Автореферат и диссертация по медицине (14.04.01) на тему:Разработка технологии переработки марокканской Argania spinosa и получения аппликационных лекарств

на правах рукописи

Лабзиуи Закария

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ МАРОККАНСКОЙ А1ШАМА БРШОБА И ПОЛУЧЕНИЯ АППЛИКАЦИОННЫХ ЛЕКАРСТВ

14.04.01 - технология получения лекарств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата фармацевтических наук

31 и.1 ¿013

Москва - 2013

005536429

005536429

Диссертационная работа выполнена на кафедре общей фармацевтической и биомедицинской технологии (зав.каф. академик РАМН и РАСХН В.А.Быков) Федерального Государственного Бюджетного Образовательного Учреждения Высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов». (ФГБОУ ВПО РУДН)

Научный руководитель:

Кандидат фармацевтических наук, доцент Суслина

ФП>ОУ ВПО РУДН, доцент кафедры Общей Светлана Николаевна

фармацевтической и биомедицинской технологии

Официальные оппоненты:

Доктор фармацевтических наук, профессор ФГБУ "НИИ фармакологии им. В.В. Закусова" РАМН, зам. директора по инновационной деятельности

Алексеев

Константин Викторович

Кандидат фармацевтических наук, ГНУ ВИЛАР РАСХН, зав. отделом фармацевтической технологии

Охотникова Валентина Федоровна

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации Защита состоится /^<¿£¡/2013 г. в/Д часов на заседании диссертационного совета Д 006.070.01 во Всероссийским научно-исследовательском институте лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) РАСХН по адресу: 123056, г. Москва, ул. Красина, д.2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИЛАР РАСХН по адресу: 117216, г. Москва, ул. Грина, 7.

Автореферат разослан 2013 г.

Ученый секретарь диссертационногб]^^ч>,>д^Л^4-ромакова Алла Ивановна совета Д 006.070.01, /

доктор фармацевтических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Одним из перспективных направлений фармацевтических исследований является поиск новых видов сырья для расширения ассортимента жирных масел медицинского применения. Относительно новым продуктом для фармации и медицины, применяемым до настоящего времени в пищевых и косметических целях, является жирное масло уникального растения А^ата зр'тоза, единственного представителя семейства БароШсеав являющегося эн-демом Марокко и объектом охраны ЮНЕСКО.

Масло аргании колючей представляет значительный интерес для профилактической медицины в связи с многовековой историей его применения народами Марокко. Имеющиеся экспериментальные сведения о наличии ги-полипидемического, антиоксидантного, противоязвенного, репаративного действия масла аргании колючей обосновывают целесообразность его применения в традиционной медицине в виде лекарственных форм для местного и наружного применения. [А1аош А. 2008, СЬагоГ Я. 2008, Опвв! А. 2004, СЬаггоиГ Ъ. 2013] Современный фармацевтический рынок нуждается в эффективных аппликационных лекарственных формах и мазевых основах, которые могли бы содержать нативные компоненты масляной фазы, обладающие однонаправленным с лекарственными веществами действием. Совершенствование биофармацевтических свойств аппликационных препаратов предусматривает выбор вспомогательных веществ для создания мазевых основ, среди которых в качестве загустителя жирных масел перспективен аэро-сил, а также редкосшитые акриловые полимеры (РАП) и эмульсионные воски (ЭВ) для получения эмульсионных систем.

Работа посвящена характеристике, разработке технологии переработки сырья аргании колючей, произрастающей в Марокко, а также получению жирного масла аргании и лекарственных форм на его основе. Цель и задачи исследования

Целью работы являлась разработка технологии переработки марокканского сырья аргании колючей и получения аппликационных лекарств на основе жирного масла аргании.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить морфолого-анатомические признаки плодов марокканской популяции аргании колючей;

2. Исследовать метаболом разных частей плодов аргании колючей на наличие биологически активных веществ (БАВ) и составить схему их возможной конверсии;

3. Получить масло аргании разными способами и исследовать химические и технологические характеристики образцов;

4. Разработать аппликационные формы на основе масла аргании.

5. Разработать технологию получения аппликационных мазевых форм с маслом аргании колючей

Научная новизна

С использованием макро- и микроскопического анализа выявлены, описаны и иллюстрированы оригинальными фотографиями диагностически значимые признаки высушенных плодов, семян и зародышей аргании колючей.

На основании изучения метаболома плодов аргании колючей методами препаративного фито-химического анализа предложена схема возможной конверсии марокканского сырья аргании колючей.

Впервые проведено комплексное сравнительное изучение масла семян аргании колючей, полученного методами холодного отжима, циркуляционной экстракции в аппарате Сокслета и С02-экстракции.

Методом ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) установлены особенности жирнокислотного состава и состава стеринов масла аргании колючей.

Разработана методика количественного определения содержания жирного масла в метаболоме сырья аргании колючей.

На основании реологических исследований впервые разработан состав олеогеля масла аргании с оптимальным содержанием аэросила 6%.

Научно-практическая значимость работы.

На основании проведенных исследований разработаны:

- Раздел «Микроскопия» для НД на сырье аргании колючей;

- «Методика определения содержания жирного масла в зародышах аргании колючей»;

- ТУ «Аргании колючей масло»;

- состав и технология получения олеогеля «Аргелим», Технические условия (ТУ) опытно-промышленный регламент (ОПР) на производство;

- состав и технология получения мази «Армалим» 10 и 20%, ТУ и ОПР на производство;

- состав и технология получения крема «Армаск»; ТУ и ОПР на производство.

Основные положения, выносимые на защиту.

- Результаты морфолого-анатомического и фитохимического исследования марокканского сырья аргании колючей.

- схема возможной конверсии плодов аргании колючей;

- результаты выделения и изучения жирного масла аргании колючей полученного различными методами;

- результаты по разработке состава и технологии получения аппликационных лекарственных форм на основе масла аргании колючей.

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования» (Тамбов 2012 г), научно-практической конференции «Молодые учёные и фармация XXI века» (Москва 2013 г)

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ в научных журналах, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Связь задач исследований с проблемным планом НИР

Диссертационная работа выполнена в рамках направления «Тропическая фармация» с учетом специфики стран приема в РУДН.

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на 135 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы (глава 1), трех глав экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающего 107 источников, в том числе 65 иностранных и 6 приложений. Работа содержит 47 рисунков и 33 таблицы.

В обзоре литературы (глава 1) рассматриваются сведения о ботаническом, систематическом, анатомическом, химическом изучении аргании колючей (А^ата яр'то.ча (Ь.) 5кгг1з.) и применении в медицине и народном хозяйстве. Приведена научная классификация, характеристика и история происхождения названия аргании колючей, подробно описан ареал её произрастания.

Дана характеристика арганового масла, полученного разными методами. Представлен перечень мягких лекарственных форм включенных в Государственный Реестр Лекарственных средств РФ.

Во второй главе дана характеристика материалов исследования, методов и приборов, используемых в работе.

В третьей главе изложены результаты исследования макроморфологи-ческих особенностей образца высушенных плодов аргании колючей, исследования анатомического строения тканей плодов аргании колючей. Приведена разработка современной конверсии метаболома плодов аргании колючей при получении жирного масла методом экстракции.

В четвертой главе представлены результаты экспериментов по разработке технологии получения масла аргании методом циркуляционной экстракции в аппарате Сокслета, а также сравнительное исследование физико-химических и технологических характеристик образцов масла аргании различного происхождения. Описаны результаты разработки состава и технологии олеогеля масла аргании с аэросилом, мазевых эмульсионных основ с маслом аргании 10 и 20% на основе РАП и крема на основе эмульсионного воска.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Объекты и методы исследования

Объектами исследования служили плоды аргании колючей, жирное масло, полученное из аргании колючей свободно реализуемое на потребительском рынке в Марокко, пищевое (отжим обжаренного сырья) от частных производителей, косметическое (отжим сырых семян) от фирмы АШэ и выделенное в ходе работы, лекарственные формы (гель и крем), разработанные на основе выделенного масла. В качестве вспомогательных веществ использовали аэросил АЗ80 (ГОСТ 14922-77), ареспол (ТУ 2219-005-29053342-97), триэтаноламин (ТУ 6-09-2448-72), твин-80 (ФС 42-2540-88), эмульсионные воски (ТУ 10-04-16-127-89), нипазол (ФС 42-2079-91), нипагин (ФС 42-146089).

Для получения жирного масла, изучения его свойств, изучения наличия групп БАВ в сырьё были использованы следующие реактивы: Н-гексан (ТУ 6-09-3375-78), вода очищенная (ФС 42-2619-97), спирт этиловый (ФС 423072-94), хлористоводородная кислота (ГФХН, с.411), 2,5% раствор NaOH (ГФХП, с.435), раствор Люголя (ГФХН, с.311), 3% водный раствор железа хлорида (ГФХП, с.281), кристаллический йод (ГФХП, с.283)

Макроскопический анализ сырья проводили визуально и с помощью бинокулярной лупы МБС-10, используя методику ГФХ1 вып 1, т.1 стр. 260.

Микроскопический анализ околоплодника и ядра семян проводили согласно статье «Техника микроскопического анализа» ГФХ1 изд.,вып1.,с.277-285. Изучение анатомических особенностей сырья проводили с помощью микроскопа «Ломо, МИКМЕД-1». Микрофотосъемку выполняли с помощью цифрового фотоаппарата на микроскопе с различными объективами с помощью цифрового фотоаппарата Sony Cyber-shot DSC-W120 (zoom lens 2,8-5,8 /5,35-21,4 7,2 шр). Фотографии редактировали в программе Photoshop CS3.

Испытания сырья проводили в соответствии с общими фармакопейными статьями «Методы анализа лекарственного растительного сырья», разделы «Плоды», «Семена» и «Техника макроскопического и микрохимического исследования лекарственного растительного сырья».

Измельчение сырья проводили с помощью режущей мельницы «Нарру chop», выделение зародыша осуществляли вручную.

Ситовой анализ измельченного сырья осуществляли с помощью набора сит с отверстиями диаметром: 2; 1; 0,5; 0,25мм.

Получение жирного масла из зародышей семян аргании проводилось методом циркуляционной экстракцией в аппарате Сокслета и методом сверхкритической С02 экстракции.

Анализ состава жирного масла определяли с помощью ЯМР - спектроскопии, на спектрометре ECS 400 Jeol Япония, на хромато-масс-спектрометре Focus DSQ II (Thermo Scientific), капиллярная колонка VF-SMS. Исследования проведены на базе Центра коллективного пользования Российского университета дружбы народов ЦКП (НОЦ) РУДН.

Для определения реологических показателей геля и крема использовали вискозиметр Reometr AR 2000 EX ТА Instruments USA. Исследования осуществлялись на базе НИИ Пластических масс имени Г.С. Петрова.

Значение pH 10% водных извлечений олеогеля и эмульсионных кремов с маслом аргании определяли потенциометрически на рН-метре «Mettler Toledo» S 80-К в соответствии с требованиями ГФ XII, вып.1. Испытания на микробиологическую чистоту проводили по ГФ XII ч.1, ОФС 42-0067-07 «Микробиологическая чистота».

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена в соответствии с требованиями ГФХ1 изд., вып. 1 стр. 199.

2. Фармакогностическое изучение плодов аргании колючей для их комплексного использования в фармации 2.1. Исследования макроморфологических особенностей образца высушенных плодов аргании колючей

В современной ботанической литературе на русском языке отсутствуют описания высушенных плодов аргании колючей. Мы провели изучение мор-фолого-анатомическшс признаков, специфичных для высушенных плодов и его частей этого растения. Плоды аргании были собраны в 2009 г с растений, произрастающих в окрестностях г. Эль Сауира в Марокко.

Высушенные плоды (рис.1) представляют собой крупные сморщенные односемянные ягоды различной формы: округло-удлиненной, яйцевидной или, реже, сферической.

Рис. 1. Внешний вид высушенных плодов аргании колючей

Верхушки (дистальные концы) плодов чаще всего заострены (рис. 2, Б). Место прикрепления плода к укороченному побегу (проксимальный конец плода) более округлый. На верхушке проксимального конца плода имеется короткий остаток укороченного побега (рис. 2,А). Размеры плодов: длина от

23 до 32 мм; ширина от 15 до 21мм; толщина от 14 до 21 мм.

■■■■

Рис. 2. Место прикрепления плода аргании к ветке - проксимальный конец плода (А) и вер-хугика плода (дистальный конец) (Б)

Высохший плод аргании при раздавливании легко разрушается, и становятся видны многослойные ткани околоплодника (перикарпия) и одно крупное семя (рис.3)

Рис.3. Вид высушенного плода аргании колючей после его разрушения: а-верхушка плода (дистальный конец); 6-основание плода (проксимальный конец); в-экзо- и мезокарп; г- эн-докарп; д-семя

При изучении морфологии семян было установлено, что они, в исследуемом образце, также имеют разнообразные размер, форму, цвет и структуру поверхности (рис. 4 и 4а). На рисунке видно, что они удлиненные, овально-яйцевидные или шаровидные, округлые. Их поверхность гладкая, светло-коричневого цвета, блестящая или матовая.

4а

Рис. 4. Образцы типичных семян из изученного образца плодов аргании колючей;. 4а Вид проксимальных концов семян аргании колючей. Семена чаще с одного конца (дистального) заостренные, с другого (проксимального) конца более округлые. Семена округлой формы в изученном образце встречаются редко.

Чаще всего при распиливании семян вдоль или поперек виден один созревший семязачаток, в котором находится один зародыш (рис. 5) 1 \

2 -__—и*

Рис.5. Вид продольного среза (а) и поперечного среза (б) семени с одним созревшим семязачатком;!- Созревший семязачаток с одним зародышем 2- проводящие пучки; 3- два несозревших семязачатка; 4- стенка семенной кожуры.

Реже в изученном образце встречались семена с двумя созревшими семязачатками, в которых располагались два зародыша (рис.6)

1

Г 1 ШЁЩЫ |

■М Щ 1

Рис. 6. Вид продольных срезов (а) и поперечного среза (б) семени аргании колючей с двумя созревшими семязачатками и зародышами: 1- два созревших семязачатка и два зародыша; 2- дериваты проводящих пучков; 3- несозревший семязачаток; 4- толстая стенка семенной кожуры.

Таким образом, высушенные плоды аргании колючей представляют собой ягоды с одним семенем - косточкой различной формы (округло-удлиненные, яйцевидные, реже сферические) длиной от 23 до 32мм. Верхушечный конец плодов заострен, а основание более округлое. 2.2. Исследование анатомического строения тканей плодов аргании колючей

Для целей диагностики плодов и семян, особенно в измельченном виде, кроме морфологических признаков, определенное значение играют особенности анатомического строения. Изучению микроморфологических особенностей тканей плода аргании колючей в нашем исследовании подверглись наиболее мягкие ткани этого органа.

При исследовании микропрепаратов экзокарпа плода аргании колючей было выявлено, что покровная ткань в плане представлена полигональными клетками с прямыми стенками.

При микроскопическом исследовании мягкой внутренней части семенной кожуры, покрывающей зародыш (Рис.7) видно, что ткань состоит из спавшихся многослойных тонкостенных клеток, стенки которых не просматриваются. В ткани имеются многочисленные идиобласты каплевидной формы с бурым содержимым.

Рис. 7. Анатомические признаки ткани мягкой внутренней части эндокарпа, покрывающей семядоли зародыша аргании колючей, с многочисленными идиобластами каплевидной формы с коричневым содержимым.

При изучении давленного микропрепарата (Рис. 8), полученного из зародыша, видны клетки тканей зародыша и среди них многочисленные крупные капли жирного масла. При обработке раствором Судана III эти капли окрашиваются в розовый цвет.

К Г 1 ООмкм [

........................ШШШ^: ' *

ЯНЯНВ ш!Шй

||Я . "л

|||

:

[ООмкм

Рис. 8. Давленный микропрепарат измельченного зародыша семени аргании колючей с многочисленными крупными каплями жирного масла

Следует отметить, что выявленные особенности анатомического строения эпидермы плода, мякоти плода, эндокарпа плода, мягкой внутренней части семени могут иметь значение при дальнейшем развитии сырьевой базы зародышей для производства жирного масла аргании и других продуктов пищевого и медицинского назначения. Выявленные, подтвержденные оригинальными иллюстрациями, морфологические и анатомические признаки высушенных плодов, семян и зародышей аргании с целью установления их подлинности, имеют, прежде всего, важное научное значение. 2.3. Разработка подходов к конверсии метаболома высушенных плодов аргании колючей

Выполненное изучение морфолого-анатомических особенностей плодов аргании легло в основу поиска экономически мотивированных путей утилизации отходов при получении зародышей аргании из плодов. В процессе нашего изучения ценного марокканского сырья аргании колючей были проведены исследования по разработке подходов к возможной конверсии метаболома плодов аргании, позволяющей более полно и комплексно использовать высушенные плоды аргании для фармацевтических целей.

Рис. 9. Диаграмма массовой „мвнна„ окоп»™»!! доли ткани высушенных пло-

дов аргании колючей

Обобщая результаты экспериментальных исследований по определению массовой доли частей высушенных плодов аргании колючей, мы установили, что примерно 6% массы приходится на долю зародышей, 40% -на долю околоплодника и 54% массы плодов занимает семенная кожура (рис.

9).

Известно, что кроме зародышей с жирным маслом, остальные фракции метаболома частей плодов практически не используются. Так, околоплодник и обезжиренные зародыши (шрот) поступают на корм скоту, семенная кожура, состоящая из очень твердой ткани - применяется как топливо.

Проект конверсии плодов аргании колючей и других его частей представлен на рисунке 10.

семена 488,0 кг V. У

1 семенная

кожура 435,2 кг V : - : /

жирное масло 24,4 кг

шрот

24,4м

I. спиртовой экстракт, сухой 3,4 кг

4. липидная фракция, 21,0 кг

Рис. 10. Схема конверсии плодов аргании колючей при получения жирного масла экстракционным способом

Таблица I

Название БАВ / реактив 1.Спиртов, экстракт шрота зародыша 2. Водный экстракт шрота зародыша 5.Спиртовой экстракт околоплодн. 6. Водный экстракт околоплодн.

Крахмал / раствор. Люголя - - - ++

Полисахариды (гетерополиме-ры) / 95% этанол + ++ - +++

Фенольные соединения / 3% р-р FeCb + - -Н-+ -

Сапонины / р-р HCl, р-р NaOH + ++ +++ ++

Флавоноиды / Mg,или Zn, конц. HCl - ++ + ++

Флавоноиды / р-р NaOH ++ ++ +++ ++

Белок / метод Бредфорда - +++ - -

Для осуществления более полной конверсии высушенных плодов и реализации ресурсосберегающего подхода, расширяющего ассортимент продуктов медицинского назначения, был установлен возможный объем отходов и наличие групп БАВ, которые в них могут содержаться (таблица 1). В семенной кожуре установлено наличие пигментов, растворимых в растворе щелочи и не растворимых в кислоте.

Предложенная конверсия плодов аргании, позволяет использовать три новых вида растительного сырья - семенную кожуру, околоплодник, а также

отходы от получения жирного масла (обезжиренные зародыши, шрот), используя которые можно снизить себестоимость жирного масла аргании и более полно использовать урожай собранных плодов в Марокко.

Изучение сырья аргании колючей выполнено на базе кафедры ботаники, физиологии растений и агробиотехнологии РУДН под руководством доцента В.В.Вандышева.

З.Разработка технологии получения масла аргании и аппликационных лекарственных форм на его основе

Следующий этап нашего исследования предполагал обоснование рационального метода получения масла аргании и сравнительное изучение его физико-химических и технологических характеристик, значимых с точки зрения использования его в качестве компонента аппликационных лекарственных форм, в том числе мазевых основ.

3.1 Разработка технологии получения жирного масла из зародышей семян аргании

В ходе совершенствования методики выделения масла аргании методом циркуляционной экстракции в аппарате Сокслета были исследованы: фракционный состав сырья, способ измельчения, время измельчения, количество сливов, выход масла (таблица.2.). Экстрагент н-гексан выбран по совокупности критериев безопасности.

Таблица 2

Результаты разработки методики выделения масла аргании методом г(ир-куляционной экстракции ___

Технологические параметры Образцы масла

1 2 3 4 5 6

Диаметр отверстий сита Фракционный состав, %

2 мм 15,0 14,1 23,0 18,8 12,1 11,1

1 мм 14,1 25,6 44,5 47,7 14,3 15,2

0,8 мм 43,8 28,7 12,5 18,1 50,3 51,4

0,5 мм 15,7 22,0 13,7 12,5 15,2 13,8

0,1 мм 10,0 5,1 5,3 2,6 6,2 7,8

менее 0,1 мм 1,4 0,9 1,0 0,3 1,9 0,7

Способ измельчения размол резка размол размол резка резка

Время изм., с 15 40 10 8 55 55

Количество циклов экстракции 12 12 12 12 12 17

Результаты:

Выход масла,% 49,0 47,7 47,0 45,6 53,4 53,1

Как видно из представленных в таблице 2 данных образец 5 с преобладающей фракцией частиц 0,8 мм, измельчаемый в течение 55 секунд в максимальной степени высвобождает 53% масла за 12 циклов.

Было проведено сравнение различных методик получения масла из зародышей плодов аргании колючей. Сравнивали традиционную методику по-

лучения масла в Марокко (прямой отжим) с методиками циркуляционной экстракции н-гексаном и широко внедряемой в настоящее время методикой выделения липофильных фракций - ССЬ экстракции. Результаты сравнительного исследования изложены в таблице 3.

Таблица 3

Результаты получения масла аргании разными методами_

Образец масла Масса семян, г Выход масла, % Описание масла

А Ли (Марокко) -отжим холодный 2500 38 Подвижная маслянистая жидкость, светло- желтого цвета, прозрачная, со слабым специфическим запахом

Экстракционное (гексан) 80 53

Липидная фракция (С02-экстракт) 300 38

Методом прямого холодного отжима из охарактеризованного выше сырья аргании можно получить масло с выходом 38 %, методика циркуляционной экстракции н-гексаном обеспечивает выход 50% и методика сверхкритической ¿02 -экстракции - до 38 % соответственно. Далее проводилась сравнительная оценка качества образов масла аргании.

Методом рефрактометрии определен показатель индекса рефракции масла аргании на 5 образцах, полученных экстракцией н-гексаном и трех образцов полученных из Марокко. Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4

Сравнение индекса рефракции масла аргании,

полученного разными методами

Образец масла, Показатель преломления

Экстракционное масло из зародышей (н-гексан) 1,4642

Масло холодного отжима семян (ААдб) 1,4685

Масло из обжаренных семян (Айю) 1,4683

Липидная фракция из околоплодника (н-гексан) 1,4869

Липидная фракция из зародышей С02 1,4695

Показатель коэффициента преломления характеризует масло аргании как полувысыхающее. Различие значений для исследуемых образцов говорит о различие в составе, вызванное разной растворяющей способностью используемых экстрагентов.

С помощью Н'-ЯМР спектроскопии проведен анализ образцов масла аргании различного происхождения для сравнения их жирнокислотного состава (таблица.5).

Таблгща 5

Определение жирнокислотного (ЖК) состава образцов масла аргании методом Н'-ЯМР, в %_

Компонент Образец

1 ХО 2 П ЗЭ 4 Э 5 Э 6Э 7 СО 8 СОсп

Насыщенные ЖК (пальмитиновая и стеариновая) 19,2 18,7 19,1 19,1 19,6 19,2 19,6 19,5

Мононенасьиц. ЖК (олеиновая) 49,2 43,0 49,5 49,1 49,0 49,1 48,9 49,3

Диненасыщ. ЖК (линолевая) 31,5 36,8 31,2 31,7 31,3 31,6 31,4 31,1

Триненасыщ. ЖК (линоленовая) 0,1 1,5 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

Всего: 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

ХО - холодный отжим П - коммерческий образец марки «Пищевое» Э - экстракционное н-гексаном СО - СОг экстракт СОсп - СО2 с добавлением спирта Полученные значения подтверждают, что способ получения масла аргании не влияет на жирнокислотный состав, но отклонения в образце «2П» свидетельствуют о присутствии постороннего масла в коммерческом продукте.

Результаты определения содержания основных кислот с помощью спектроскопии Н1 - ЯМР хорошо коррелируют с таковыми при исследовании образцов жирных масел методом хромато-масс-спектрометрии (ХМС).

На рисунке 11 представлены результаты определения жирнокислотного состава образцов масла аргании, изученных с помощью ХМС.

1)0 Н«1у (112594)

ТАСя

А

[М-КСО'-КСО]

313-33155

,Ж 3(038 ,34131011

[М - ШО + Н]

[М-Н20 +Н]+

X л.

01

Рис. 11. Масс-спектр DARTметанольного извлечения из образца масла № 1.

Помимо сигналов триглицеридов в спектрах (рис. 11) обнаружены сигналы, соответствующие ионам, образующимся в результате фрагментации протежированных молекулярных ионов триглицеридов, сигналы свободных жирных кислот, сквалена, стеринов и токоферолов.

Учитывая данные о массах а-, 0-, у-, а-токоферолов (430, 416, 416 и 402m/z соответственно), из масс-спектров DART следует, что наибольшую интенсивность имеет пик с m/z 417.38, что соответствует протонированному молекулярному иону р- и у-токоферолу.

Без проведения хроматографического разделения компонентов рассчитать их соотношение нельзя, но учитывая, что p-токоферол, по данным литературы в масле аргании практически отсутствует, можно отнести наблюдаемый в масс-спектре DART сигнал к у-токоферолу.

Для идентификации масла аргании и подтверждения его чистоты, методом ХМС был установлен состав стеринов, содержащихся в различных маслах (таблица.6).

Таблгща б

Компонент масло аргании арахисовое масло кукурузное масло масло виноградных косточек хлопковое масло

Кампестерол 0,60 1,98 2,40 1,40 1,45

Стигмастерол 8,89 1,32 0,80 1,20 0,68

Стерины, всего 191,25 290,0 2210,0 700,0 640,0

Из данных, представленных в таблице 6 видно, что стигмастерол и кампестерол присутствуют во всех образцах исследуемых растительных масел. Низкое содержание кампестерина и высокое (в 10 раз) стигмастерола в масле аргании можно использовать для идентификации или подтверждения его подлинности.

3.2. Разработка аппликационных форм с маслом аргании

В арсенале аппликационных средств противовоспалительного действия традиционной медицины Марокко масло аргании колючей используется в чистом виде, что весьма неудобно и неэкономично. Перспективной формой применения масла является олеогель, который рационально хранится и дозируется в тубах. В качестве загустителя использовали аэросил А-380. Отмечено, что мази, содержащие аэросил, не обладают местнораздражающим и общетоксическим действием при нанесения на кожу [М.М.Астраханова 1990].

Технологически значимым этапом разработки мягких лекарственных форм является изучение структурно-механических свойств. Такое изучение образов олеогелей масла аргании на основе аэросила проводили путем оценки ряда реологических параметров: эффективной вязкости (табл.7), касательного напряжения сдвига и тиксотропности, коэффициентов динамического разжижения.

Таблица 7

Результаты изучения эффективной вязкости олеогелей экстракцион-

ного масла аргании, в зависимости от содержания аэросила

Содержание аэросила. Скорость сдвига, 1/s

3 | 17,67 | 32,33 | 47 | 61,67 | 76,34 | 91 | 105,7 | 120,3 | 135

Эффективная вязкость. Па х с 100

7(п) 18,7 4,619 3,169 2,403 1,908 1,557 1,296 1,116 0,9821 0,8781

7(о) 2,762 1,055 0,8272 0,728 0,6717 0,6352 0,6093 0,5904 0,577 0,5685

6(п) 3,171 1,089 0,8241 0,6938 0,6188 0,5626 0,5186 0,4785 0,4488 0,422

6 (о) 1,547 0,6725 0,5452 0,4877 0,4498 0,4333 0,4201 0,4088 0,4065 0,4069

5 (п) 1,485 0,8615 0,7727 0,7087 0,6564 0,6169 0,5787 0,5471 0,5142 0,4875

5(0) 0,7984 0,5325 0,4887 0,4797 0,4633 0,4631 0,4591 0,4561 0,4602 0,4685

3(п) 0,7782 0,4127 0,3556 0,3359 0,321 0,3071 0,2981 0,2891 0,2826 0,2762

3(0) 0,7009 0,3567 0,3104 0,2944 0,2843 0,2805 0,2766 0,2733 0,2729 0,2726

Условные обозначения к таблице 7:

П - прямой ход прибора от низких скоростей сдвига к высоким О - обратный ход прибора от высоких скоростей сдвига к низким

Как видно из данных, представленных в таблице 7, значения эффективной вязкости олеогелей масла аргании «Аргелим» с содержанием 5-7 % укладываются в границы реологического оптимума консистенции для гидрофобных мазей [A.A. Аркуша,1982].

Вязкость олеогелей масла аргании характеризуется прямой зависимостью ее значений от количества аэросила. В процессе эксперимента обнаружено, что при увеличении скорости сдвига с 3,0 с"1 до 135 с"1 наблюдается падение динамической вязкости в образце в среднем в 6-7 раз, причем наиболее резкое - при малых скоростях сдвига, с увеличением скорости сдвига динамика снижается.

Во время экспериментов по изучению реологических характеристик, а также при хранении образцов наблюдался синерезис образцов, проявляющийся в виде слоя масла на поверхности гелей с концентрацией аэросила 5%, поэтому дальнейшие эксперименты проводили на образцах геля с концентрацией аэросила 6%.

Поскольку природа масла специфична не только в химическом плане, но и оказывает технологическое влияние на поведение масла в составе мазевых основ [С.Н. Суслина, К.В.Алексеев 1999], определенный интерес представляло изучение влияния происхождения масла на вязкость олеогелей. Изучены образцы олеогелей масла аргании, (собственного экстракционного, холодного отжима фирмы АЛю и пищевого из обжаренных семян) с содержанием аэросила 6%, результаты представлены в (таблице 8).

Таблица 8

Результаты изучения эффективной вязкости олеогелей масла аргании различного происхождения с содержанием аэросила А380 6%_

Содер- Скорость сдвига, 1/в

жание

аэросила, % 3 17,67 32,33 47 61,67 75,34 91 105,7 120,3 135

Образец Эффективная вязкость, Пахе 100

6% п (п) 3,341 1,293 0,9877 0,8398 0,7428 0,6695 0,6134 0,5671 0,5297 0,4987

6% п (о) 1,458 0,7073 0,5965 0,5461 0,5191 0,5003 0,4878 0,4805 0,4779 0,4802

6% к (п) 4,587 1,766 1,323 1,089 0,9344 0,8155 0,7296 0,6594 0,6067 0,5634

6% к (о) 1,922 0,8532 0,6994 0,6299 0,5898 0,5654 0,5483 0,5381 0,5351 0,5385

6% э (п) 3,171 1,089 0,8241 0,6938 0,6188 0,5626 0,5186 0,4785 0,4488 0,422

6% Э (0) 1,547 0,6725 0,5452 0,4877 0,4498 0,4333 0,4201 0,4088 0,4065 0,4069

Условные обозначения к таблице 8

э - экстракционное масло, полученное методом циркуляционной экстракции по Сокслету п - пищевое масло, полученное отжимом обжаренных зародышей к - косметическое масло фирмы АШэ, полученное холодным отжимом П - прямой ход прибора от низких скоростей сдвига к высоким О - обратный ход прибора от высоких скоростей сдвига к низким

Все исследуемые в данном эксперименте образцы были стабильны по внешним признакам (однородные, прозрачные, характерного цвета масла) и не изменяли своих технологических характеристик в процессе последующего хранения. Таким образом, на основании полученных данных для получения устойчивых олеогелей масла аргании наиболее приемлемой концентрацией аэросила А-380 является 6 %, также установлено, что наибольшей вязкостью обладают образцы на основе косметического масла, а наименьшей - экстракционного, что может косвенно свидетельствовать о примеси в косметическом масле.

С целью изучения тиксотропных свойств строили кривые кинетики деформации олеогелей масла аргании с различным содержанием аэросила в координатах: скорость сдвига - напряжение сдвига в области изменения градиентов скорости течения от малых к большим (в пределах 3 - 135 об/с) и от больших к малым (рис. 12, 13.).

Рис. 12 Реограммы течения олеогелей Рис. 13 Реограммы течения 6% олеогелей экстракционного масла аргании в аэросила в зависимости от происхождения

зависимости от содержания аэросила масла аргании

На рис. 12 построения показывают незначительную петлю гистерезиса в образцах с содержанием масла до 6%, а для образца с содержанием 7% аэросила А-380 петля гистерезиса более широкая. Присутствие восходящих и нисходящих кривых петли гистерезиса говорит о слабых тиксотропных свойствах исследуемого образца и о высокой структурированности систем.

На рис.13 видно влияние происхождения масла аргании на касательное напряжение сдвига в образцах олеогеля с содержанием аэросила А-380 6%, наиболее «узкая петля» у образца с экстракционным маслом отличает его от образцов с пищевым и косметическим маслом.

Особый интерес представляют наблюдения за изменением структурно-механических свойств олеогелей в двух диапазонах скорости деформации (В,): 3,0-17,67 и 61,7,0-135 с", так как первый можно сравнить с реальной скоростью энергичного движения ладони пациента по поверхности кожи при нанесении мази, а второй соответствует скоростям технологической обработки геля.

Таблт/а 9

Реологические параметры олеогелей масла аргании различного происхожде-

Номер Происхождение Касательное Эффективная Коэффициенты

об- образца масла, % напряжение вязкость при динамического

разца аэросила сдвига, 3 об/с, разжижения, %

при 3 об/с , Па ПахсхЮО 20 0 С К(Ц К[)2

1 Пищевое, 6% 10,02 3,341 158,39 48,94

2 Косметическое, 6% 13,76 4,587 159,33 65,85

3 Экстракционное 6% 9,51 3,171 191,18 46.63

4 Экстракционное 3% 2,33 0,7780 46,96 13.95

5 Экстракционное 5% 4.45 1.485 41,98 27,73

6 Экстракционное 7% 56,1 18,7 75,29 53,92

Прммечание к таблице 9 :Экстракционное - н-гексаном из зародышей

Коэффициенты динамического разжижения геля с концентрацией аэросила 6% (Ка1=191,18; ^2=46,63), превосходят аналогичные показатели образцов с меньшей концентрацией аэросила, что обеспечивает более качественное их нанесение под действием механического растирания и лучшее разжижение в режиме перемешивания, а также облегчает заполнение туб или банок.

Проведенных эксперименты позволили предложить и апробировать принципиальную технологическую схему получения олеогеля «Аргелим» рис 14.

Рис. 14 Принципиальная технологическая схема получения олеогеля «Аргелим»

Таким образом, на основании технологических исследований был разработан состав и технология получения высококонцентрированной аппликационной формы масла аргании колючей с аэросилом А-380 - олеогель Аргелим.

Разнообразие патологических состояний кожи, отражающих различные состояния организма, такие как индивидуальная чувствительность, гиперчувствительность, аллергические реакции (крапивница), контактные дерматиты, атопические дерматиты, сенсибилизация кожи и организма в целом к различным ксенобиотикам требует обоснованного выбора масляной фазы в составе аппликационных средств, поскольку именно она является средой растворе-

ния дерматотропиых веществ и обеспечивает их проникновение в глубокие слои кожи.

На рынке парафармацевтической продукции Марокко и других стран аппликационные формы на основе масла аргании колючей представлены весьма широко, однако, в одних отсутствуют сведения о количестве масла, в других есть добавки сомнительного происхождения, и нигде нет сведений о структурообразующих компонентах. В этой связи целесообразно разработать эмульсионные системы масла аргании на основе РАП и ЭВ, которые могли бы применяться как мазевые основы, а также как самостоятельные профилактические противовоспалительные препараты.

Эмульсионные системы, получаемые на гелях РАП, широко применяются как основы современных лекарственных форм для наружного применения. Эмульгирование в гелях РАП позволяет включать до 5% масла без введения эмульгатора и до 20 % масла с добавлением твин-80 в качестве эмульгатора. Эмульсионные системы на основе РАП отличаются легкой текстурой, отсутствием жирного блеска на коже после нанесения и хорошей смываемо-стью без использования дополнительных моющих средств.

Масло аргании в составе лечебно-косметического крема может являться носителем лекарственных веществ в случае их липофильности, а также проявлять собственную противовоспалительную активность, доказанную многовековым опытом применения в народной медицине Марокко.

Масло аргании может быть использовано в качестве биологически активной масляной фазы в составе эмульсионного крема типа м/в на основе РАП, диапазон концентрации масляной фазы 10-20 %.

В качестве основы нами выбран редкосшитый акриловый полимер марки Ареспол. Для получения геля путем нейтрализации водной дисперсии полимера может быть использована как неорганическая щелочь (ЫаОН или КОН), если дисперсионная среда только водная, так и органическое основание - триэтаноламин, в случае комбинированной дисперсионной среды с добавлением глицерина, пропиленгиколя, спирта этилового или спиртосодержащих компонентов (настойки и жидкие экстракты). Традиционно для получения эмульсий типа м/в применяется эмульгатор Твин-80.

Поскольку масло аргании может быть использовано в качестве растворителя неполярных лекарственных веществ, необходимо исследовать возможность вариации концентрации масляной фазы.

На рис. 15 представлены результаты сравнительного изучения тиксо-тропности эмульсионных систем масла аргании, полученного методом холодного отжима.

Как видно на графиках зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига 10 и 20 % содержание масла, полученного холодным отжимом, не оказывает заметного влияния на тиксотропность эмульсионной системы, на максимуме скорости сдвига 135 об/с касательное напряжение сдвига 200 и 218 Па соответственно. При более низких скоростях сдвига различия укладываются в погрешность измерения прибора.

В случае сравнения

160

эмульсионных систем с маслом, полученным методом экстракции в аппарате Сокслета, различия более выраженные, при аналогичной скорости сдвига показатели касательного напряжения сдвига в образце с содержанием масла 10 % -220 Па, а при 20% - 262 Па.

I

о

D

50

100

150

200

250

300

Касательное напряжение сдвига, Па

Рис. 15 Реогрсшмы течения

эмульсионных систем на основе ареспола в зависимости от происхождения и содержания масла аргании

Изучение влияния концентрации масла аргании различного происхождения на тиксотропность эмульсионных систем на основах ареспола показало более выраженное влияние концентрации на касательное напряжение сдвига образцов с экстракционным маслом.

Сравнительное изучение поведения эмульсионных систем с содержанием масла 10 и 20 % в образцах с маслом различного происхождения показало, что масло аргании, полученное методом экстракции в аппарате Сокслета, проявляет более высокую загущающую способность, чем масло, полученное методом холодного отжима. В образцах с содержанием масляной фазы 10% различия менее выражены касательное напряжение сдвига 200 Па масло холодного отжима и 220 Па экстракционное масло, а в 20 % образца различия более заметны 218 и 262 Па соответственно.

Выявленные различия могут являться косвенной технологической характеристикой масляной фазы в эмульсионной системе. Полученные данные коррелируют с результатами изучения образцов масла аргании различного происхождения методом ЯМР, которые также позволяют с уверенностью утверждать, что образцы масла, полученные методом холодного отжима, не являются чистыми, скорее всего они разбавлены более дешевым маслом, например подсолнечным.

Полученные эмульсионные системы с различным содержанием масла аргании показывают приемлемую вязкость для апликационного применения, низкую тиксотропность, что позволяет им хорошо удерживаться на коже.

На основании проведенных технологических исследований разработана принципиальная технологическая схема получения эмульсионного крема (основы) с маслом аргании колючей на основе РАГ1 Ареспол (рис.16).

Изучена стабильность образов мази (основы) «Армалим», составлен проект НД.

ВР 2.1. Взвешивание масла

ВР 2.2. Взвешивание Ареспол, твин-80

УМО 4.1. Фасовка крема КДМ

УМО 4.2. Упаковка

ВР 2. Подго- Потери меха-

товка сырья нические

ТП 3. Приготовление-

Потери механи-

Рис. 16 Принципиальная технологическая схема получения мази «Армалим» 10 и 20%

Поскольку, врачи дерматологи, часто, в составе мазевых форм, вынуждены использовать в качестве основы косметические кремы, нами предложен состав крема с маслом аргании на основе эмульсионного воска. Данный состав может использоваться как самостоятельный препарат со смягчающим, устраняющим сухость и шелушение действием, так и как основа для подачи

веществ в суспендированном, эмульгированном или растворенном виде.

Учитывая реограммы течения масла аргании, свидетельствующие о выраженной тиксотроп-ности в узком градиенте касательного напряжения сдвига, нами разработан состав крема, содержащий 10% масла аргании, 6% эмульсионного воска, глицерин, воды очищенной до 100мл.

Рис.17. Реограммы течения крема на основе эмульсионного воска в зависимости от происхождения масла аргании

?' !

— ЗНПСГОбр \

Касательное напряжение сдвига, Ра

22

Л

Оценку качества крема осуществляли визуально по внешнему виду, определяли кислотное число и рН.

Реограммы течения крема с маслом аргании свидетельствуют о выраженной тиксотропности в узком градиенте касательного напряжения сдвига, что при применении крема воспринимается как равномерная экструзия крема в виде цилиндрического стержня, который при легком касании легко распределяется на месте аппликации. Данный крем предлагается для самостоятельного использования в качестве косметического средства со смягчающим действием на кожу, а также в качестве мазевой основы.

Общие выводы

1. Проведено исследование высушенных плодов аргании колючей по морфологическим признакам и анатомическому строению. Установленные особенности анатомического строения: эпидермы; мякоти и эндокарпа плода; мягкой внутренней части семени, имеют значение при дальнейшем развитии сырьевой базы зародышей для производства жирного масла аргании и других продуктов пищевого и медицинского назначения.

2. На основании результатов изучения морфолого-анатомических особенностей плодов, а также метаболома различных частей плодов аргании разработана схема их возможной конверсии, что позволяет комплексно использовать высушенные плоды аргании в Марокко.

3. Получено масло аргании методом циркуляционной экстракции н-гексаном в аппарате Сокслета и методом С02 экстракции. Проведена оценка качества масла методами Н1 ЯМР и ХМС. Установлено, что способ получения масла не влияет на жирнокислотный состав масла, а низкое содержание кампестерола во фракции стеринов может использоваться для подтверждения чистоты масла аргании.

4. На основании реологических исследований разработан состав и технология получения аппликационных форм с маслом аргании - олеогель на основе аэросила, содержащий 94 % чистого масла, 10 и 20 % крем на основе ареспола и 10 % крем на основе эмульсионных восков. Установлены реологические показатели геля и кремов, характеризующие их как структурированные системы.

5. Разработаны технологические схемы получения олеогеля Арге-лим, мази на основе ареспола с маслом аргании Армалим 10 и 20% и крема на основе эмульсионного воска Армаск. Составлены и апробированы НД (проекты ТУ и опытно-промышленные регламенты на разработанные мазевые формы.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Лабзиуи 3. Создание лечебно-профилактических гелей с маслом арга-

ны / Лабзиуи 3., Кривцова Д.Д., Шилкина Л.К., Суслина С.Н.// Сборник

научных трудов по материалам международной научно-практической

конференции 28 сентября 2012 г. - Перспективы развития науки и обра-

зования. Часть 11- Тамбов, 2012, изд. ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», С. 79-80.

2. Лабзиуи 3. Разработка технологий получения жирного масла Argania spinosa L. /Лабзиуи 3., Суслина С.H., Вандышев В.В., Хомик A.C., Алиев A.M.// Фармация. - 2013. -№2 , с. 33-36.

3. Лабзиуи 3. Разработка и изучение олеогеля масла арганы / Лабзиуи 3., Суслина С.Н. // Вестник РУДН Серия Медицина - 2013.- №2, С15-19.

4. Горяинов C.B. Сравнительное исследование образцов масла семян Argania spinosa, полученных разными способами, методами ЯМР 'Н спектроскопии и масс-спектрометрии / Горяинов C.B., Лабзиуи 3., Алиев A.M., Суслина С.Н., Вандышев В.В., Калабин Г.А. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии.-2013.-№4.-с.10-15.

5. Лабзиуи 3. Технолого-фармакогностические исследования сырья argania spinosa для оценки перспектив его комплексного использования / Лабзиуи 3., Суслина С.Н., Вандышев В.В. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии.-2013.-№10,- с 28.

Подписано в печать:

16.10.2013

Заказ № 8903 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www. autoreferat. ru