Изучение промышленных отходов фармацевтического производства как дополнительных источников биологически активных соединений (на примере шрота плодов боярышника и шрота листьев мяты)

Актуальность проблемы. В настоящее время на фармацевтическом рынке потребление лекарственных препаратов растительного происхождения имеет явную тенденцию к росту и, соответственно, наблюдается расширение их номенклатуры. Однако, сырьевая база растительных ресурсов ограничена, хотя наша страна импортирует из-за рубежа значительное количество растительного сырья. В то же время заготавливаемое на территории России и импортируемое растительное сырье используются нерационально. В отходах от фармацевтического производства остается от 30 до 50% ценных биологически активных веществ (БАВ). На наш взгляд, изучение отходов фармацевтического производства — шрота является очевидным с точки зрения дополнительных источников получения БАВ и позволяет более успешно решать проблему комплексного использования сырья и снижения себестоимости продукции.

К числу таких растений, широко используемых в фармацевтической технологии для получения настоек, относятся боярышник и мята, однако отходы данного производства остаются невостребованными. Решение проблемы использования подобного сырья для получения биологически активных соединений сдерживается отсутствием исследований по химическому составу. В этой связи, химическое и фармакологическое изучение компонентов шрота плодов боярышника кроваво-красного и шрота листьев мяты перечной является актуальной проблемой для фармацевтической науки, поскольку создаёт предпосылки для рационального использования лекарственного растительного сырья и создания безотходного производства, основанного на более полном использовании природных биологически активных соединений.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является химическое исследование шрота листьев мяты и шрота плодов боярышника, а также фармакологическая оценка возможности использования указанных отходов в качестве дополнительных источников биологически активных соединений.

Для достижения поставленной цели мы сочли целесообразным решение следующих задач:. > провести химическое исследование шрота плодов боярышника и шрота листьев мяты на присутствие основных групп БАВколичественно охарактеризовать содержание полисахаридов, фла-воноидов, органических кислот, аминокислот, макрои микроэлементов, оксикоричных кислот, дубильных веществисследовать влияние природы экстрагента на выход биологически активных соединений и на основании этого получить отдельные фракции с последующим проведением фармакологического скрининга;

У* изучить химический состав фракций, проявивших наибольшую биологическую активностьопределить некоторые показатели на шроты листьев мяты и плодов боярышника.

Научная новизна. Проведено химическое изучение шрота листьев мяты и шрота плодов боярышника, позволившее качественно и количественно охарактеризовать такие биологически активные соединения, как полисахариды, аминокислоты, макрои микроэлементы, а также фенолокис-лоты и флавоноиды.

В липофильной фракции из шрота плодов боярышника доказано наличие урсоловой и олеаноловой кислот, каротиноидов, фосфолипидов, а также алифатических высших жирных кислот.

Предложена схема препаративного получения суммарных липо-филыюй и гидрофильной фракций, что позволяет дифференцировать биологически активные соединения по их растворимости.

Экспериментально установлено, что использование в качестве экст-рагента спирта этилового 40% позволяет из обоих видов исходного шрота получать в последующем сухие экстракты с высокой биологической активностью:

— из шрота листьев мяты — антиоксидантной, противовоспалительной и антимикробной;

— из шрота плодов боярышника — гипотензивной, седативной, антигипок-сической и гепатозащитной.

Практическая значимость н внедрение результатов исследования. Проведенные химические исследования промышленных отходов фармацевтического производства — шрота листьев мяты и шрота плодов боярышника свидетельствуют о том, что они могут быть использованы в качестве дополнительных сырьевых источников получения биологически активных веществ.

Сухой экстракт из шрота плодов боярышника, полученный экстракцией спиртом этиловым 40%, передан на кафедру фармакологии ГОУ ВПО Пятигорской ГФА Росздрава для углублённого экспериментального исследования его влияния на системную и церебральную гемодинамику, а также для оценки влияния на некоторые биохимические показатели мозга (акт внедрения от 25.07.2005).

На кафедре биохимии и микробиологии ГОУ ВПО Пятигорской ГФА Росздрава проводится углублённое доклиническое исследование ге-патопротекторного действия фракции, полученной из шрота плодов боярышника на основе спирта этилового 40% (акт внедрения от 25.09.2005).

Предложенные технологии переработки шрота плодов боярышника и шрота листьев мяты апробированы и внедрены на производственном участке ФГУП «Пятигорская фармацевтическая фабрика» в апреле 2005 г. и на производственном участке ЗАО «Ростовская фармацевтическая фабрика» в апреле 2006 г. (общая загрузка исходного сырья — 100 кг). Технология и оценка качества фракций может реализоваться в производственном цехе ФГУП «Пятигорская фармацевтическая фабрика» и в производственном цехе ЗАО «Ростовская фармацевтическая фабрика» (акт внедрения от 11.04.2005; акт внедрения от 10.04.2006).

Основные положения, выдвигаемые на защиту: результаты химических исследований шрота плодов боярышника и шрота листьев мяты на присутствие основных групп БАВкачественная и количественная характеристики различных фракций, полученных из шрота листьев мяты и плодов боярышника экстракцией спиртом этиловым 40%- результаты некоторых фармакологических и биохимических исследований фракций, проявивших наибольшую биологическую активность.

Апробация и публикация результатов исследования. Основные фрагменты диссертационной работы доложены и обсуждены на 60-й и 62-й региональных конференциях по фармации, фармакологии и подготовке кадров ПятГФА (Пятигорск, январь 2005 г., январь 2007 г.).

По теме диссертации опубликовано 15 работ.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО Пятигорской ГФА Росздрава (№ регистрации 1 200 411 089) и соответствует проблеме «Фармация».

Объём н структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, четырёх глав, общих выводов, списка.

Общие выводы.

1. Химическими исследованиями отходов фармацевтического производства установлено в шроте листьев мяты содержание флавоноидов — 0,95+0,03%, фенолокислот — 7,02+0,01%, полисахаридов — 31,36±0,08%, аминокислот — 12,76+0,02%, макрои микроэлементов, среди которых преобладают калий, кальций, магний, натрий, железо, фосфор.

2. Изучение качественного и количественного состава отходов показало, что в шроте плодов боярышника содержание флавоноидов составляет 0,027+0,0013%, фенолокислот — 0,16±0,008%, полисахаридов -11,51 ±0,09%, аминокислот — 3,4+0,03%, дубильных веществ — 0,71 ±0,01%, свободных органических кислот — 0,91+0,01%, макрои микроэлементов, среди которых преобладают магний, калий, кальций, натрий, фосфор.

3. Методом избирательной экстракции с использованием полярных и неполярных растворителей получены фракции липофильных и гидрофильных веществ. В хлороформном извлечении установлено наличие тритерпеноидов — 0,61+0,04%, представленных урсоловой и олеаноловой кислотами, фосфолипидов — 0,35±0,01%, каротиноидов -1,65±-0,0036мг%. Алифатические высшие жирные кислоты представлены восемью соединениями с числом углеродных атомов в радикале Cn, С15 и Сп, среди которых преобладающими являются непредельные кислоты.

4. С помощью химических и физико-химических методовхроматографии, УФ — спектроскопии, ВЭЖХ установлено, что в шроте листьев мяты и плодов боярышника содержатся лютеолин, апигенин, кверцетин, афзелин, рутин. В шроте листьев мяты, кроме этого, присутствуют диосмин, ориентин и лютеолин-7-глюкозид, а в шроте плодов боярышника — виценин и дигидрокверцетин.

5. В шроте листьев мяты доказано присутствие галловой и кофейной кислот, а плодов боярышника — феруловой, изоферуловой, кофейной и хлорогеновой кислот.

6. Доказано, что при промышленной переработке листьев мяты и плодов боярышника до 30−35% биологически активных соединений остается в шроте.

7. Экстракцией этиловым спиртом 40% получены фармакологически активные спиртовые фракции из шрота плодов боярышника и листьев мяты, которые охарактеризованы качественно и количественно по содержанию фенолокислот, флавоноидов, аминокислот, макрои микроэлементов.

8. Фармакологические исследования позволили установить следующие виды действия: для фракции из шрота листьев мяты (экстрагент — спирт этиловый 40%) — антиоксидантное, антибактериальноедля мази, полученной на ее основе — противовоспалительное, ранозаживляющеедля фракции из шрота плодов боярышника (экстрагент — спирт этиловый 40%) — гипотензивное, антигипоксическое, седативное, противовоспалительное и гепатопротекторное.