5,7	0,41
7	8	3; 1:8	125	0,15	5,9	0,39
8	8	5; 1:5	131	0,20	8,8	0,59
9	8	10; 1:5	130	0,18	8,9	0,47
10	9	3; 1:5	122	0,11	7,3	0,37
11	9	3; 1:8	130	0,13	7,6	0,35
12	9	5; 1:5	135	0,21	9,1	0,35
13	9	10; 1:5	137	0,23	9,5	0,37
14 пр.	8,5-9	-	75	0,05	2,1	0,18