ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ЭКСТРАКЦИИ ТРИТЕРПЕНОВЫХ САПОНИНОВ ИЗ АРАЛИИ МАНЬЧЖУРСКОЙ И ЖЕНЬШЕНЯ
Аннотация
В работе представлены экспериментальные исследования извлечения тритерпеновых сапонинов из аралии маньчжурской и женьшеня с применением процесса сверхкритической экстракции. Следует отметить, что тритерпеновые сапонины аралии маньчжурской и женьшеня являются полярными соединениями, поэтому процесс сверхкритической экстракции проводили в среде сверхкритического диоксида углерода с использованием сорастворителя – водного раствора этанола. Изложена методика проведения процесса сверхкритической экстракции и представлена принципиальная схема установки собственной конструкции с экстрактором объемом 22 мл. Представлены кинетические кривые выхода экстракта при сверхкритической экстракции. Проведена интенсификация процесса сверхкритической экстракции с использованием следующих методов: оптимизация режимно-технологических параметров, наложение полей. Оптимизация режимно-технологических параметров проводилась в диапазоне температур 40-50 °С и давлений 120-200 бар. Отмечено явление ретроградации при изменении температуры процесса сверхкритической экстракции тритерпеновых сапонинов из женьшеня. Также исследовалось влияние способа подачи сверхкритического диоксида углерода: постоянная подача на протяжении всего процесса и импульсная подача. Импульсная подача позволила значительно сократить потребление диоксида углерода – на 59,5% относительно эксперимента при постоянной подаче диоксида углерода. В работе проводилось исследование влияния ультразвукового воздействия (метод наложения полей) на интенсивность процесса сверхкритической экстракции. Применение ультразвукового воздействия привело к увеличению выхода экстракта. Наибольшее количество экстракта из аралии маньчжурской и женьшеня было получено при температуре 50 °С и давлении 200 бар с применением ультразвукового воздействия и при постоянной подаче диоксида углерода (500 г/ч) на протяжении всего процесса.
Для цитирования:
Худеев И.И., Лебедева Е.С., Артемьев А.И., Казеев И.В., Меньшутина Н.В. Интенсификация процесса сверхкритической экстракции тритерпеновых сапонинов из аралии маньчжурской и женьшеня. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 3. С. 108-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20236603.6737.
Литература
Kazeev I.V., Bocharova O.A., Shevchenko V.E., Karpova R.V., Bocharov E.V., Baryshnikova M.A., Uyutova E.V., Sheychenko O.P., Kucheryan V.G. Tandem mass spectrometry in the technology of determining aralosides of phytoadaptogene compositions. Theor. Found. Chem. Eng. 2020. V. 54. N 6. P. 1242-1246. DOI: 10.1134/S0040579520050334.
Demchenko Yu. T., Smirnova A.A., Bolotova V. Ts., Kauhova I.E., Vishnevskaya E.K. Anti-inflammatory ac-tivity of extracts obtained by two-phase extraction from three sorts of medicinal raw material. Rastit. Resursy. 2006. V. 42. N 4 P. 61-70 (in Russian).
Boshkaeva A.K., Igisenova A.I., Ibadullaeva R.A., Is-kakova M.K., Bisenbaev E.M. Clinical and laboratory studies of herbal medicines from domestic raw materials. Internat. Sci. and Pract. Conf. World Sci. 2016. V. 2. N 9 (13). P. 34-38 (in Russian).
Smolentsev S.Yu., Gugkaeva M.S., Cugkieva Z.R. The efficiency of herbal medicines’ use in the treatment of acute postpartum endometritis of cows. Izv. Gorsk. Gos. Agrar. Univ. 2022. V. 59-2. P. 123-131 (in Russian). DOI: 10.54258/20701047_2022_59_2_123.
Degtyareva E.A., Vishnevskaya L.I., Yarnykh T.G., Tkachuk O.Yu. Prospects of using plant materials pumpkin for creating a medicine based on it. Ukrain. Zhurn. Kinich. Laborator. Med. 2013. V. 8. N 2. P. 31-35 (in Russian).
Fabritskaya A.A., Semenikhin S.O., Gorodeckiy V.O., Kotlyarevskaya N.I., Viktorova E.P. Modern research on the extraction of biologically active substances from plant raw materials using enzymes. Nov. Tekhnol. 2021. V. 17. N 2. P. 56-66 (in Russian). DOI: 10.47370/2072-0920-2021-17-2-56-66.
Muravieva D.A., Samylina I.A., Yakovlev G.P. Pharma-cognosy: textbook for students of pharmaceutical univer-sities. M.: Meditsina. 2007. 652 p. (in Russian).
Alsayari A., Muhsinah A.B., Almaghaslah D., Annadurai S., Wahab S. Pharmacological Efficacy of Ginseng against Respiratory Tract Infections. Molecules. 2021. V. 26. N 13. P. 4095. DOI: 10.3390/molecules26134095.
Yang H., Zhai B., Fan Y., Wang J., Sun J., Shi Y., Guo D. Intestinal absorption mechanisms of araloside A in situ single-pass intestinal perfusion and in vitro Caco-2 cell model. Biomed. Pharmacoth. 2018. V. 106. P. 1563–1569. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.07.117.
Yu L. The antitumor effects of Araloside A extracted from the root bark of Aralia elata on human kidney can-cer cell lines. Afr. J. Pharm. Pharmacol. 2011. V. 5. N 4. P. 462–467. DOI: 10.5897/AJPP10.317.
Lee J.-H., Kim J.-S., Shin S.-D. Anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-carcinogenic activities of araloside A from Aralia elata. J. App. Pharm. Sci. 2018. V. 8. N 10. P. 129–135. DOI: 10.7324/JAPS.2018.81017.
Luo Y., Lu S., Gao Y., Yang K., Wu D., Xu X., Sun G., Sun X. Araloside C attenuates atherosclerosis by modulat-ing macrophage polarization via Sirt1-mediated autophagy. Aging (Albany NY). 2020. V. 12. N 2. P. 1704–1724. DOI: 10.18632/aging.102708.
Wang M., Tian Y., Du Y., Sun G., Xu X., Jiang H., Xu H., Meng X., Zhang J., Ding S., Zhang M., Yang M., Sun X. Protective effects of Araloside C against myocardial ischaemia/reperfusion injury: potential involvement of heat shock protein 90. J. Cellular Molec. Med. 2017. V. 21. N 9. P. 1870–1880. DOI: 10.1111/jcmm.13107.
Filonova O.V., Lekar' A.V., Borisenko S.N., Vetrova E.V., Maksimenko E.V., Borisenko N.I., Minkin V.I. Hydrolysis of aralosides from aralia manchurian in sub-critical water to oleanolic acid and its derivatives. Russ. J. Phys. Chem. B. 2016.V. 10. N 7. P. 1085-1091. DOI: 10.1134/S1990793116070071
Pavlovich V.A. Biologically active compounds of ginseng (Panax. L.). Biologicheski aktivnye soedineniya v zhizni cheloveka – 2017: sb. mater. univ. stud. nauch.-prakt. konf. Brest. 2017. P. 74–77 (in Russian).
Kochkin D.V., Glagoleva E.S., Galishev B.A., Spiridovich E.V., Nosov A.M., Reshetnikov V.N. Analysis of gynzenosides in the roots of panax ginseng introduced in the central botanical garden of nas of Belarus. Dokl. Nats. Akad. Nauk Belarusi. 2018. V. 62. N 4. P. 447-454 (in Russian). DOI: 10.29235/1561-8323-2018-62-4-447-454.
Wan Y., Wang J., Xu J., Tang F., Chen L., Tan Y., Rao C., Ao H., Peng C. Panax ginseng and its ginsenosides: potential candidates for the prevention and treatment of chemotherapy-induced side effects. J. Ginseng Res. 2021. V. 45. N 6. P. 617–630. DOI: 10.1016/j.jgr.2021.03.001.
Bespalov V.G., Aleksandrov V.A., Semyonov A.L., Kovanko E.G., Ivanov S.D. Bioginseng inhibitory effect on radiationinduced carcinogenesis in rats. Vopr. Onkologii. 2012. V. 58. N 2. P. 248-252 (in Russian).
Razgonova M.P., Zaharenko A.M., Kalenik T.K., Golohvast K.S. "Green technologies" for obtaining gin-senosides from the far eastern ginseng (Panax ginseng) with supercritical CO2-extraction for use in food, medi-cine and cosmetic industry. Sovr. nauka i innovatsii. 2018. N 2 (22). P. 128–136 (in Russian).
Menshutina N.V., Kazeev I.V., Hudeev I.I., Artemiev A.I., Flegontov P.A., Dashkin R.R. Obtaining aralosides by supercritical extraction from Aralia Mandshurica. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 4. P. 22-29 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226504.6523.
Dimić I., Pezo L., Rakić D., Teslić N., Zeković Z., Pavlić B. Supercritical Fluid Extraction Kinetics of Cherry Seed Oil: Kinetics Modeling and ANN Optimization. Foods. 2021. V. 10. N 7. P. 1513. DOI: 10.3390/foods10071513.
Pokrovskij O. Sample preparation by supercritical fluid extraction in chemical analysis. Analitika. 2013. N 6 (13). P. 22-27 (in Russian).
Gurin V., Titenko A., Starokadomskiy D., Kuts V., Demchenko L., Maloshtan S., Barkholenko V., Resh-etnik M., Nikolajyhuk A., Kashuba O., Kamarali A. Combined mobile super critical CO2 extraction plant. Chronos: Estestv. Tekhnich. Nauki. 2021. V. 6. N 4 (37). P. 16-23 (in Russian).
Gumerov F.M. Supercritical fluid technologies. Economic feasibility. M.: OOO «Butlerovskoye naslediye». 2019. 440 p. (in Russian).
Uwineza P.A., Waśkiewicz A. Recent Advances in Supercritical Fluid Extraction of Natural Bioactive Com-pounds from Natural Plant Materials. Molecules. 2020. V. 25. N 17. P. 3847. DOI: 10.3390/molecules25173847.
Pereira C.G., Meireles M.A.A. Supercritical Fluid Ex-traction of Bioactive Compounds: Fundamentals, Appli-cations and Economic Perspectives. Food Bioprocess Technol. 2010. V. 3. N 3. P. 340–372. DOI: 10.1007/s11947-009-0263-2.
Menshutina N.V., Kazeev I.V., Artemiev A.I., Bo-charova O.A., Khudeev I.I. Application of supercritical extraction for isolation of chemical compounds Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 6. P. 4–19 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216406.6405.
Chaves J.O., de Souza M.C., da Silva L.C., Lachos-Perez D., Torres-Mayanga P.C., Machado A.P. da F., Forster-Carneiro T., Vázquez-Espinosa M., González-de-Peredo A.V., Barbero G.F., Rostagno M.A. Extrac-tion of Flavonoids From Natural Sources Using Modern Techniques. Front Chem. 2020. V. 8. P. 507887. DOI: 10.3389/fchem.2020.507887.
