Практическое использование БАВ (биологически активных веществ). Сырье и методы изучения БАВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

Биологический факультет

Кафедра химии

СУРС

Практическое использование БАВ. Сырье и методы изучения БАВ

Исполнитель

студентка группы Би-32 В.О. Керножицкая

Проверила Л.А. Беляева

Гомель, 2015

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Сырье для получения БАВ

1.2 Методы получения БАВ

1.3 Количественное и качественное определение БАВ

1.4 Лекарственные средства на основе биологически активных соединений

1.5 Биологически активные добавки к пище

1.6 Представление о гомеопатических препаратах

Заключение

Введение

Жизнедеятельность организма обеспечивается двумя процессами - ассимиляцией и диссимиляцией, в основе которых лежит обмен веществ между внутренней (клетками организма) и внешней средой. Для нормального течения обменных процессов необходимо поддерживать постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды организма. Оно зависит от определенных факторов, среди которых важное место занимают биологически активные вещества, поступающие с пищей (витамины, ферменты, минеральные соли, микроэлементы и др.) и осуществляющие гармоническую взаимосвязь и взаимозависимость всех физиологических и биохимических процессов в организме. Нормализуя, регулируя все жизненные функции, биологически активные вещества оказывают также эффективное лечебное действие.

Биологически активные вещества (БАВ) - химические вещества, обладающие высокой физиологической активностью при небольших концентрациях по отношению к определённым группам живых организмов или к отдельным группам их клеток. В настоящий момент сложилось мнение, что биологически активные вещества очень важны, но выполняют лишь частные, вспомогательные функции. Это ошибочное мнение обязано своим появлением тому, что в специальной и научно-популярной литературе функции каждого БАВ рассматривались в отдельности друг от друга. Этому содействовал и преимущественный акцент на специфических функциях микронутриентов [1].

биологический активный добавка гомеопатический

1. Обзор литературы

1.1 Сырье для получения БАВ

Вместе с пищей человек получает большинство биологически активных веществ, которые необходимы ему для нормальной жизнедеятельности; среди них -- алкалоиды, гормоны и гормоноподобные соединения, витамины, микроэлементы, биогенные амины, нейромедиаторы. Все они обладают фармакологической активностью, а многие служат ближайшими предшественниками сильнодействующих веществ, относящихся к фармакологии

Многие БАВ попадает в организм из окружающей среды с воздухом и питьевой водой. В условиях растущего химического загрязнения окружающей среды в организм человека может попадать большое количество ксенобиотиков, которые могут вызвать заболевания. Биологической активностью обладают алкоголь, ядовитые вещества, содержащиеся в табачном дыме и наркотических веществах. Гормоноподобные вещества синтезируются не железами внутренней секреции, а клетками желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), тучными клетками соединительной ткани, клетками почек и т.д.

Биологически активные субстанции из растительного сырья в абсолютном большинстве случаев представляют собой густые экстракты с содержанием сухих веществ 60-85% (густые эксракты) или порошки (сухие концентраты). Густые концентраты используются в жидких формах и при получении гранулированных и капсулированных форм.

Основными видами сырья являются: сухой растительный материал, свежий растительный материал, органоминеральное сырье. В качестве сырья используют образцы надземной части пряно-ароматических растений, собранных в фазу цветения и высушенных до воздушно-сухого состояния [2].

1.2 Методы получения БАВ

Методы извлечения БАВ из растительного сырья являются основным вопросом при разработке и изготовлении БАД к пище на основе растительного сырья. От реализации отработанной технологии зависит количество извлекаемых из сырья БАВ и их состав, себестоимость полученной субстанции и соответственно изготовленного на ее основе препарата.

Экстракция БАВ из сухого растительного сырья осуществляется водно-спиртовым раствором, водой, углекислотой, фреоном и рядом других экстрагентов. Различные экстрагенты используются для извлечения различных групп веществ.

Так, для извлечения флавоноидов и алкалоидов используется водно-спиртовый раствор. Для извлечения жирорастворимых компонентов используются неполярные экстрагенты (углекислота, фреон, масла). Основная часть сухого растительного сырья экстрагируется в промышленности водно-спиртовой смесью. Водные экстракты из растительного сырья имели ограниченное применение из-за невысокой устойчивости водных растворов БАВ к различным воздействиям (микробиологическим, окислительным и др.).

При разработке методов водного извлечения БАВ для конкретного сырья обязательным условием является обеспечение условий интенсивной и кратковременной экстракции в безокислительных условиях. Надо увеличить образуемые при сушке сырья поры в мембране клетки или нарушение ее целостности. Основным приемом стабилизации экстрактов является их концентрирование. Густые экстракты стерилизуются в скребковых стерилизаторах для использования в приготовлении некоторых форм БАД или используются как сырье для получения сухих экстрактов в вакуумных сушилках барабанного типа.

Субстанции из свежего сырья. При сушке растительного сырья 15-25% БАВ разрушается. Клетки свежего сырья обладают значительным тургором, механическими нагрузками сравнительно легко разрушается оболочка клетки, водой «вымывается» ее содержимое. Это так называемая диффузионная экстракция. Такая экстракция обеспечивает не только более полное извлечение БАВ, но в значительной степени позволяет сохранить природный комплекс биологически активных веществ. Полученный экстракт концентрируется и стерилизуется. При реализации технологии существенную роль играет способ деструкции сырого сырья, организация механических воздействий на сырье таким образом, чтобы разрушить оболочку клетки, но не измельчать сырье до микронных размеров. При тонком измельчении возникает не только проблема отделения экстракта от шрота, но значительно усложняется вакуумная концентрация экстрактов, содержащих тонко измельченную клетчатку, вследствие повышенной вязкости экстракта и его малой теплопроводности. Извлечение БАВ из свежего растительного сырья не является тривиальной задачей и решается для каждого вида сырья с оптимизацией расходов на субстанцию.

Вакуумное концентрирование экстрактов осуществляется на разработанных вакуумных выпарных аппаратах с возможностью оперативного отбора концентрата и контроля содержания сухих веществ. Пять выпарных аппаратов с общей производительностью около 2 тонн выпаренной влаги в час позволяют оперативно настраиваться на объемы получаемых экстрактов и осуществлять одновременно концентрацию экстрактов различных видов сырья.

Стерилизация густых экстрактов. Для густых концентратов, обладающих низкой теплопроводностью и наоборот большой вязкостью пригодны только скребковые стерилизаторы. Густые экстракты различных видов сырья значительно отличаются по своим физико-химическим свойствам и режимы их стерилизации заметно отличаются. Скребковый стерилизатор позволяет регулировать скорость подачи и температуру пара в теплообменнике, скорость вращения скребков и объем подаваемого в стерилизатор густого экстракта.

Сухие экстракты получаются в вакуумных сушилках барабанного типа совмещенной с шаровой мельницей с объемом загрузки 200-300 литров густого экстракта.

Из органоминерального сырья биологически активные вещества извлекаются сложными многокомпонентными экстрагентами. Подготовка сырья, экстрагента и его рекуперация не относятся к тривиальным операциям. В то же время от подготовки сырья и соотношения компонент экстрагента зависит не только количество, но и качество извлекаемых веществ [3].

1.3 Количественное и качественное определение БАВ

Числовые показатели качества пряно-ароматических растений определяют в аналитических пробах исследуемых объектов, изготовленных в лабораторных условиях в трех повторностях. Образцы хранят в сухом, чистом, хорошо вентилируемом помещении, без прямого попадания солнечных лучей. Для всех образцов определяют показатель влажности сырья, который учитывают при расчетах количественного содержания действующих веществ.

Определение содержания эфирного масла в образцах сырья проводят по методу Гинзберга, путем перегонки с водяным паром, измерения объема и расчета процентного содержания по отношению к аналитической пробе. Кроме того, в некоторых случаях только перегонка с водяным паром позволяет получить эфирные масла определенного качества, например, содержащие азулены (ромашка, тысячелистник).

Определение флавоноидов проводят методами качественного и количественного анализа. Для этого готовят извлечения из образцов сырья (1:10) с использованием 96%-ного этанола после предварительной форэкстракции гексаном в аппарате Сокслета. С полученной очищенной суммой фенольных соединений проводят качественные реакции, хроматографический анализ на бумаге и в тонком слое сорбента, с использованием различных систем растворителей, хромогенных реактивов. В связи с тем, что флавоноиды обладают значительной интенсивностью поглощения в УФ-области спектра с наличием максимумов, относящихся к первой (320-380) и второй (20-270) полосе поглощения, их количественное определение проводят наиболее точным и чувствительным методом - спектрофотометрическим, позволяющим определить сумму флавоноидов в пересчете на один из компонентов этой группы веществ. Оптическую плотность измеряют при длине волны 15 нм, а не 363 нм - максимуме для рутина, так как при добавлении к извлечению раствора хлорида алюминия наблюдается батохромный сдвиг максимума поглощения на 52 нм.

Качественный анализ каротиноидов проводят в два этапа: 1) многократная экстракция пигментов органическим растворителем и 2) разделение методом адсорбционной хроматографии в «сухой» колонке на окиси алюминия. Содержание суммы каротиноидов определяют спектрофотометрическим методов пересчете на в-каротин в мг/%. Оптическую плотность измеряют при длине волны 50 нм. В качестве раствора сравнения используют гексан. Для обнаружения аскорбиновой кислоты в образцах исследуемых эфирномасличных растений используют тонкослойную хроматографию с закрепленным слоем окиси алюминия. Количественное содержание аскорбиновой кислоты определяют титриметрическим методом.

Методами качественного анализа устанавливают присутствие в растениях флавоноидов (свободных агликонов и гликозидов) производных флавона, флавонола, в том числе со свободной ОН-группой у С-3 и С-7 атомов, 5-оксифлавонов и 5-оксифлавонолов, катехинов, халконов; каротиноидов, которые на колонке проявляются в виде ярко-оранжевой и желтой зоны окраски; аскорбиновой кислоты, проявляющейся на пластинках с закрепленным слоем сорбента в виде белого пятна на розовом фоне; эфирных масел.

К химическим можно отнести методы анализа, в основе которых лежат химические реакции. Для идентификации действующих веществ используют групповые цветные и осадительные химические реакции. К традиционным методам количественного химического анализа относятся гравиметрические и титриметрические методы. Наиболее широко распространённым в настоящее время современным методам анализа растительного сырья относятся хроматографические методы и методы фотометрического анализа. Важнейшей особенностью этих методов является объективность оценки количественного содержания фармакологически активных веществ, что, в свою очередь, определяет качество растительного сырья [4].

1.4 Лекарственные средства на основе биологически активных соединений

В последние десятилетия наибольшее внимание в фармацевтической промышленности уделяется разработке лекарственных средств на основе биологически активных веществ, которые участвуют в процессах жизнедеятельности человека. В медицинской практике для лечения и профилактики перечисленных патологий широко применяются лекарственные препараты, наиболее эффективными из которых являются аминокислотные средства. Инфузионные растворы, содержащие композиции высокоочищенных аминокислот, применяются при лечении тяжелых больных в качестве детоксикантов, а также для восполнения нутриентной недостаточности. На основе аминокислот созданы высокоэффективные препараты, которые используются как антигипертензивные средства (каптоприл, эналаприл, лизиноприл, фозиноприл), иммуномодуляторы (тимоген) и аналоги гормонов (окситоцин, окреотид, десмопрессин). Нашли свое место и монопрепараты аминокислот: глютаминовая кислота, гамма-аминомасляная кислота, глицин, аргинин, метионин, орнитин, таурин и др. - их назначают для лечения многих патологических процессов, а также в оздоровительно-профилактических целях, особенно пациентам, принадлежащим к различным группам риска. Высокоочищенные аминокислоты используются для создания композиций, повышающих выносливость человека при интенсивных физических нагрузках, для снижения воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, а также при изготовлении смесей для детского питания [5].

1.5 Биологически активные добавки к пище

Биологически активные добавки (БАД) к пище - композиции биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приёма с пищей или введения в состав пищевых продуктов.

Подавляющее их большинство обладает различными лечебными свойствами, если поступает в организм в определенных количествах, пропорциях и сочетаниях. Основное отличие от лекарственных средств состоит в том, что БАДы помогают организму провести самонастройку и устранить нарушения, приводящие к развитию того или иного заболевания. БАДы не работают вместо регуляторных систем организма, а устраняют дефицит или избыток каких-либо соединений в организме человека. Применение их позволяет последовательно восстанавливать организм без нанесения ему ущерба, без разрушительных побочных действий, свойственных многим лекарствам. Выпускаются БАДы, как и лекарственные формы, в виде бальзамов, экстрактов, настоек (на спирту), настоев (без спирта), кремов, сухих и жидких концентратов, сиропов, таблеток, порошков и т.д.

Виды БАДов:

· нутрицевтики;

· парафармацевтики;

· эубиотики.

Нутрицевтики применяются для коррекции химического состава пищи. Это некий промежуточный продукт между едой и лекарством, что насыщает организм пищевыми веществами, но полностью заменить еду не может. С помощью нутрицевтиков можно корректировать рацион, оздоровить организм, предупредить развитие заболевания, но излечить болезнь нельзя.

Парафармацевтики применяют для профилактики, вспомогательной терапии и поддержания в физиологических границах функциональной активности органов и систем. Это органические компоненты пищевых и лекарственных растений, продукты моря и компоненты животных тканей. Как правило, это минорные компоненты пищи, такие как органические кислоты, биофлавоноиды, кофеин, биогенные амины, регуляторные ди- и олигопептиды и др.

Эубиотики - это биологически активные добавки к пище, в состав которых входят живые микроорганизмы и (или) их метаболиты, оказывающие нормализующее воздействие на состав и биологическую активность микрофлоры пищеварительного тракта. Созданные на основе естественных микроорганизмов кишечника человека (бифидобактерий, лактобактерий и др.), они ограничивают размножение патогенных микроорганизмов, применяются для нормализации состава и функционирования сапрофитной кишечной микрофлоры [6].

1.6 Представление о гомеопатических препаратах

Существенно расширить арсенал средств и возможностей лечения БАВами может введение в терапию различных натуротерапевтических методов, в частности гомеопатического метода лечения. При этом наибольшего эффекта от гомеопатических средств можно добиться активно включая их в комплекс обычных терапевтических мероприятий, а, не противопоставляя их друг другу, как это происходит довольно часто.

В качестве сырья для гомеопатических препаратов используются не только растительные вещества, как считают многие (лишь около 60% гомеопатических средств изготавливают из трав), но и другое природное сырье. Это могут быть также продукты животного происхождения (ткани животных, яды змей и насекомых и т.д.) и минерального происхождения (минералы, металлы и их соединения и т.д.). В качестве исходных составных частей комплексных гомеопатических препаратов, кроме неорганических, растительных средств, продуктов животного происхождения, используют и некоторые другие ингредиенты, например, потенцированные продукты обмена веществ и средства, влияющие на тканевой обмен (катализаторы, ферменты и другие), микроэлементы, витамины и так далее.

Целью создания таких лекарств является повышение эффективности и быстроты действия. Соответствующая комбинация подбирается таким образом, чтобы действие отдельных лекарственных веществ было направлено на конкретное заболевание с учетом наличия у больного стандартного набора симптомов, характеризующих это заболевание. При этом принцип индивидуального подобия симптомов с точки зрения классической гомеопатии строго не соблюдается. Целесообразность назначения комплексных гомеопатических препаратов, таким образом, зависит от клинической картины заболевания. Терапевтический эффект достигается благодаря взаимодействию отдельных компонентов комплекса. Конечно, комплексный препарат “от головной боли” должен вызывать серьезное сомнение, потому что при лечении головной боли необходим индивидуальный подход.

Гомеопатические лекарства для внутреннего употребления выпускаются в форме растворов (разведений) и драже (гранул), при этом растворы обладают более выраженным действием. Наружно гомеопатические средства применяются в виде мазей, масел, жидкостей для примочек, компрессов и полосканий.

Важнейшим свойством гомеопатических препаратов является отсутствие побочных эффектов, аллергических реакций, невозможна их передозировка и отсутствует привыкание. Поэтому они могут использоваться для лечения больных любого возраста, очень пожилых, детей (начиная с новорожденных), беременных и кормящих женщин, которым любые лекарства всегда прописывают с величайшей осторожностью [7].

Заключение

В последние десятилетия наибольшее внимание в фармацевтической промышленности уделяется разработке лекарственных средств на основе биологически активных веществ, которые участвуют в процессах жизнедеятельности человека.

Методы извлечения БАВ из растительного сырья являются основным вопросом при разработке и изготовлении БАД к пище на основе растительного сырья. От реализации отработанной технологии зависит количество извлекаемых из сырья БАВ и их состав, себестоимость полученной субстанции и соответственно изготовленного на ее основе препарата.

Наиболее широко распространённым в настоящее время современным методам анализа растительного сырья относятся хроматографические методы и методы фотометрического анализа. Важнейшей особенностью этих методов является объективность оценки количественного содержания фармакологически активных веществ, что, в свою очередь, определяет качество растительного сырья

Известно, что БАДы (биологически активные добавки) помогают организму провести самонастройку и устранить нарушения, приводящие к развитию того или иного заболевания. БАДы не работают вместо регуляторных систем организма, а устраняют дефицит или избыток каких-либо соединений в организме человека.

Существенно расширить арсенал средств и возможностей лечения БАВами может введение в терапию различных натуротерапевтических методов, в частности гомеопатического метода лечения. При этом наибольшего эффекта от гомеопатических средств можно добиться активно включая их в комплекс обычных терапевтических мероприятий, а, не противопоставляя их друг другу, как это происходит довольно часто.

Размещено на Allbest.ru