pmedpharmФармация и фармакологияPharmacy & Pharmacology2307-92662413-2241Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - branch of Volgograd State Medical Univer10.19163/2307-9266-2018-6-2-151-166pmedpharm-293Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯPHARMACEUTICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGYРАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ЭКСТРАГИРОВАНИЯ РОМАШКИ АПТЕЧНОЙ ЦВЕТКОВ CHAMOMILLAE RECUTITA FLORESDEVELOPMENT AND OPTIMIZATION OF ULTRASOUND EXTRACTION OF CHAMOMILE FLOWERS CHAMOMILLAE RECUTITA FLOREShttps://orcid.org/0000-0003-0103-3560ЗагорулькоЕ. Ю.ZagorulkoE. Y.

научный сотрудник Центра фармацевтической технологии, ассистент кафедры промышленной технологии лекарственных препаратов ФГБОУ ВО СПХФУ. Область научных интересов: технология фитопрепаратов, технология готовых лекарственных средств, вопросы стандартизации лекарственного растительного сырья и лекарственных растительных препаратов

research associate at the Center of Pharmaceutical Technology, assistant lecturer at the Department of Industrial Drug Technology, Saint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University. Research interests: phytopreparations technology, technology of drugs, the standardization of medicinal plant raw materials and herbal drugs

elena.zagorulko@pharminnotech.comТеслевА. А.TeslevA. A.

кандидат фармацевтических наук, начальник Центра фармацевтической технологии ФГБОУ ВО СПХФУ. Область научных интересов: разработка составов и технологий лекарственных средств, биофармацевтические аспекты разработки лекарств, стандартизация лекарственных препаратов, доклинические исследования

PhD (Pharmacy), Director of the Center of Pharmaceutical Technology, Saint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University.Research interests: formulation of drug products, biopharmaceutical aspects of drugs development, standardization of drugs, preclinical trials

ОжиговаМ. Г.OzhigovaM. G.

кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры промышленной технологии лекарственных препаратов ФГБОУ ВО СПХФУ. Область научных интересов: технология фитопрепаратов, технология готовых лекарственных средств

PhD (Pharmacy), associate Professor at the Department of Industrial Drug Technology, the SPCPA. Research interests: phytopreparations technology, technology of drugs

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава РоссииРоссияSaint-Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University, Ministry of HealthcareRussian Federation20181005201862151166Copyright © Загорулько Е.Ю., Теслев А.А., Ожигова М.Г., 20182018Загорулько Е.Ю., Теслев А.А., Ожигова М.Г.Zagorulko E.Y., Teslev A.A., Ozhigova M.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmpharm.ru/jour/article/view/293

Статья посвящена разработке технологии ультразвукового экстрагирования ромашки аптечной цветков. Целью работы являлась разработка и оптимизация технологии ультразвукового экстрагирования суммы флавоноидов из цветков ромашки аптечной с определением содержания эфирного масла в полученных извлечениях. Материалы и методы. Предметом исследования являлось лекарственное растительное сырье (ЛРС), приобретенное через аптечную сеть – ромашки аптечной цветки. Способ экстрагирования – двухступенчатая мацерация с ультразвуковой обработкой ЛРС. Экстрагирование проводили в ультразвуковой ванне «Сапфир» ТТЦ (РМД) 9,5 л. Для определения оптимальных параметров технологического процесса экстрагирования суммы флавоноидов строили ортогональный факторный план типа 32 . Результаты и обсуждение. Изучено влияние следующих факторов на процесс экстрагирования суммы флавоноидов из ромашки аптечной цветков: размер частиц ЛРС, количество ступеней экстракции, содержание спирта этилового в спиртоводной смеси, соотношение ЛРС – экстрагент, время экстрагирования, температура среды. Получены уравнения регрессии, описывающие процесс ультразвукового экстрагирования флавоноидов из ромашки аптечной цветков на первой и второй ступенях мацерации. Определены параметры технологического процесса ультразвукового экстрагирования суммы флавоноидов из ромашки аптечной цветков для первой ступени: время экстрагирования – 22 мин, содержание спирта этилового в спирто-водной смеси – 52% при соотношении ЛРС – экстрагент 1:7 и комнатной температуре; для второй: время экстрагирования – 27 мин, температура среды – 61°С при соотношении ЛРС – экстрагент – 1:5 (экстрагент – спирт этиловый 52%). Общий выход суммы флавоноидов составил 97%, эфирного масла – 81%. Заключение. Таким образом, разработана и оптимизирована технология ультразвукового экстрагирования суммы флавоноидов из ромашки аптечной цветков, позволяющая получить извлечения с высоким выходом эфирного масла.

 

The article deals with the development of ultrasound extraction technology of chamomile flowers. The aim of this work is working out and optimization of ultrasound extraction technology of the sum of flavonoids from chamomile flowers with further determination of the essential oil content in the extraction obtained. Materials and methods. The object of the research is the medicinal plant raw material (MRPM) of chamomile flowers (Chamomillae recutita ores) bought in a pharmacy. The extraction method is a two-level maceration with ultrasound procession of (MRPM). The extraction was performed in the ultrasound bath “Sapphire” of Technical and Commercial Center (TCC) (RMD) of 9.5 l. For the technological process optimal parameters determination of the sum of flavonoid extraction, the orthogonal factorial plan of Type 32 was built. Results and discussion. The following factors’ influence on the extraction process of the sum of chamomile flowers flavonoids have been studied: the size of particles of (MRPM), the quantity of extraction steps, ethanol content in alcohol-water mixture, ratio (MRPM) /extragent, extraction time, media temperature. The regression equations describing the process of ultrasound extraction of chamomile flowers flavonoids at the first and second steps of maceration have been obtained. The following parameters of the technological process of chamomile flowers sum of flavonoids ultrasound extraction have been worked out: for the first step the extraction time was 22 min., the content of ethanol in alcoholwater mixture was 52% at the ratio MRPM/extragent 1:7 and the room temperature; for the second step: the extraction time was 27 min., the media temperature was 61°C at the ratio MRPM/extragent 1:5 (52% ethanol was used as an extragent). The general yield of the flavonoids sum was 97% and that of the essential oil was 81%. Thus, the ultrasound extraction technology of the sum of chamomile flowers flavonoids has been developed and optimized, allowing to obtain extracts with a high yield of the essential oil.

ромашка аптечнаяцветкифлавоноидыэфирное маслоэкстрагированиеультразвукchamomile flowersflavonoidsessential oilextractionultrasoundReferencesChamomile. Kooperation Phytopharmaka. URL: http://www.koop-phyto.org/en/medicinal-plants/chamomile.php (дата обращения: 05.05.2017)Chamomile. Kooperation Phytopharmaka. [Internet]. [cited 2017 May 05]. Available from: http://www.koop-phy-to.org/en/medicinal-plants/chamomile.phpFranke R., Schilcher H. Chamomile. Industrial Pro les. Florida: CRC Press, 2005. 279 p.Franke R, Schilcher H. Chamomile. Industrial Pro les. Florida: CRC Press; 2005. 279 p.Fleming T. Physician’s Desk Reference for Herbal Medicines. Montvale: Medical Economics Company, 2000. P. 331 – 335.Fleming T. Physician’s Desk Reference for Herbal Medicines. Montvale: Medical Economics Company; 2000. P. 331–5.Монографии ВОЗ о лекарственных растениях, широко используемых в Новых независимых государствах. Всемирная организация здравоохранения, 2010. 454 с. URL: http://apps.who.nt/medicinedocs /en/cl/CL10/ (дата обращения: 05.03.2017).Monogra i VOZ o lekarstvennyh rasteniah, shiroko ispol’zuemyh v Novyh Nezavisimyh Gosudarstvah [WHO monographs on medicinal plants, widely used in the New Independent States]. Vsemirnaya organizaciya zdravoohraneniya; 2010. 454 p. [Internet]. [cited 2017 Mar 05]. Available from: http://apps.who.nt/medicinedocs /en/cl/CL10/ Russian.Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание. Том 3. ФС.2.5.0037.15 «Ромашки аптечной цветки». М., 2015. С. 612 – 623.Gosudarstvennaya farmakopeya Rossijskoj Federacii. XIII izdanie. Tom 3. FS.2.5.0037.15 «Romashki aptechnoj cvetki» [State Pharmacopoeia of the the Russian Federation. XIII edition. Vol. 3. Matricaria recutita owers.] Мoskva; 2015. 612–23 p. Russian.European Pharmacopoeia 9.0. Vol. I. Matricaria ower. Matricaria liquid extract. Matricaria oil. EDQM, 2017. P. 1431–1436.European Pharmacopoeia 9.0. Vol. I. Matricaria ower. Matricaria liquid extract. Matricaria oil. EDQM; 2017. 1431–6 p.British Pharmacopoeia 2017. Vol. IV. Matricaria Flowers. Health & Medicine, 2017.British Pharmacopoeia 2017. Vol. IV. Matricaria Flowers. Health & Medicine, 2017.United States Pharmacopeia 40 – the National Formulary 35. Vol. 1. Chamomile. United Book Press, 2017. P. 6881–6883.United States Pharmacopeia 40 – the National Formulary 35, Vol. 1. Chamomile. United Book Press; 2017: 6881–3.Загорулько Е.Ю., Ожигова М.Г. Подходы к стандартизации цветков ромашки аптечной (Chamomillae recutita ores) в российской и зарубежных фармакопеях // Фармация и фармакология. 2017. № 5(2). P. 135–149. DOI: 10.19163/2307-9266-2017-5-2-135-149.Zagorulko EY, Ozhigova MG. Podhody k standartizacii cvetkov romashki aptechnoj v rossijsoj i zarubezhnyh farmakopeyah [Approaches to the standardization of the chamomile owers (Chamomillae recutita ores) in the russian and foreign pharmacopoeias]. Pharmacy & Pharmacology. 2017;5(2):135–49. DOI: 10.19163/2307-9266-2017-5-2-135-149. Russian.Уанкпо Сегбехин Бие Берже. Современные подходы к оценке качества лекарственных препаратов, содержащих эфирные масла и терпеноиды эфирных масел, на примере ромашки аптечной цветков: автореф. … канд. фарм. наук: 15.00.02. Санкт-Петербург, 2008. 23 с.Uankpo Segbekhin Bie Berzhe. Sovremennye podhody k ocenke kachestva lekarstvennyh preparatov, soderzhashchih eh rnye masla i terpenoidy eh rnyh masel, na primere romashki aptechnoj cvetkov: avtoref. … kand. farm. nauk: 15.00.02. [Modern approaches to assessing the quality of drugs containing essential oils and terprnoids of essential oils, using the example of chamomile owers]. [dissertation]. Sankt-Peterburg; 2008. 23 p. Russian.Ela M.A., El-Lakany A., Hijazi M.A General introduction on family Asteracea. Phytochemicals – a global perspective of their role in nutrition and health / Ed. by Dr Venketeshwer Rao. Rijeka: InTech, 2012. P. 375–400.Ela MA, El-Lakany A, Hijazi MA. General introduction on family Asteracea. Phytochemicals – a global perspective of their role in nutrition and health. Dr Venketeshwer Rao, editor. Rijeka: InTech; 2012. 375–400 p.Petronilho S., Maraschin M., Coimbra M.A., Rocha S.M. In vitro and in vivo studies of natural products: a challenge for their valuation. the case study of chamomile (Matricaria recutita L.) // Industrial. Crops Products. 2012. Vol. 40. P. 1–12. DOI: 10.1016/j.indcrop.2012.02.041Petronilho S, Maraschin M, Coimbra MA, Rocha SM. In vitro and in vivo studies of natural products: a challenge for their valuation. The case study of chamomile (Matricaria recutita L.). Industrial. Crops Products. 2012;40:1– 12: DOI: 10.1016/j.indcrop.2012.02.041Srivastava J.K., Gupta S. Chamomile: a herbal agent for treatment of diseases of the elderly. Foods and dietary supplements in the prevention and treatment of disease in older adults / Ed. by R.R. Watson. Elsevier Inc., 2015. P. 171–183. DOI: 10.1016/B978-0-12-418680-4.00018-XSrivastava JK, Gupta S. Chamomile: a herbal agent for treatment of diseases of the elderly. Foods and dietary supplements in the prevention and treatment of disease in older adults. R.R. Watson, editor. Elsevier Inc.; 2015. 171–83 p. DOI: 10.1016/B978-0-12-418680-4.00018-XАзарова О.В., Галактионова Л.П. Флавоноиды: механизм противовоспалительного действия // Химия растительного сырья. 2012. № 4. С. 61–78.Azarova OV, Galaktionova LP. Flavonoidy: mekhanizm protivovospalitel’nogo dejstvya [Flavonoids: an anti-in-ammatory mechanism]. Chem. pl. raw mat. 2012;4:61–78. Russian.Gawde A., Cantrell C.L., Zheljazkov V.D., Astatkie T., Schlegel V. Steam distillation extraction kinetics regression models to predict essential oil yield, composition, and bioactivity of chamomile oil // Industrial. Crops Products. 2014. Vol. 58. P. 61–67. DOI: 10.1016/j.indcrop.2014.04.001Gawde A, Cantrell CL, Zheljazkov VD, Astatkie T, Schlegel V. Steam distillation extraction kinetics regression models to predict essential oil yield, composition, and bioactivity of chamomile oil. Industrial. Crops Products. 2014;58:61–7. DOI: 10.1016/j.indcrop.2014.04.001Первышина Г.Г., Ефремов А.А., Гордиенко Г.П., Агафонова Е.А. К вопросу о содержании биологически активных веществ ромашки аптечной (Chamomilla recutita) и ромашки душистой (Chamomilla suaveolens), произрастающих в Красноярском крае // Химия растительного сырья. 2002. № 3. С. 21–24.Pervyshina GG, Efremov AA, Gordienko GP, Agafonova EA. K voprosu o soderzhanii biologicheski aktivnyh veshchestv romashki aptechnoj (Chamomilla recutita) i romashki dushistoj (Chamomilla suaveolens), proizrastayushchih v Krasnoyarskom krae [To the question of the content of biologically active substances of chamomile pharmacy (Chamomilla recutita) and chamomile (Chamomilla suaveolens), growing in the Krasnoyarsk Territory]. Chem. pl. raw mat. 2002;3:21–4. Russian.Косман В.М., Пожарицкая О.Н., Шиков А.Н., Макаров В.Г. Сравнительное изучение содержания флавоноидов и кумаринов в некоторых препаратах ромашки аптечной // Химия растительного сырья. 2015. № 1. С. 107–112.Kosman VM, Pozharickaya ON, Shikov AN, Makarov VG. Sravnitel’noe izuchenie soderzhaniya avonoidov i kumarinov v nekotoryh preparatah romashki aptechnoj [Comparative study of the content of avonides and coumarins in some preparations of a damage pharmacy]. Chem. pl. raw mat. 2015;1:107–12. Russian.Амельченко В.Е., Болтовский В.С., Флейшер В.Л. Влияние условий экстракции на эффективность извлечения экстрактивных веществ из ромашки аптечной и мяты перечной // Весці Нацыянальнай акадэмiі навук Беларусi. Серыя хiмiчных навук. 2017. № 2. С. 88–92.Amel’chenko VE, Boltovskij VS, Flejsher VL. Vliyanie uslovij ehkstrakcii na ehffektivnost’ izvlecheniya ehkstraktivnyh veshchestv iz romashki aptechnoj i myaty perechnoj [Effect of extraction conditions on the extraction ef ciency of extractives from chamomile and peppermint]. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Chemical Sciences. 2017;2:88–92. Russian.Амельченко В.Е., Петрович С.А., Болтовский В.С. Оптимизация процесса экстракции ромашки аптечной рапсовым маслом // Новейшие достижения в области инновационного развития в химической промышленности и производстве строительных материалов: материалы Международной научно-технической конференции, 18–20 ноября 2015 г. Минск: БГТУ, 2015. С. 431–433.Amel’chenko VE, Petrovich SA, Boltovskij VS. Optimizaciya processa ehkstrakcii romashki aptechnoj rapsovym maslom [Optimization of extraction process of chamomile pharmacy rapeseed oil]. The latest achievements in the eld of innovation development in the chemical industry and the production of building materials: materials of the International Scienti c and Technical Conference, 18-20 November 2015. Minsk: BSTU; 2015. 431–3 p.Иванов Е.В. Экстрагирование из волокнистых пористых материалов: дис. … докт. техн. наук: 05.17.08. СПб, 2009. 302 с.Ivanov EV. Ehkstragirovanie iz voloknistyh poristyh materialov: dis. … dokt. tekhn. nauk: 05.17.08 [Extraction of brous porous materials]. [dissertation]. St. Petersburg; 2009. 302 p. Russian.Pingret D., Fabiano-Tixier A.S., Chemat F. Ultrasound-assisted Extraction. Natural Product Extraction. Principles and Applications. RSC Green Chemistry. No. 21. Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 2013. P. 89–112.Pingret D, Fabiano-Tixier AS, Chemat F. Ultrasound-assisted Extraction. Natural Product Extraction. Principles and Applications. RSC Green Chemistry. No. 21. Cambridge: The Royal Society of Chemistry; 2013. 89–112 p.Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. М.: Высшая школа, 1985. С. 159–257.Ahnazarova SL, Kafarov VV. Metody optimizacii ehksperimenta v himicheskoj tekhnologii [Methods of experiment optimization in chemical technology]. Moskva: Vysshaya shkola; 1985. 159–257. Russian.Производство лекарственных средств. Химическая технология от R&D до производства. Ред.: Д.Дж. Энде, пер. с англ. под ред. В.В. Береговых. СПб.: Профессия, 2015. С. 884–887.Proizvodstvo lekarstvennyh sredstv. Himicheskaya tekhnologiya ot R&D do proizvodstva [Manufacture of medicines. Chemical technology from R&D to production]. D.Dzh. EHnde, V.V. Beregovyh, editors. Sankt-Peterburg: Professiya; 2015. 884–7. Russian.Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание. Том 2. ОФС.1.5.3.0010.15 «Определение содержания эфирного масла в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах». М., 2015. С. 434–438.Gosudarstvennaya farmakopeya Rossijskoj Federacii. XIII izdanie. Tom 2. OFS.1.5.3.0010.15 «Opredelenie soderzhaniya eh rnogo masla v lekarstvennom rastitel’nom syr’e i lekarstvennyh rastitel’nyh preparatah» [State Pharmacopoeia of the Russian Federation. XIII edition. Vol. 2. Determination of essential oil content in medicinal plant raw materials and herbal preparations]. Moskva; 2015. 434–8 p. Russian.Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание. Том 1. ОФС 1.1.0013.15 «Статистическая обработка результатов химического эксперимента». М., 2015. С. 235–264.Gosudarstvennaya farmakopeya Rossijskoj Federacii. XIII izdanie. Tom 1. OFS 1.1.0013.15 «Statisticheskaya obrabotka rezul’tatov himicheskogo ehksperimenta» [State Pharmacopoeia of the Russian Federation. XIII edition. Vol. 1. Statistical processing of the results of a chemical experiment]. Moskva; 2015. 235–64 p. Russian.Загорулько Е.Ю., Теслев А.А. Сравнение различных способов экстрагирования ромашки аптечной цветков // Сб. мат. V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновации в здоровье нации». Санкт-Петербург, 8–9 ноября 2017 г. СПб.: Изд-во СПХФА. 2017. С. 167–169.Zagorul’ko EY, Teslev AA. Cravnenie razlichnyh sposobov ehkstragirovaniya romashki aptechnoj cvetkov [Comparison of different methods of extraction of the chamomile owers]. Collection of materials of the V All-Russia scienti c-practical conference with international participation “Innovations in the health of the nation”. St. Peters-burg, Nov 2017. St. Petersburg: SPCPA Publishing House; 2017. 167–9 p. Russian.Rutkowska M., Namieґsnik J., Konieczka P. Ultrasound-Assisted Extraction. The Application of Green Solvents in Separation Processes. Elsevier Inc., 2017.Р. 301–324. DOI: 10.1016/B978-0-12-805297-6.00010-3Rutkowska M, Namieґsnik J, Konieczka P. Ultrasound-Assisted Extraction. The Application of Green Solvents in Separation Processes. Elsevier Inc.; 2017. 301–24 p. DOI: 10.1016/B978-0-12-805297-6.00010-3Загорулько Е.Ю. Влияние нагрева на выход флавоноидов при ультразвуковом экстрагировании цветков ромашки аптечной // Сб. мат. VII Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов с международным участием «Молодая фармация – потенциал будущего». Санкт-Петербург, 24–25 апреля 2017 г. СПб.: Изд-во СПХФА. 2017. С. 520–521.Zagorul’ko EY. Vliyanie nagreva na vyhod avonoidov pri ul’trazvukovom ehkstragirovanii cvetkov romashki aptechnoj [In uence of heating on the yield of avonoids with ultrasound extraction of the chamomile owers]. Collection of materials of the VII All-Russian scientic conference of students and graduate students with international participation “Young Pharmacy is the Potential of the Future”. St. Petersburg, Apr 2017. St. Petersburg: SPCPA Publishing House; 2017. 520–1 p. Russian.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.