CC BY
129
© Коллектив авторов, 2010 УДК.616.314.13 - 173:681.3
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ НАСТОЙКИ
СУШЕНИЦЫ ТОПЯНОЙ
А.Н. Николашкин, И.Г. Веснов, Н.Г. Селезенев, Д.М. Попов
Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова НИИ Фармации Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова, г. Москва
С помощью дисперсионного анализа установлены наиболее значимые технологические факторы, влияющие на выход биологически активных веществ из травы сушеницы топяной.
Ключевые слова: настойка сушеницы топяной, экстрагирование, дисперсный анализ.
Трава сушеницы топяной является официнальным лекарственным растительным сырьем, обладающим противовоспалительным, ранозаживляющим и антигипертензивным действием. [4] Однако до сих пор на фармацевтическом рынке отсутствуют препараты, произведенные на её основе.
Нами проведены исследования по созданию первой экстракционной формы сушеницы топяной - настойки в качестве перспективного антигипертензивного средства. [6]
При производстве экстракционных лекарственных препаратов основополагающим требованием является наиболее полный переход из растений в лекарственную форму комплекса биологически активных веществ (БАВ), который определяет терапевтическую эффективность препарата и связан со многими технологическими факторами. [5,8]
Целью данной работы является выявление с помощью дисперсионного анализа наиболее значимых технологических факторов, влияющих на выход БАВ из травы сушеницы топяной для дальнейшей оптимизации процесса экстрагирования при производстве одноименной настойки.
Материалы и методы
Для производства настойки использовалась трава сушеницы топяной, соответствующая современным требованиям нормативной документации. [2,7]
На эффективность экстрагирования БАВ растений влияют различные факторы, такие как: стандартность сырья, способ получения извлечения, концентрация экстрагента, продолжительность настаивания и др. [8]
Влияние исследуемых технологических факторов на эффективность экстрагирования оценивали по содержанию в готовом продукте основных БАВ травы сушеницы топяной -флавоноидов в пересчета на гнафалозид А.
По плану исследования изучали такие факторы, как концентрация этилового спирта, степень измельчения растительного сырья, плотность укладки травы в экстрактор, продолжительность настаивания, количество циркуляций вытяжки в экстракторе при настаивании, количество сливов вытяжки из экстрактора.
Характеристика показателей технологических факторов. Использовались водные растворы этилового спирта следующих рабочих концентраций - 0%, 40%, 70%, 90%, 95% этилового спирта. Измельченность растительного сырья изучалась при степени измельчения 1, 2, 5, 7 мм. Плотность укладки травы в экстрактор составила: 0,21 г/см3, 0,26 г/см3, 0,28 г/см3 и 0,40 г/см3 Продолжительность процесса настаивания составляла 6, 12, 18 и 24 часов. При производстве настойки сушеницы топяной циркуляция вытяжки в экстракторе при настаивании в количестве 1,
2, 3 и 4 циркуляций. Получение настойки сушеницы топяной осуществлялось в количестве 1, 2, 3 и 4-х сливов извлечения в равных количествах.
Для изучения влияния указанных технологических факторов на выход основных биологически активных веществ (флавоноидов) сушеницы топяной получали серии настоек, соответствующие уровням изучаемых факторов.
Выявление степени влияния выше приведенных факторов на эффективность извлечения основных действующих веществ травы сушеницы топяной - флавоноидов в готовую
экстракционную лекарственную форму проводилось с помощью однофакторного дисперсионного анализа (One Way ANOVA).
Дисперсионный анализ применим в тех случаях когда распределения зависимой переменной для каждой градации фактора соответствуют нормальному закону распределения; дисперсии выборок, соответствующие разным градациям фактора, равны между собой; выборки, соответствующие градациям фактора, независимы (для межгруппового фактора). [1, 3]
При изучении влияния одного фактора на зависимую переменную нами использовался однофакторный ANOVA.
В работе однофакторный дисперсионный анализ (One Way ANOVA) осуществлялся с помощью программного комплекса SPSS по следующей схеме. Сначала распределение каждой выборки, соответствующей определённому уровню фактора, проверялось на нормальность с помощью двустороннего критерия Колмогорова-Смирнова (One-Sample Kolmogorov-Smimov Test). Затем при помощи критерия Ливена (Levene’s Test of Homogeneity of Variance) проводилась проверка гипотезы о равенстве (однородности, гомогенности) дисперсий рассматриваемых выборок. При проверке гипотез о нормальности распределения выборок и равенстве их дисперсий вычислялись минимальные уровни значимости Р1 и Р2 соответственно, при которых можно отвергнуть нулевую гипотезу.
После установления статистически незначимого отличия распределения выборок от нормального закона распределения и отсутствия достоверных различий дисперсий этих выборок проводился непосредственно сам однофакторный ANOVA. При этом также, как и при проведении тестов Колмогорова-Смирнова и Ливена, вычислялся минимальный уровень значимости Р3, при котором можно отвергнуть нулевую гипотезу об отсутствии влияния фактора на зависимую величину. [9]
Результаты и их обсуждение
Результаты однофакторного дисперсионного анализа влияния технологических факторов на полноту экстрагирования БАВ травы сушеницы топяной представлены в таблице.
Таблица
Дисперсиологическая оценка влияния технологических факторов на степень _______экстрагирования биологически активных веществ из травы сушеницы топяной
Фактор Уро-вень факто- Ра Среднее значение выборки Тест Колмогорова-Смирнова, Р1 Тест Ливена, Р2 Однофакторный ANOVA, Р3
Концентра- ция этилового спирта, % 0 0,0046 0,510 0,783 Р3 < 0,001
40 0,0270 0,759
70 0,0548 0,214
90 — —
95 — —
Измельчен-ность сырья, мм 1 0,0582 0,214 0,265 Р3 = 0,984
2 0,0582 0,647
5 0,0582 0,953
7 0,0584 0,941
Плотность укладки сырья в экстрактор, г/см3 0,21 0,0590 0,759 0,803 Р3 < 0,001
0,26 0,0346 0,510
0,28 0,0504 0,510
0,40 0,0526 0,214
Продолжительность настаивания, ч 6 0,0340 0,759 0,712 Р3 < 0,001
12 0,0462 0,953
18 0,0526 0,577
24 0,0588 0,953
Количество циркуляций 1 0,0328 0,214 0,551 Р3 < 0,001
вытяжки в экстракторе при настаивании 2 0,0358 0,953
3 0,0402 0,953
4 0,0460 0,759
Количество сливов вытяжки из экстрактора 1 0,0202 0,214 0,114 Р3 < 0,001
2 0,0206 0,510
3 0,0224 0,577
4 0,0248 0,214
При анализе экспериментальных данных о влиянии исследуемых технологических факторов на содержание флавоноидов в перерасчёте на гнафалозид А было установлено, что распределение каждой из выборок статистически незначимо отличается от нормального закона распределения, тест Ливена не выявил статистически достоверных различий между дисперсиями исследуемых выборок. Следовательно, все необходимые условия для проведения дисперсионного анализа выполнены.
Однофакторный ЛКОУЛ тест показал, что такие изученные технологические факторы, как концентрация этилового спирта, плотность укладки растительного сырья в экстрактор, продолжительность настаивания, количество циркуляций вытяжки при настаивании, количество сливов вытяжки из экстрактора достоверно влияют на содержание флавоноидов, а следовательно на эффективность экстрагирования травы сушеницы топяной.
Исключение составляет такой технологический фактор, как измельченность растительного сырья. В результате дисперсионного анализа было установлено, что влияние его на содержание флавоноидов в настойке статистически незначимо.
Выводы
1. Применением однофакторного дисперсионного анализа экспериментальных данных было достоверно установлено влияние таких технологических факторов, как концентрация этилового спирта, плотность укладки растительного сырья в экстрактор, продолжительность настаивания, количество циркуляций вытяжки при настаивании, количество сливов вытяжки из экстрактора на содержание флавоноидов в перерасчёте на гнафалозид А.
2. Установлено, что технологический фактор - измельченность растительного сырья статистически незначимо влияет на выход БАВ сушеницы топяной в экстракционную лекарственную форму - настойку сушеницы топяной.
Литература
1. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В.Е. Гмурман. - М.: Высшая школа, 2000.
2. Государственная фармакопея СССР / МЗ СССР. - XI изд., доп. - М.: Медицина, 1997.-Вып.2. - С. 320-323
3. Кремер Н.Ш. Теория вероятности и математическая статистика / Н.Ш. Кремер.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002 - 543с.
4. Машковский М.Д. Лекарственные средства.- 15-е изд.- М.: Новая Волна, 2006.- 1206 с.
5. Минина С.А. Химия и технология фитопрепаратов / С. А. Минина, И.Е. Каухова. - М.: ГЕОТАР-МЕД, 2004.- 560 с.
6. Николашкин А.Н. Исследование возможности производства настойки как готовой лекарственной формы из травы сушеницы топяной / А.Н. Николашкин // Матер. науч.- практ. конф. «Аспирантские чтения». Рязань: РязГМУ, 2004.- С. 12-13
7. Николашкин А.Н. Совершенствование стандартизации травы сушеницы топяной / А.Н. Николашкин, О.Г. Потанина, Д.М. Попов, Н.Г. Селезенев // Фармация.- 2010.- №2.- С. 12-15
8. Пономарев В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья / В.Д. Пономарев.- М.: Медицина, 1976.- 204 с.
9. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере / Ю.Н. Тюрин. - М.: Инфра М, 1998.
OPTIMIZATION OF THE EXTRACTION IN PRODUCTION TINCTURES COTTONWEED TOPYANOY
A.N. Nikolashkin, I.G. Vesnov, N.G. Drake, D.M. Popov
With the help of variance analysis showed the most significant technological factors affecting the yield of biologically active compounds from herbs cottonweed topyanoy.
Key words: infusion cottonweed topyanoy, extraction, dispersive analysis.
Селезенев Н.Г. - зав.кафедрой технологии лекарств, к.фарм.наук, доцент ГОУ ВПО Рязанский
государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Росздрава; [email protected]
