Влияние режима экстракции на качество водного извлечения коры дуба

Водные  извлечения из лекарственного растительного сырья (ЛРС) - одна из самых древнейших лекарственных форм. В древности основные приемы изготовления водных извлечений были сходны с приемами приготовления пищи: измельчение, вымачивание, отваривание. Водные извлечения на их основе часто отличались сложностью состава. С годами люди накапливали успешный опыт лечения растениями и передавали его из поколения в поколенье. Еще Клавдий Гален (около 1800 лет назад), отвергший мнение Гиппократа о существовании в природе лекарственных средств в готовом виде, утверждал, что в растениях наряду с действующими веществами есть и балластные, которые могут оказывать вредное влияние на организм. Уже в те времена стремились путем простейшей обработки растительного материала получить более удобную для применения форму.

Сегодня водные извлечения из лекарственного растительного сырья так же остаются одной из широко применяемых лекарственной формой в научной и народной  медицине при лечении заболеваний различных систем организма человека. Лекарственное растительное сырье, разрешенное для медицинского применения и используемое для приготовления настоев и отваров для внутреннего и наружного использования, составляет около 46% от общего количества лекарственного сырья, разрешенного для медицинского применения.

Для изготовления водных извлечений используются все морфологические группы сырья: цветки, листья, травы, почки, кора, плоды, семена и подземные органы. Настои и отвары могут готовиться из одного вида ЛРС и из сборов, представляющих собой смесь нескольких видов. Сырье, применяемое для получения водных извлечений, содержит различные группы биологически активных веществ (БАВ). Наиболее широко используется ЛРС, содержащее эфирное масло, горечи, флавоноиды, полисахариды, дубильные вещества, витамины, антраценпроизводные.

Кора дуба является важным лекарственным растительным сырьем, она содержит большое количество дубильных веществ.Дубильные вещества малотоксичны, лекарственные растения, имеющие их в своем составе, применяются как противовоспалительные, вяжущие бактерицидные средства при желудочно – кишечных заболеваниях, для полоскания полости рта и горла при воспалениях слизистых оболочек, включая нарушения кожных покровов.

Актуальность темы объясняется тем, что часто водные извлечения готовятся в домашних условиях, и пациенты не всегда обращают внимание на важность соблюдения режима настаивания, указанного в инструкции к лекарственному растительному сырью. В различных источниках литературы приводятся многочисленные методики изготовления настоев. Однако в доступной литературе данных о влиянии факторов технологического процесса на качество водных извлечений не имеется. Поэтому возникает необходимость исследования влияния режима экстракции на полноту извлечения действующих веществ из сырья.

Цель настоящей работы – найти оптимальный режим экстракции отвара коры дуба, проведя исследование водных извлечений разными режимами настаивания.

Исследование влияния режима экстракции на содержание дубильных веществ в водных извлечениях коры дуба

Кора дуба – cortex Quercus. Производящим растением  данного сырья является дуб. Дуб (Quercus) — род деревьев и кустарников семейства Буковые (Fagaceae), живёт в среднем 1000 лет. Латинское название дуба, Quercus, означает «прекрасное дерево».  Род объединяет около 600 видов. Разные виды дуба распространены в умеренных и тёплых странах; в жарких странах - в горах. В России значительно распространён только один вид - дуб черешчатый (Quercus robur L.), в западной России и на черноморском побережье Кавказа встречается весьма распространённый в остальной Европе вид - дуб скальный (Quercus petraea L.). В Приамурье и на Дальнем Востоке произрастает другой вид - дуб монгольский (Quercus mongolica L.), реже встречается дуб зубчатый. Небольшая реликтовая роща дуба монгольского имеется в Забайкалье, недалеко от пограничной заставы Урюпино.

Корой в сырье называют высушенную наруж­ную часть стволов, ветвей или корней деревьев и кустарников, снятую вдоль камбия. Кора может быть в виде плоских желобоватых кусков или свернутая в трубочки, если снята с тонких молодых ветвей. Слишком толстые куски - относятся к коре старой и содержат обычно меньше действующих веществ.

Кора дуба является лекарственным растительным сырьем, она обладает противовоспалительным, прекрасным вяжущим свойством, за счет содержания в ней дубильных веществ. Заготовку ведут  ранней весной, во время сокодвижения, когда кора легко отделяется от древесины, на местах рубок с ветвей и молодых стволов до распускания листьев. Стволы старых деревьев, как правило, покрыты толстым пробковым слоем с трещинами. Кора таких деревьев непригодна к заготовке. В молодой коре значительно больше дубильных веществ. Для снятия коры делают кольцевые надрезы ножом на расстоянии 30 - 35 см один от другого, а затем соединяют их продольными разрезами. Целесообразно проводить поиски аналогов дуба. Заготовка ведется с разрешения лесничества в специально отведенных местах. Сушку производят в тени, под навесом или в хорошо проветриваемом помещении. Нужно следить, чтобы в сырье не попала дождевая вода, так как подмоченная кора теряет значительное количество дубильных веществ. При сушке кору переворачивают, к вечеру заносят в помещения. Перед упаковкой (кору связывают в пучки) просматривают высушенное сырье, удаляют кору с остатками древесины, покрытую мхом. По правилам нормативной документации  кора дуба должна соответствовать следующим признакам:

Внешние признаки. Куски коры трубчатые, желобоватые или в виде узких полосок различной длины, толщиной около 2-3 мм (до 6 мм). Наружная поверхность блестящая, реже матовая, гладкая или слегка морщинистая, иногда с мелкими трещинками; часто заметны поперечно-вытянутые чечевички. Внутренняя поверхность с многочисленными продольными тонкими выдающимися ребрышками. В изломе наружная кора зернистая, ровная, внутренняя - сильно волокнистая, занозистая. Цвет коры снаружи светло-бурый или светло-серый, серебристый – «зеркальный», внутри желтовато-бурый. Запах слабый, своеобразный, усиливающийся при смачивании коры водой. Вкус сильно вяжущий.

На микроскопии - бурая пробка, механический пояс, каменистые клетки большими группами, лубяные волокна с кристаллоносной обкладкой, сердцевинные лучи (на поперечном срезе).

Примеси. Кора ясеня – Fraxinus excelsior L. Ее легко отличить по морфолого- анатомическим признакам. Кора матовая, серая. Под микроскопом виден прерывистый механический пояс с незначительным числом каменистых клеток. Волокна без кристаллической обкладки.

Порошок характеризуется наличием многочисленных обрывков групп волокон с кристаллоносной обкладкой и группами каменистых клеток, видны кусочки бурой пробки; изредка встречаются друзы кальция оксалата.

Химический состав. Кора содержит 10-20% дубильных веществ (по ГФ XI требуется не менее 8%) - производных галловой и эллаговой кислот; 13-14% пентозанов; до 6% пектиновых веществ; кверцетин – 5% и сахара – 2,5 %.

Отвары коры дуба обладают вяжущими, денатурирующими белки свойствами, что обеспечивает противовоспалительное действие при наружном и внутреннем применении. Отвары коры дуба (1: 10) применяют при острых и хронических воспалительных заболеваниях полости рта в виде полосканий, аппликаций на десны при стоматитах, гингивитах и т. д. [15].

Макро и микроскопический анализ коры дуба

Исследования проводились на базе АМК г. Благовещенска на кафедре фармации, технологии изготовления лекарственных форм и фармакогнозии.

Объектом исследования служили водные извлечения из коры дуба (cortex Quercus), семейство буковые – Fagaceae, выпускаемого фирмой ОАО «Красногорсклексредства», полученные разными режимами настаивания.

Для подтверждения подлинности сырья проводилось макро и микроскопическое исследование измельченного сырья коры дуба.

Макроскопия. Высушенное сырье кору дуба раскладывали на белой бумаге и рассматривали невооруженным глазом. Необходимо было определить – внешний вид, размеры, цвет, запах, вкус в сравнении с описанием в НТД.

При определении внешнего вида сырья имело значение форма объекта, строение его поверхности и внутреннее строение (поперечный срез коры). Размеры сырья опре­деляли миллиметровой линейкой, было проведено  20 измере­ний и рассчитано среднее значение.

Цвет был определен при дневном освещении, отмечали цвет сырья на поверхности органа, а также на изломе или разрезе сырья. Для определения запаха кору скоблили ножом, запах лучше ощущался при обливании сырья горячей водой. Вкус лучше определять в отварах. При определении на сухом объекте небольшой кусочек был хорошо разжеван и тотчас же выплюнут; надо всегда учитывать, что лекарственное сырье может быть ядовитым.

Результаты макроскопии - кусочки коры различной формы, размер которых колеблется от 3 до 6 мм. Цвет от светло-бурого, серебристого до  желтовато-бурого. Запах слабый, своеобразный, усиливающийся при смачивании коры водой. Вкус сильно вяжущий.

Микроскопия. Препараты поперечного среза коры дуба просматривали в растворе железоаммониевых квасцов. На поперечном срезе коры дуба был виден бурый пробковый слой из многочисленных рядов клеток. В наружной коре находятся друзы кальция оксалата, группы каменистых клеток и имеющий диагностическое значение механический пояс (у старых кор этот пояс отсутствует), тангенциально расположенный на некотором расстоянии от пробки и состоящий из чередующихся групп лубяных волокон и каменистых клеток. В наружной коре по направлению от пояса внутрь разбросаны группы волокон и каменистых клеток. Некоторые клетки паренхимы содержат флобафены (продукты конденсации дубильных веществ) в виде включений красно-бурого цвета. Во внутренней коре заметны многочисленные тангенциально вытянутые группы лубяных волокон с кристаллоносной обкладкой, расположенные параллельными концентрическими поясами. Между группами волокон проходят однорядные сердцевинные лучи, реже встречаются более широкие лучи, которые близ камбия содержат группы каменистых клеток, что обусловливает при высыхании образование продольных ребер, видимых на внутренней поверхности коры.

Таким образом, по результатам макро и микроскопического исследования, ЛРС кора дуба соответствует подлинности.

Методы определения качественного и количественного содержания дубильных веществ в лекарственном растительном сырье

Для оценки качества сырья, содержащего дубильные вещества (ДВ), используют качественные и количественные методы анализа.

Качественный анализ

Используют качественные реакции (осаждения и цветные) и хроматографическое исследование.

1. Специфической реакцией является реакция осаждения желатином, ис­пользуют 1%-ный раствор желатина на 10%-ном растворе хлорида натрия. По­является хлопьевидный осадок или муть, растворимые в избытке желатина. От­рицательная реакция с желатином свидетельствует об отсутствии ДВ.
2. Реакция с солями алкалоидов, используют 1% раствор солянокислого хинина. Появляется аморфный осадок за счет образования водородных связей между гидроксильными группами ДВ и атомами азота алкалоида.

Эти реакции дают одинаковый эффект независимо от группы ДВ.

Ряд реакций позволяют определить группу ДВ.

Количественное определение

Известно около 100 различных методов количественного определения ДВ, которые можно разделить на следующие основные группы.

1. Гравиметрические или весовые - основаны на количественном осаж­дении ДВ желатином, ионами тяжелых металлов или адсорбцией кожным (гольевым) порошком.

Для технических целей во всем мире стандартным является гравиметри­ческий метод с применением гольевого порошка - весовой единый метод (ВЕМ). Метод неточный, т.к. кожный порошок адсорбирует и низкомолекуляр­ные фенольные соединения, довольно трудоемкий и дорогой.

2. Титриметрические методы. К ним относятся:

а) желатиновый метод - основан на способности ДВ образовывать нерас­творимые комплексы с белками. Водные извлечения из сырья титруют 1% рас­твором желатина, в точке эквивалентности комплексы желатино-таннаты рас­творяются в избытке реактива. Титр устанавливают по чистому таннину. Точку эквивалентности определяют путем отбора наименьшего объема титрованного раствора, вызывающего полное осаждение ДВ.

Метод наиболее точный, т.к. позволяет определить количество истинных ДВ. Недостатки: длительность определения и трудность установления точки эквивалентности.

б) перманганатометрический метод (метод Левенталя в модификации А. П. Курсанова). Это фармакопейный метод, основан на легкой окисляемости ДВ перманганатом калия в кислой среде в присутствии индикатора и катализа­тора индигосульфокислоты, которая в точке эквивалентности переходит в иза­тин, и цвет раствора меняется от синего до золотисто-желтого.

Особенности определения, позволяющие оттитровать только макромоле­кулы ДВ: титрование проводится в сильно разбавленных растворах (извлечение разбавляется в 20 раз) при комнатной температуре в кислой среде, перманганат калия добавляется медленно, по каплям, при интенсивном перемешивании.

Метод экономичный, быстрый, прост в исполнении, но недостаточно точный, т.к. перманганат калия окисляет частично и низкомолекулярные фенольные соединения.

3. Физико-химические методы.

• Фотоэлектроколориметрический метод.
• Спектрофотометрическое определение.
• Хроматографическое определение.
• Потенциометрическое титрование.

Получение водных извлечений из коры дуба разными режимами настаивания

Были приготовлены водные извлечения из лекарственного растительного сырья – кора дуба, подлинность которого подтверждена макро и микроскопическим исследованием, в соотношении 1:10, так как сырье не содержит сильнодействующих веществ.  В качестве экстрагента использовалась вода дистиллированная. При приготовлении водных извлечений учитывался коэффициент водопоглощения. Коэффициент водопоглощения К_в - количество извлечения, удерживаемое 1 г растительного сырья после его отжатия. Для коры дуба К_в = 2 мл/г. 

Для изучения влияния режима настаивания на качество водных извлечений отвар получали тремя способами:

1. По фармакопейной методике.
2. Настаивание на кипящей водяной бане при частом помешивании в течение 15 мин., процеживали без охлаждения.
3. Настаивание на кипящей водяной бане при частом помешивании в течение 30 мин., охлаждение 10 мин., процеживание.

Прежде чем приступить к изучению качества извлечений на содержание дубильных веществ, получаемых из сырья, проанализировали качество настоев, полученных различными режимами настаивания.

Все 3 извлечения представляли собой прозрачные жидкости темного (коричневого) цвета, имели слабый специфический запах, вяжущий вкус.

Водное извлечение, приготовленное 3-им способом, процеживалось хуже первых двух.

Определение качества водных извлечений на содержание дубильных веществ

Для определения качества водных извлечений на содержание дубильных веществ использовались качественные реакции осаждения желатином,  раствором железоаммониевых квасцов. Количественное содержание дубильных веществ было определенно титриметрическим методом исследования – перманганатометрией.

Заключение

На полноту извлечения дубильных веществ существенное влияние оказывает правильно выбранный режим настаивания. При изготовлении водных извлечений необходимо строго придерживаться рекомендуемого  режима экстракции. Только в этом случае водные извлечения из лекарственного растительного сырья будут оказывать свое терапевтическое действие на организм человека.

Для приготовления водных извлечений не требуется применения специальной аппаратуры, их можно изготавливать в домашних условиях.

Большая  часть лекарственных веществ  находящихся в растениях хорошо растворима и легко извлекается с помощью воды.

С биофармацевтической точки зрения  водные извлечения обеспечивают  хорошую доступность лекарственных веществ.

По  сравнению с индивидуальными  лекарственными веществами они  оказывают более мягкое действие на организм, лучше переносятся, у них низкий уровень проявления побочного эффекта, могут применяться длительно, что важно в педиатрии и гериатрии.

Дубильные вещества, содержащиеся в коре дуба, обладают множеством полезных свойств – вяжущим, противовоспалительным, противогнилостным.

Дубильные вещества, содержащиеся в коре дуба, действуют на микроорганизмы, что тормозит их рост и развитие и приводит к гибели.

Кора дуба укрепляет десна и помогает при расшатывании зубов. Кора дуба уменьшает чрезмерную потливость рук, ног. Кора дуба предотвращает кровоточивость десен, помогает устранить неприятный запах изо рта. Отвары коры дуба используют при поносе и кишечных кровотечениях.

Фармацевтам при отпуске ЛРС необходимо разъяснять пациентам способ приготовления извлечений, а также обращать их внимание на инструкции к ЛРС.

Литература

1. Государственная фармакопея СССР Х изд. М.: Медицина, 1961.
2. Государственная фармакопея СССР XI изд. М.: Медицина, 1990.
3. Йорданов Д., Николаев П., Бойчинов А. Фитотерапия. – София, 1970.