Разработка рецептуры зубной пасты с использованием натуральных ингредиентов из эхинацеи пурпурной, обеспечивающих дезинфицирующее, бакт

Сравнительный анализ препаратов из эхинацеи пурпурной

Из экстрактов эхинацеи пурпурной производят огромное количество препаратов. В промышленных масштабах выпускаются, главным образом, лекарственные средства, изготовленные на основе сока или спиртового экстракта травы.

Они применяются при лечении  инфекционных и воспалительных заболеваний  дыхательных путей, мочеполовой  системы, опорно-двигательного аппарата. Улучшают состояние больных ревматоидным артритом и сахарным диабетом. Препараты на основе эхинаци пурпурной применяются для лечения хронического пиелонефрита, воспалений щитовидной железы, стоматологических заболеваний. Однако, по устоявшемуся мнению, главными в осуществлении лечебно-профилактической активности этих препаратов являются их иммуностимулирующие свойства. За счет этого эффекта применение препаратов из эхинацеи пурпурой показано для профилактики простудных заболеваний и гриппа, при длительном приеме антибиотиков, оздоровлении лиц, перенесших воздействие радиации или проживающих в зонах, неблагоприятных по радиационному уровню.

Итальянские исследователи  в 70-х годах обнаружили, что эффективное  заживление ран обусловлено веществом, выделенным из эхинацеи и названным  эхииацин В. Оно представляло собой мукополисахарид, медленно повышающий содержание гиалуроновой кислоты, биологическое значениекоторой заключается главным образом в «цементировании» или «склеивании» соединительной ткани человеческого организма. Гиалуроновая кислота «заставляет» соединительную ткань синтезировать клетки, называемые фибробластами и способные синтезировать волокнистые структуры соединительной ткани.

Проведенные в 1978 году в Германии опыты на клетках мышей показали, что 50-80% клеток приобретают устойчивость к вирусам гриппа, микозам (в частности, грибковому возникновению лишая) и  вирусам, вызывающим стоматиты.

Наиболее важным явилось  обнаружение иммуностимулирующих  свойств высокоактивных полисахаридных молекул, содержащихся в растении. Механизм повышения иммунитета под воздействием препарата, по-видимому, заключается  в следующем. Соединение карбогидратных рецепторов на клеточной поверхности Т-лимфоцитов сопровождается их преобразованием. Активируется фагоцитоз, то есть поглощение инородных клеток, вызывающих заболевание, бактерий, проникших в человеческий организм, «клетками- убийцами». Стоящие на страже нашего здоровья «клетки-убийцы» в дополнение к этому находят и уничтожают в нашем организме инфицированные вирусом клетки. Поскольку антивирусная активность — достаточно редкое свойство даже у современных препаратов, эхинацея вполне заслуживает особого внимания.

Возможно, антивирусная активность обусловлена высвобождением фибробластами  и Т-лимфоцитами интерферона, как  бы закрывающего клеточные поверхности  и стимулирующего синтез межклеточных протеинов, которые, в свою очередь, блокируют транскрипции вирусной РНК  и достаточно эффективно останавливают  распространение вирусной инфекции.

Именно поэтому особенно важно использовать препараты эхинацеи в начале возникновения эпидемий гриппа, приуроченных к весенне-осеннему периоду. Однако превышение дозы препаратов из эхинацеи приводит не к усилению, а к ослаблению эффекта.

Противовоспалительные качества эхинацеи являются действенными при  многих других заболеваниях и применяются  в стоматологии, дерматологии, гинекологии, урологии, для лечения воспалительных заболеваний внутренних органов. В том числе печени.

На различных экспериментальных  моделях in vitro и in vivo продемонстрированы антивирусная, ранозаживляющая, дезинфицирующая, бактерицидная, противовоспалительная и антиоксидантная активность препаратов из эхинацеи. Самые известные из них - Иммунал, Иммунорм, Настойка эхинацеи и Леденцы с эхинацеей доктора Тайсса, Эхинацея композитум С, Эстифан, лечебная  зубная паста «Дентафорс» с экстрактом эхинацеи и другие.

Перечисленные препараты состоят из свежего сока эхинацеи пурпурной, полученного прессованием, и вспомогательного вещества - этилового спирта, таблетки содержат сухой экстракт. Данные технологии имеют ряд недостатков:

- применяемый экстрагент не способен извлечь из сырья большую группу жирорастворимых БАВ, а экстракция водорастворимых веществ не может пройти с необходимой глубиной;

- в качестве сырья используют только свежие растения эхинацеи, что значительно сокращает возможности переработки;

-  при высушивание экстрактов, как правило, применяют высокие температурные режимы, что значительно ухудшает качество содержащихся в них БАВ, а также приводит к их потери при испарении.

Таким образом, становится ясным, что разработка и использование  новой комплексной технологии получения  продуктов из сырья - эхинацеи пурпурной  является важной и перспективной  задачей, а подбор растворителей  для извлечения разных по полярности компонентов - важным этапом исследований.

Сравнительный анализ процессов  экстракции

Экстракция (от лат. Extragere — извлекаю, вытягиваю) — это процесс извлечения необходимых БАВ из растительного и животного материала с помощью избирательных растворителей (экстрагентов) [10, 11, 12].

Экстрагенты - вещества, способные  избирательно извлекать отдельные  компоненты из твердых материалов (при  экстрагировании) или жидких смесей (при жидкостной экстракции). Экстрагентами служат вода, спирты, углеводороды, водные растворы неорганических кислот и щелочей, эфиры, фосфорорганические кислоты, инертные газы и другие.

Известно, что различные  растворители экстрагируют разные группы веществ (рисунок 2). Растворимость компонентов  растений в том или ином экстрагенте  зависит от его полярности, так  как подобное растворяется в подобном [13, 14, 15, 16]. Изменяя полярность растворителя, можно варьировать спектр извлекаемых веществ или делить экстрактивные вещества на фракции.

Рисунок 1.13- Экстракционная способность разнополярных растворителей

 

Выбор экстрагента определяется степенью гидрофильности извлекаемых  веществ. Для экстрагирования полярных веществ используют полярные растворители: воду, метанол, глицерин; для неполярных - хлороформ, эфир этиловый и другие органические растворители. Наиболее часто в качестве экстрагента применяют этанол - малополярный растворитель, который при смешивании с водой дает растворы с разной степенью полярности, что позволяет использовать его для избирательного экстрагирования различных БАВ. Используют также и такие растворители, как пропиленгликоль, диоксид углерода (СO₂) и другие.

Как известно, растения содержат огромное количество компонентов, в  том числе БАВ, но ни один из них сам по себе не является ответственным за уникальные свойства лекарственного сырья, и только их совокупность обеспечивает способность, в частности эхинацеи пурпурной, эффективно предупреждать различные заболевания. Чтобы извлечь комплекс жиро-, спирто и водорастворимых БАВ эхинацеи недостаточно использовать для экстракции один растворитель, необходимо подобрать группу оптимальных экстрагентов разной полярности [1, 17].

 

Цели и задачи исследования

Основной целью данного курсового проекта  являляется разработка рецептуры зубной пасты с использованием натуральных ингредиентов из эхинацеи пурпурной, обеспечивающих дезинфицирующее, бактерицидное, противовоспалительное действия.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие  задачи:

- анализ эхинацеи пурпурной, выращенной на территории Северо-Кавказской ЗОС «ВИЛАР» (Краснодарский край, ст. Васюринская);

- анализ химического состава эхинацеи пурпурной;

- разработка рецептуры зубной пасты с использованием натуральных ингредиентов из эхинацеи пурпурной;

- разработка технологии  производства зубной пасты с заданными свойствами;

- исследование свойств  полученной зубной пасты в  лабораторных условиях.

2 Методическая  часть

 

2.1Характеристика объекта исследования

Объектом исследования служила  эхинацея пурпурная (Echinacea Purpurea Moench), выращенная на территории Краснодарского края, на Северо-Кавказской ЗОС «ВИЛАР» (станица Васюринская).

Сырьем, согласно ВФС 42-2371-94, является собранная в фазу массового цветения и высушенная трава многолетнего культивируемого травянистого растения эхинацеи пурпурной [3].

Цельное сырье: куски стеблей, листья, отдельные цветочные корзинки и цветки, реже бутоны. Стебли округлые в поперечном сечении, ребристые, голые  или рассеяно жесткоопушенные, длиной до 35 см, диаметром до 1 см. Листья обратно-яйцевидные до яйцевидно-ланцетных, неравнокрупно-зубчатые, реже цельнокрайние, с 3 – 5 продольными жилками., опушенные. Отдельные цветочные корзинки с выпуклым, полым, густо усаженным прицветником, цветоложем.

Обертка сплюснуто-полушаровидная, трехрядная; листочки обертки ланцетные, остроконечные, черепитчато расположенные, отогнутые, голые по краям, опушенные с внешней стороны. Прицветники узколанцетные, с шиловидным окончанием, превышающие по длине трубчатые цветки. Краевые цветки в корзинке – язычковые, длиной до 6 см, пестичные, бесплодные, с двух-трехзубчатым отгибом, снаружи опушенным. Средние цветки – трубчатые, многочисленные, обоеполые, с пятизубчатым венчиком. Тычинок 5, завязь нижняя, одногнездная. Цвет стебля зеленый, желтовато-зеленый, иногда фиолетовый или малиновый; листьев – зеленый; листочков обертки – серовато-зеленый или зеленый; цветков – фиолетовый или малиновый. Запах слабый. Вкус слегка горьковатый.

Измельченное сырье: Кусочки  стеблей, листьев, цветоносов, цветоложа  и цветков различной формы, проходящие сквозь сито по ТУ 23.2.2068-89 с диаметром 7 мм. Цвет зеленый с желтоватыми, малиновыми или фиолетовыми вкраплениями. Запах слабый, вкус слегка горьковатый.

Качественные показатели сырья эхинацеи пурпурной должны соответствовать требованиям ВФС 42-2371-94.

В таблице 2.1 представлены результаты исследования образцов сырья по показателям, приведенным в ВФС 42-2371-94.

 

Т а б л и ц а 2.1 - Характеристика сырья эхинацеи пурпурной

Наименование показателя	Требования ВФС	Фактическое значение, сырье за 2012 г.
Массовая доля стеблей  и черешков, % не более	55,0	39,0
Массовая доля органических примесей, % не более	2,5	0,45
Массовая доля минеральной  примеси, % не более	1,0	-
Массовая доля частиц, не проходящих сквозь сито диаметром 7мм,% не более	5,0	1,7
Массовая доля частиц проходящих сквозь сито диаметром 0.25 мм, % не более	20,0	7,6
Влажность, % не более	13,0	10,3
Массовая доля суммы производных  гидроксикоричных кислот, % не более	2,1	2,8
Золы общей, % не более	12,0	7,8

 

Из данных таблицы 2.1 следует, что значения показателей изучаемого нами сырья эхинацеи пурпурной, выращенного на территории Краснодарского края в 2012 году соответствуют значениям показателей качества, предъявляемым ВФС на данный вид растений. Значения таких показателей как: массовая доля стеблей и черешков, органической примеси, суммы производных оксикоричных кислот, золы, частиц, не проходящих сквозь сито диаметром 7мм и частиц, проходящих сквозь сито диаметром 0,25мм, влажность меняются незначительно, по сравнению с предыдущими годами. Таким образом, эхинацея пурпурная, культивируемая в Краснодарском крае, является стабильной культурой, химический состав которой соответствует требованиям, предъявляемым ВФС на нее и не зависит от погодно-климатических условий года выращивания.

Эхинацея пурпурная - лекарственное растение с очень богатым составом и помимо гидроксикоричных кислот, количество которых нормируется требованиями ВФС, содержит ряд других БАВ. Нами изучен химический состав образцов сырья эхинацеи пурпурной и химический состав образцов водно-спиртовой настойки, полученной по существующей технологии переработки растения. Данные представлены в таблице 2.2.

 

Т а б л и ц а 2.2 – Химический состав сырья и водно-спиртовой настойки эхинацеи пурпурной

Наименование компонепта	Массовая доля компонента,%
	Наименование образцов
	Сырье эхинацеи	Водно-спировая настойка
Полисахариды	4,9-5,0	1,0
Гидроксикоричные кислоты	2,1-2,9	1,5
Простые эфиры	0,2-0,3	0,05
Дубильные вещества	8,9-9,0	2,3
Белки	0,19-0,20	0,06
Витамин С (мг %)	1,6-1,7	0,9
Неорганические соли и  их производные	Не определяются	0,3
Неорганические кислоты	Не определяются	0,4
Эфирное масло	0,58-0,64	0,01
Органические кислоты: пальмитиновая, линолевая, церотиновая, и др.	3,1-3,3	Отсутствуют
Воски	1,9-2,2	0,06
Фосфолипиды	Не определяются	Отсутствуют
Красящие вещества, в том  числе	0,6-0,7	0,19
каротноиды (мг %)	8,4-8,5	Отсутствуют
Моноацилглицерины	0,1-0,2	0,01
Диацилглицерины	0,1-0,2	0,05
Триацилглицерины	0,7-0,9	0,2
Сумма экстрактивных веществ	23,37-25,34	6,07