Ившина И.Б., Вихарева Е.В., Рычкова М.И., Наймарк О.Б., Плехов О.А., Нечеухина Т.А.
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, ПермьПермская государственная фармацевтическая академия
Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь
Пермский государственный университет
Экологически безопасный способ биоконверсии лекарственных средств, непригодных к медицинскому использованию
Khramchankova, V., & Novikau, R. Extraction efficiency analysis of usnic acid...Елена Овечкина
The extraction efficiency of usnic acid by acetone, ethanol and benzene from lichens Evernia prunastri, Ramalina pollinaria and Cladonia arbuscula was investigated. The methods of cold maceration of biomass with the appropriate solvent and extraction in the Soxhlet apparatus — directly and with preliminary cold maceration of the biomass with hexane were used.
The extraction efficiency of usnic acid from the biomass Everniaprunastri and Ramalina pollinaria was greatest when using the method of cold maceration with hexane for 7 days, followed by extraction with ethanol in the Soxhlet apparatus — up to 0,43% and 1,81% of the air-dry mass of the lichen, respectively. From Cladonia arbuscula biomass, usnic acid was most efficiently recovered by the method of cold maceration with acetone — up to 2,54% of the air-dry mass of the lichen.
Ившина И.Б., Вихарева Е.В., Рычкова М.И., Наймарк О.Б., Плехов О.А., Нечеухина Т.А.
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, ПермьПермская государственная фармацевтическая академия
Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь
Пермский государственный университет
Экологически безопасный способ биоконверсии лекарственных средств, непригодных к медицинскому использованию
Khramchankova, V., & Novikau, R. Extraction efficiency analysis of usnic acid...Елена Овечкина
The extraction efficiency of usnic acid by acetone, ethanol and benzene from lichens Evernia prunastri, Ramalina pollinaria and Cladonia arbuscula was investigated. The methods of cold maceration of biomass with the appropriate solvent and extraction in the Soxhlet apparatus — directly and with preliminary cold maceration of the biomass with hexane were used.
The extraction efficiency of usnic acid from the biomass Everniaprunastri and Ramalina pollinaria was greatest when using the method of cold maceration with hexane for 7 days, followed by extraction with ethanol in the Soxhlet apparatus — up to 0,43% and 1,81% of the air-dry mass of the lichen, respectively. From Cladonia arbuscula biomass, usnic acid was most efficiently recovered by the method of cold maceration with acetone — up to 2,54% of the air-dry mass of the lichen.
1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29222
(51) A01N 1/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1365.1
(22) 17.10.2013
(45) 15.12.2014, бюл. №12
(72) Тарасовская Наталия Евгеньевна; Жумадилов
Булат Зулхарнаевич
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Павлодарский
государственный педагогический институт"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) Предварительный патент KZ 19134, 14.03.2008
(54) СОСТАВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ
ПОГРУЖЕННЫХ И НАЗЕМНЫХ РАСТЕНИЙ
(57) Изобретение относится к области биологии и
музейного дела, в частности, к способам хранения
растительных объектов для научных,
коллекционных и учебно-методических целей.
Предлагаемый консервирующий состав имеет
следующие технические преимущества:
экономическая целесообразность и нетрудоемкость
приготовления; доступность компонентов в
лабораторных и экспедиционно-полевых условиях,
в условиях учебных заведений; полная безвредность
для работающих, отсутствие летучих токсичных
компонентов; длительная сохранность объектов без
признаков порчи и деформации; полная
прозрачность и оптимальная вязкость
консервирующего состава; пригодность для любых
растительных объектов, особенно погруженных и
мясистых растений; возможность переноса
фиксированных растений в другие консервирующие
среды или традиционной гербаризации, причем в
последнем случае достигается оптимальная
подготовка к высушиванию экземпляров,
содержащих много водоносных и воздухоносных и
мало механических тканей, буреющих и темнеющих
при сушке, быстро выгорающих на солнце.
Состав для хранения погруженных и наземных
растений включает следующее соотношение
компонентов:
Хлорид натрия - 21,0-27,0;
Сахароза - 7,0-9,0;
Сульфат меди - 0,5-1,5;
Вода - остальное.
(19)KZ(13)A4(11)29222
2. 29222
2
Изобретение относится к области биологии и
музейного дела, в частности, к средствам для
хранения растительных объектов для научных,
коллекционных и учебно-методических целей.
Известно два состава для хранения ботанических
объектов, содержащих воду, доступные бытовые
вещества (соль, сахар) в качестве консервирующих
агентов, создающих условия осмоанабиоза, и
медный купорос для сохранения естественной
зеленой окраски.
Первый состав включал следующие компоненты
(мас.%):
Хлорид натрия - 26,0-28,0;
Сульфат меди - 0,5-3,0;
Вода дистиллированная - остальное.
(Предварительный патент РК №15226 от 9.11.2004
г., кл. А01N 1/00, А01N 3/00).
Второй состав готовили из следующих
компонентов:
Сахароза - 40-45%
Ацетилсалициловая кислота - 0,3-0,8%
Сульфат меди - 0,5-2,0%.
Вода - остальное (Предварительный патент РК
№19134 от 14.03.2008, кл. А01N 1/00, А01N 3/00).
Недостатком первого состава является
значительное зеленоватое или голубоватое
окрашивание раствора, интенсивность которого
снижается лишь через 5-8 месяцев хранения
экспоната.
Но основные достоинства данного
консервирующего раствора - доступность и
невысокая себестоимость компонентов,
безопасность для работающих, длительные сроки
хранения экспоната без признаков порчи,
ухудшения внешнего вида и утраты характерных
ботанических признаков объекта. Зафиксированное
в данном консерванте растение может храниться не
одно десятилетие без признаков деформации и
выгорания, с постепенным снижением голубовато-
зеленой окраски окружающего раствора. Цвет
растения можно легко регулировать (в зависимости
от того, ксероморфное оно или гидроморфное) - для
поддержания естественной окраски. Однако при
воспроизведении цвета ярко-зеленых
гидроморфных растений добавление до 3%
сульфата меди придает интенсивную окраску
окружающему раствору и нарушает естественный
цвет венчика и сочных плодов желтых, красных и
оранжевых оттенков.
Недостатками второго состава являются:
1) значительная себестоимость, обусловленная
высокой концентрацией сахарозы в растворе;
2) состав обеспечивает высокое качество
экспоната в течение 5-7 лет, а в дальнейшем, в
зависимости от химического состава и
интенсивности окраски растения, возможна
частичная экстракция пигмента в раствор или
появление оливковых и буроватых тонов в окраске
зеленых частей растения;
3) водоросли и погруженные водные растения
(гидрофиты) часто приобретают темную окраску.
Несомненным достоинством данного состава
является полная прозрачность и бесцветность
консервирующего раствора при любой
концентрации сульфата меди, а также полное
сохранение окраски венчиков и сочных плодов
любого цвета, возможность регуляции окраски
зеленых частей гидроморфных и ксероморфных
растений за счет концентрации сульфата меди.
Задачей изобретения является разработка
экономически целесообразного, безвредного,
доступного в лабораторных и экспедиционно-
полевых условиях состава для хранения
гидробионтов и других растительных объектов с
использованием доступных бытовых веществ с
длительным хранением экспоната без потери
естественной пигментации всех частей растения.
Для решения поставленной задачи предлагается
введение в состав двух доступных бытовых веществ
- хлорида натрия (поваренной соли) и сахарозы для
создания высокого осмотического и онкотического
давления, сульфата меди - для поддержания
естественной окраски зеленых частей растений и ее
защиты от выгорания на солнце, а также как
дополнительного консервирующего фактора,
обладающего бактерицидным и фунгицидным
действием.
Технический результат, обеспечиваемый
изобретением, выражается в следующем:
1) экономическая целесообразность и
нетрудоемкость приготовления состава;
2) доступность компонентов консервирующего
состава в лабораторных и экспедиционно-полевых
условиях, в условиях учебных заведений;
3) полная безвредность для работающих,
отсутствие летучих токсичных компонентов,
способных проникать аспирационным или
перкутанным путем;
4) длительная сохранность объектов без
признаков порчи и деформации; полная
прозрачность и оптимальная вязкость
консервирующего состава;
5) пригодность для любых растительных
объектов, особенно погруженных и мясистых
растений;
6) возможность переноса фиксированных
растений в другие консервирующие среды или
традиционной гербаризации, причем в последнем
случае достигается оптимальная подготовка к
высушиванию экземпляров, содержащих много
водоносных и воздухоносных и мало механических
тканей, буреющих и темнеющих при сушке, быстро
выгорающих на солнце.
Состав для хранения погруженных и наземных
растений включает следующее соотношение
компонентов (мас.%).
Пример 1:
Хлорид натрия -21,0;
Сахароза - 7,0;
Сульфат меди - 0,5;
Вода - остальное.
Пример 2:
Хлорид натрия - 24,0;
Сахароза - 8,0;
Сульфат меди - 1,0;
Вода - остальное.
3. 29222
3
Пример 3:
Хлорид натрия - 27,0;
Сахароза - 9,0;
Сульфат меди - 1,5;
Вода - остальное.
Таблица
Результаты испытаний состава представлены в таблице.
Пример
Состав и соотношение
компонентов
Сохраняемые
материалы
Срок
хранения
Результат
Роголистник
погруженный в 1 л
раствора
3 мес. Раствор прозрачный, сохранность
растения хорошая, цвет обычный
или чуть тусклее. Признаков порчи
объекта и раствора нет.
Хара обыкновенная и
уруть колосистая в 0,5 л
раствора
3 мес. Раствор бесцветный, прозрачный,
без признаков микробной порчи.
Растения чуть темнее обычных,
сохранность хорошая.
1. Хлорид натрия - 21,0;
Сахароза - 7,0;
Сульфат меди - 0,5;
Вода - остальное
20 экз. андреева мха в
0,5 л раствора
3 мес. Раствор прозрачный, бесцветный,
без признаков брожения и порчи.
Мох обычного цвета.
Рдест блестящий в 1 л
раствора
3 мес. Раствор прозрачный, бесцветный,
рдест хорошо сохранился,
обычного цвета.
Наяда малая в 0,5 л
раствора
3 мес. Раствор прозрачный, бесцветный,
растение обычной (болотно-
зеленой) окраски.
2. Хлорид натрия - 24,0
Сахароза - 8,0;
Сульфат меди -1,0;
Вода - остальное
20 экз. кукушкина льна
в 0,5 л раствора
3 мес. Раствор прозрачный, бесцветный,
растения хорошо сохранились,
имеют обычную окраску.
Горец земноводный в
1 л раствора
3 мес. Раствор прозрачный, слегка
зеленоватый. Зеленые части
растений обычной окраски, цветок
чуть тусклее свежего (был
розовым, стал бледнее).
2 вида харовых
водорослей в 0,5 л
раствора
3 мес. Раствор прозрачный, бесцветный.
Водоросли чуть ярче обычных,
особенно хара обыкновенная,
имевшая в свежем виде болотно-
зеленую тускловатую окраску.
3. Хлорид натрия - 27,0;
Сахароза - 9,0;
Сульфат меди - 1,5;
Вода - остальное
25 экз. ветвистого мха в
0,5 л раствора
3 мес. Раствор прозрачный, без зеленых
оттенков (большое количество
растений забрало все медные
соли). Мох обычного, насыщенно-
зеленого цвета.
Как видно из результатов испытаний,
концентрация компонентов в примере 1 вполне
достаточна для хранения небольшого объема
растительного материала, а также ксероморфных и
неярких растений (с учетом низкой концентрации
медного купороса).
Наиболее оптимальной для большинства видов
растений оказалась концентрация консервирующих
компонентов в примере 2.
Соотношение ингредиентов примера 3
целесообразно при фиксации большого количества
растительного материала в ограниченном объеме
раствора (как в нашем примере с ветвистым мхом,
когда объем растительного материала составлял
больше половины объема сосуда), а также
гидроморфных и мясистых растений.
Назначение отдельных компонентов состава
следующее.
Хлорид натрия:
1) создание осмотического давления как
основного консервирующего фактора по принципу
осмоанабиоза;
2) придание ригидности, что особенно актуально
для растений, имеющих мало механических тканей
и опорных элементов, для поддержания формы
экспоната, а также возможности его гербаризации
после извлечения из раствора.
Сахароза:
1) создание высокого онкотического давления
как одного из факторов консервации;
4. 29222
4
2) повышение вязкости среды для лучшего
экспонирования объекта без его дополнительного
закрепления в сосуде;
3) улучшение проникновения солей меди из
раствора в растительные ткани.
Сульфат меди:
1) поддержание зеленой окраски при
проникновении в растительные ткани;
2) предотвращение выгорания на солнце зеленых
частей растений при длительном экспонировании
объекта;
3) дополнительный фактор консервации,
обладающий бактерицидным и фунгицидным (а в
низких концентрациях - бактериостатическим и
фунгистатическим) действием;
4) придание ригидности объекту, что важно для
мясистых растений или содержащих мало
механических тканей и много водоносной или
воздухоносной паренхимы.
Фиксированные таким образом растения могут
быть извлечены из раствора и гербаризированы
традиционным способом. Кроме того, для
погруженных и полупогруженных растений
(содержащих много аэренхимы и мало
механических тканей) консервация в предложенном
составе может стать оптимальным
подготовительным этапом гербаризации.
Подготовленные таким образом растения
приобретают механическую прочность по
сравнению с нативными экземплярами, не темнеют
и не подвергаются гниению при сушке, не выгорают
при хранении гербария.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Состав для хранения погруженных и наземных
растений, содержащий осмотические консерванты,
сульфат меди для поддержания окраски растений и
воду, отличающийся тем, что в качестве
осмотических консервантов используются хлорид
натрия и сахароза при следующем соотношении
компонентов:
Хлорид натрия - 21,0-27,0;
Сахароза - 7,0-9,0;
Сульфат меди - 0,5-1,5;
Вода - остальное.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова