Разработка технологии получения и изучение состава липофильных метаболитов плодов Calendula Officinalis (L.) и Echinacea Purpurea L.) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.04.01, кандидат фармацевтических наук Дёмин, Михаил Сергеевич

• Дёмин, Михаил Сергеевич
• кандидат фармацевтических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат фармацевтических наук Дёмин, Михаил Сергеевич

Введение

Часть 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Липофильные комплексы лекарственного растительного сырья: ингредиенты, медицинское значение, технологии получения, оценка качества

1.1. Биологически активные ингредиенты липофильных комплексов растений и их применение в медицине

1.2. Комплексы биологически активных веществ и применение в медицинской практике эхинацеи пурпурной {Echinacea purpurea (L.) Moench) и ноготков лекарственных (Calendula officinalis L.)

1.2.1. Эхинацея пурпурная {Echinacea purpurea (L.) Moench)

1.2.2. Ноготки лекарственные {Calendula officinalis L.)

1.3.Технология выделения липофильных комплексов растений 25 Выделение масел растений 25 Экстракция липофильных комплексов растений 27 Получение эфирных масел 32 Выделение липофильных комплексов растений в комплексной переработке сырья

1.4. Стандартизация препаратов липофильных комплексов растений

Анализ современных фармакопейных требований к жирным маслам

Требования к пищевым продуктам на основе липофильных комплексов растений

Часть 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Глава 1. Материалы и методы

1.2.1 .Анализ экстрактов

1.2.2. Методы определения показателей качества экстрактов

1.2.3.Макро- и микроскопический анализ растительного сырья

Глава 2. Выделение и изучение состава липофильных фракций плодов эхинацеи пурпурной и ноготков лекарственных

2.1. Определение показателей качества растительного сырья

2.2. Разработка технологии выделения липофильных фракций плодов эхинацеи пурпурной и ноготков лекарственных

2.3. Исследование состава выделенных липофильных фракций плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной

2.3.1. Идентификация компонентов липофильной фракции плодов ноготков лекарственных s ~

2.3.2.Физико-химические характеристики и стабильность липофильной фракции плодов ноготков лекарственных

2.3.3. Идентификация компонентов липофильной фракции плодов эхинацеи пурпурной

2.3.4. Физико-химические характеристики и стабильность липофильной фракции плодов эхинацеи пурпурной

Глава 3. Разработка препаратов с экстрактами НЛПЛФ и ЭППЛФ 121 ВЫВОДЫ 134 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ , ~ 136 ПРИЛОЖЕНИЯ '

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ БАВ — биологически активные вещества ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты ЛФ - липофильная фракция

ЭППЛФ - эхинацеи пурпурной плодов липофильная фракция

НЛПЛФ - ноготков лекарственных плодов липофильная фракция

ГХ-МС - газовая хроматография с масс-спектрометрией

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ЛРС - лекарственное растительное сырье

БАД - биологически активная добавка

ТИ - технологическая инструкция

ТУ - технические условия

ПОЛ - перекисное окисление липидов

USP - Американская фармакопея (The United States Pharmacopea)

СГ - сжиженные газы

ТСХ - тонкослойная хроматография

ГФ - государственная фармакопея

JP - Японская фармакопея (Japan pharmacopeia)

РБ - фармакопея республики Беларусь ЕР - European pharmacopeia

BP - Британская фармакопея (British pharmacopeia) СанПиН - санитарные правила и нормы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии получения и изучение состава липофильных метаболитов плодов Calendula Officinalis (L.) и Echinacea Purpurea L.)»

Номенклатура растительных масел, представленных на рынке сырья, за последние годы возросла в десятки раз. В основном это наблюдается за счет импортных поставок. В России интерес ученых и производителей к маслам растений также растет, при этом очевидна необходимость использования специального технологического и аналитического оборудования, а так же проведения подробных исследований, требующих серьезных материальных затрат.

Уровень развития науки ' настоящего времени дает большие возможности исследователям: использование арсенала современной аналитической базы позволяет детально охарактеризовать метаболический статус растений и их продуктов, а в результате применения высокотехнологичных способов переработки растительного сырья сегодня можно не только получать экстракционные препараты, но выделять концентрированные комплексы биологически значимых метаболитов.

Перспективность разработки современных технологий получения и идентификации липофильных комплексов биологически активных веществ (БАВ) растений, а также актуальность создания оздоровительных средств на основе этих комплексов очевидны. В этом аспекте представляет интерес изучение новых и традиционных для медицины видов лекарственного растительного сырья (JIPC) с использованием современных высокоселективных инструментальных аналитических- методов и информационных баз.

Ценными и широко применяемыми в медицине и косметологии лекарственными растениями являются ноготки лекарственные (Calendula officinalis L.) и эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea (L.) Moench). В качестве лекарственного сырья используют цветки ноготков (flores Calendulae), у эхинацеи - подземную и надземную часть. Широко применяются как самостоятельно, так и в составе лекарственных форм, средства, представляющие собой водные или спирто-водные извлечения этих видов сырья. В то же время, из * научных публикаций известно, что оба растения содержат не только гидрофильные, но и ценные липофильные БАВ. Богатый липофильный комплекс цветков ноготков лекарственных обеспечивает эффективность медицинского использования аппликационных лекарственных форм с масляными извлечениями и обосновывает актуальность разработки интенсивных технологий его выделения из растения, детального изучения и создания оздоровительных средств на его основе.

Если липофильные извлечения из цветков ноготков лекарственных входят в состав ряда косметических и наружных средств, то препаратов на основе липофильного комплекса эхинацеи нет. За рубежом это направление разрабатывается. Так, установлено, что липофильная фракция растений рода эхинацея обладает даже большим воздействием на иммунитет, чем их гидрофильная фракция.- Поэтому представляет интерес выделение липофильного комплекса эхинацеи, его исследование и изучение возможностей использования в медицине.

Известно, что наибольшее количество масел накапливается в семенах и плодах растений. Учитывая сказанное, именно плоды ноготков и эхинацеи являются перспективным сырьем для разработки технологий получения липофильных фракций этих растений с целью разработки препаратов на их основе.

Как уже было сказано, создание современных средств коррекции гомеостаза на основе растительных источников невозможно без использования высокотехнологичных методов производства и анализа. ч

Развитие высокоэффективных способов выделения БАВ из растений, таких, например, как экстракция сжиженными газами, дает возможность решения этой проблемы.

Цель. Разработка технологии получения липофильных фракций плодов ноготков лекарственных (НЛПЛФ) и эхинацеи пурпурной (ЭППЛФ), их изучение, стандартизация и создание препаратов на их основе.

Для реализации поставленной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

1. Разработать технологию получения липофильной фракции плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной методом экстракции сжиженным газом.

2. Провести фитохимическое изучение полученных липофильных комплексов ноготков лекарственных (НЛПЛФ) и эхинацеи пурпурной (ЭППЛФ) (газовой хроматографией с последующей масспектрометрией, ВЭЖХ и др).

3. Определить основные физико-химические показатели качества полученных экстрактов в процессе изготовления и хранения.

4. Разработать параметры стандартизации полученных экстрактов НЛПЛФ и ЭППЛФ.

5. Разработать препараты на основе полученных экстрактов НЛПЛФ и ЭППЛФ в форме раствора в растительном масле и мягких желатиновых капсул.

6. Разработать и утвердить в установленном порядке нормирующие Ц документы на полученные экстракты НЛПЛФ и ЭППЛФ и на разработанные препараты в форме масляных растворов НЛПЛФ и ЭППЛФ и желатиновых капсул с масляными растворами НЛПЛФ и ЭППЛФ

Научная новизна.

- Проведено углубленное морфологическое изучение плодов ноготков и эхинацеи пурпурной.

- Методом экстракции сжиженным газом (фреоном) впервые выделены концентрированные экстракты липофильных фракций плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной.

- Методом газовой хроматографии с последующей масспектрометрией установлены составы метаболитов липофильных комплексов плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной, полученных экстракцией сжиженным газом (хладоном 22).

- Определены физико-химические характеристики разработанных экстрактов НЛПЛФ и ЭППЛФ в процессе получения и хранения.

Практическая значимость и уровень внедрения результатов.

Разработана технология выделения липофильных фракций плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной с помощью хладоновой экстракции. На основе полученн)ых продуктов, представляющих собой концентрированные извлечения липофильных БАВ, созданы препараты в форме масляных растворов и желатиновых капсул. Разработанные технологии апробированы в производственных условиях (ООО Фармпромсож), где показана возможность их масштабирования

По результатам комплексных лабораторных и опытно-промышленных исследований разработана и утверждена в установленном порядке государственными уполномоченными органами нормативная документация для организации серийного производства на:

Масло плодов календулы, сырье для БАД», Свидетельство о государственной регистрации № 77.99.23.3.У.56.1.09 от 12.01.2009

- ТУ 9369-167-04868244-2009, ТИ 9369-167-04868244-2009 «Масло плодов календулы, сырье для БАД», Санитарно-эпидемиологическое заключение на документацию № 77.99.23.003.Т.000030.01.09 от 12.01.2009

- «Масло плодов эхинацеи, сырье для БАД», Свидетельство о государственной регистрации №77.99.11.3.У.9034.9.09 от 14.09.2009

- ТУ 9373-166-04868244-2009, ТИ 9373-166-04868244-2009 «Масло плодов эхинацеи, сырье для БАД», Санитарно-эпидемиологическое заключение на документацию №77.99.11.003.Т.002544.09.09 от 14.09.2009

- биологически активная добавка к пище «ВИЛАРИМ масло растительное с маслом плодов календулы» в форме раствора и желатиновых капсул свидетельство о государственной регистрации № 77.99.23.3.У.55.1.09 от 12.01.2009,

- ТУ 9373-169-04868244-2009, ТИ 9373-169-04868244-2009 на БАД к пище «ВИЛАРИМ масло растительное с маслом плодов календулы» в форме раствора и желатиновых капсул, санитарно-эпидемиологическое заключение на документацию №77.99.23.003.Т.000031.01.09 от 12.01.2009

- биологически активная добавка к пище «ВИЛАРИМ масло растительное с маслом плодов эхинацеи» в форме раствора и желатиновых капсул свидетельство о государственной регистрации №77.99.11.3.У.9038.9.09 от 15.09.2009

- ТУ 9369-168-04868244-2009, ТИ 9369-168-04868244-2009 на БАД к пище «ВИЛАРИМ масло растительное с маслом плодов эхинацеи» в форме раствора и желатиновых капсул, Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.11.003.Т.002545.09.09 от 15.09.2009.

На защиту выносятся:

- результаты разработки технологии экстракции сжиженным газом

S •. хладоном 22) липофильных фракций плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной, результаты изучения составов метаболитов полученных липофильных комплексов плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной, данные по определению физико-химических показателей разработанных экстрактов НЛПЛФ и ЭППЛФ в процессе получения и хранения,

- экспериментальные результаты по разработке технологии получения препаратов в форме растворов . и желатиновых капсул, содержащих выделенные экстракты НЛПЛФ и ЭППЛФ,

- показатели и нормы качества созданных препаратов (в форме масляных растворов и желатиновых капсул), содержащих выделенные экстракты НЛПЛФ и ЭППЛФ, после изготовления и в процессе хранения.

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертации представлены на научно-практической конференции Санкт-Петербургской ХФА «Фармация из века в век» (2008), Межвузовской научной конференции студентов и молодых ученых «Фармация в XXI веке: эстафета поколений в Санкт-Петербургской ХФА (2009), X международном конгрессе «Здоровье образование в XXI веке» «Инновационные технологии в биологии и медицине» РУДН(2009), Москва. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы и трех глав собственных исследований. Список публикаций включает 78 источников отечественной литературы и 72 источника зарубежной литературы. Работа изложена на 150 страницах компьютерного текста, включает 35'рисунков и 36 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Технология получения лекарств», Дёмин, Михаил Сергеевич

выводы

1. На основании анализа данных научных публикаций обоснована актуальность разработки технологии выделения с помощью хладоновой экстракции липофильных экстрактов плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной и целесообразность изучения состава входящих в него биологически активных метаболитов

2. Методом экстракции сжиженным газом (хладоном) впервые выделены концентрированные экстракты липофильных фракций плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной. В ходе оптимизации разработанной технологии обоснована целесообразность предварительного криогенного измельчения растительного сырья до частиц размерами менее 500 мкм и использования в качестве экстрагента хладона 22. Технология выделения ЭППЛФ и НЛПЛФ апробирована в промышленных условиях.

3. В результате изучения составов полученных хладоновых экстрактов с использованием инструментальных методов (ГХ-МС, спектрофотометрия) показано наличие значительных количеств эфиромасличных соединений и фитостеринов, а также токоферолов, каротиноидов (в НЛПЛФ). (

4. Определены составы жирных кислот полученных экстрактов. В НЛПЛФ обнаружено большое количество ПНЖК, специфичных для растения: календовая, а-элеостеариновая и пуниковая, имеющие в структуре три конъюгированные двойные связи; ряд изомеров октадекатриеновой и семь изомеров октадекатетраеновой кислот. В ЭППЛФ основными по содержанию являются ненасыщенные - олеиновая и линолевая кислоты.

5. Установлены основные физико-химические показатели качества ЭППЛФ и НЛПЛФ в процессе изготовления и хранения. Полученные экспериментальные данные легЛи в основу разработки параметров стандартизации экстрактов и позволили установить срок годности - 1 год. По результатам проведенных исследований разработаны и утверждены государственными уполномоченными органами в установленном порядке нормативные документы на экстракты и технологию их получения.

6. На основе выделенных экстрактов получены препараты (Масло к растительное с маслом календулы и масло растительное с маслом эхинацеи) в форме растворов и мягких желатиновых капсул, проведена их стандартизация.

7. Проведены исследования стабильности разработанных препаратов в форме масляных растворов и медицинских желатиновых капсул в процессе хранения. Установлено, что все контролируемые показатели остаются в пределах норм допустимых отклонений в течение срока годности (1год).

8. Полученные в ходе исследования экспериментальные данные послужили основой для создания нормативной документации на разработанные продукты и технологии их получения. Разработана необходимая для организации серийного производства документация, которая утверждена в установленном порядке уполномоченными государственными органами.

Заключение

Полученные препараты выделенных липофильных экстрактов плодов ноготков лекарственных и эхинацеи пурпурной в форме масляного раствора и медицинских капсул соответствуют требованиям Государственных Фарма-копей.

Рис.3.1. Технологическая схема получения медицинских желатиновых капсул, содержащих липофильный экстракт плодов растительного сырья (ноготков лекарственных или эхинацеи пурпурной)

Список литературы диссертационного исследования кандидат фармацевтических наук Дёмин, Михаил Сергеевич, 2010 год

1. Авдеева О.И. /Всследования по созданию лекарственных средств на основе травы эхинацеи пурпурной Echinacea purpurea (L.) Moench.// автореферат дисс. К.ф.н. Москва.-2001.-24с.

2. Андреева JI.T. /Локализация и содержание каротиноидов в высокопродуктивных формах Calendula officinalis L. // Аптечное дело. -1961. -Т. 10, -№3.-С. 46-49.

3. Багирова В.А., Баландина И.А., Сокольская Т.А., Воробьёва О.Н., Алёхина Л.Г. /Ассортимент лекарственного растительного сырья на фармацевтическом рынке. // Новая аптека. 2004. -№2. -С. 57-63.

4. Акаева Т.К., Петрова С.Н. /Основы химии и технологии получения и переработки жиров. 4.1. Технология получения растительных масел.// ГОУ ВПО Ивановский гос.хим.-технол. Ун-т. -2007. -124с.

5. Алиев A.M., Зилфикаров И.Н., Степанов Г.В., Гусейнова З.А. /Анализ экстрактов шалфея, полученных сверхкритической углекислотной экстракцией. //Химия растит. Сырья.-2009>№1.-с.97-101.

6. Бакуридзе А.Д., Курцикидзе M.LLL, Писарев В.М., Махарадзе Р.В., Бе-рашвили Д.Т. /Иммуномодуляторы растительного происхождения (обзор)// Химико-фармацевтический журнал. 1993. - №8. - С. 43-46.

7. Башура Г.С., Зайцева И.Г., Трухачев О.Ф. /Аэрозоли и тайна «озоновой дыры» // Фармаком.-1993.-№5.-с.24-31.

8. А.В. Белякова, В.А. Вайнштейн, Ю.Г. Маркова,-Ю.Т. Демченко, Т.Х. Чибиляев Применение синтетических эфиров ВЖК для экстрагирования листьев крапивы / // Химико-фармацевтический журнал. -2005. -№ 11. -С. 6064.

9. Богданова Н. С., Николаева И. С., Щербакова Л. И., Толстова Т. И., Москаленко Н. Ю., Першин Г. Н. Изучение противовирусных свойств календулы лекарственной // Фармакол. токсикол.— 1970.— Т. 33, № 3.— С. 349355.

10. Брыкалов А.В., Головкина Е.М., Белик Е.В., Бостанова Ф.А. /Исследование физиологически активных соединений в препарате из эхиЦнацеи пурпурной. // Химия растительного сырья. 2008. -.№ 3. - С. 89-91.

11. Быков В.А./Атлас лекарственных растений России. //Под общ. редакцией академика РАМН и РАСХН, проф. Быкова В.А.: М. 2006. - 345 с.

12. Васфилова Е.С., Багаутдинова Р.И. /Продуктивность подземных частей Echinacea purpurea (Asteraceae) и накопление в ней фруктозосодержащих углеводов при интродукции в Средний Урал. // Раст. ресурсы. 2005. - Т. 41, вып. 1. - С. 107-116.

13. Ветров П.П. Экстрагирование природных веществ из растительного сырья сжиженными газами / П.П. Ветров // Технология и стандартизация лекарств.-Харьков: PUPER, 1996.-С. 220-234.

14. Ветров П.П., Прокопенко А.П., /Современное состояние и преспективы использования сжиженных газов для экстракции природных веществ из растительного сырья: обзорная информация.// Хим-фарм.пром-ть.- М.: ЦБНТИ.-1984.-№8.- 34с.

15. Вечерко Л.П., Зинкевич Э.П., Либизов Н.И., Баньковский

16. A.И. /Химическое изучение тритерпеновых гликозидов Calendula officinalis //Сборник научных работ ВНИИ лекарственных растений. -1970. -Вып. 1. -С. 169-171.

17. Взорова Л.Н. /Фармакогностическое изучение и "стандартизация травы эхинацеи пурпурной свежей и препарата на ее основе// автореферат дисс. К.ф.н. -М.: -2002.-25с.

18. Головкин Б.И., Руденская Р.Н., Трофимова И.А., Шретер А.И. /Биологически активные вещества растительного происхождения.//отв. Ред.

19. B.Ф. Селихов. -М.: Наука. -2001. -2Т

20. Гаврилин М.В., Кошелев Ю.А., Маркова О.М., Лихота Т.Т., Огурцов Ю.А. и др. /Масло калины и перспективы его применения в медицинской практике // Пятигорск. -2005. 138 с.

21. Глинкина А.Е. /Разработка лцпосомальных форме ситостерином гороха с целью применения в медицинской практике// автореферат дисс. К.ф.н. Москва.-2009.-22с.

22. Государственная Фармакопея СССР, Вып. 2, Москва, Медицина (1989).

23. Дёмин М.С., Сокольская Т.Д. /Полиненасыщенные жирные кислоты: источники и эффективность.// Сырьё и упаковка для парфюмерии, косметики и бытовой химии.-2008.-с.15-17.

24. Дёмин М.С., Осипов В.И., Демина Н.Б., Быков В.А. / Жирнокислотный состав хладонового экстракта ноцотков лекарственных плодов.// Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. -№4. -с. 52-56. -2010.

25. Дёмин М.С., Осипов В.И., Демина Н.Б., Булгаков Т.В., Быков В.А. //Метаболиты липофильной фракции эхинацеи пурпурной плодов.// Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. —№5. -с. 52-56. -2010.

26. Дёмин М.С., Осипов В.И., Демина Н.Б., Быков В.А. / Состав метаболитов липофильной фракции ноготков лекарственных плодов.// Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. -№3. -с. 3-6. -2010.

27. J дов. -Пятигорск, 2004. -Вып. 59. -С. 81-82.138I