Химическое исследование бетаинов, выделенных из послеспиртовой барды

В последние десятилетия большое внимание уделяется вопросам разработки лекарственных препаратов (ЛП) на основе производных аминокислот, к числу которых относятся бетаины – продукты полного метилирования аминокислот, выполняющие различные жизненно важные функции [1, 2]. Выпускаемые на основе бетаинов ЛП являются зарубежными товарами, в Россию импортируется только «Ацидин-пепсин, таблетки» производства Республики Беларусь [11].

В настоящее время бетаины производятся из мелассы и путем синтеза [5, 12]. Поскольку свекловичные отходы характеризуются низкой концентрацией бетаинов и представляют больший интерес как источник пектинов, их использование для получения бетаинов не представляется целесообразным. Рациональным сырьевым источником бетаинов может служить послеспиртовая зерновая барда, что предопределено высокой концентрацией бетаинов (0,5–1,3%), протеинов (28–32%), белков (19–25%), богатым аминокислотным составом, огромным сырьевым ресурсом (около 10 млн. м3 в год), наличием опыта производства кормового бетаина и медицинского Ацидина (10 т в год) из барды на украинских спиртовых предприятиях [3, 4, 9, 10]. Эти факторы благоприятствуют возможности импортозаме-щения ЛС на основе бетаинов.

Другую серьезную проблему в разработке ЛП на основе бетаинов представляет стандартизация их качества. Требования к качеству субстанции и таблеток бетаина регламентированы устаревшими НД (соответственно 42-2608-89 и 42-9712-05, Республика Беларусь), в которые включены методы анализа, показатели и нормы качества, нуждающиеся в пересмотре с точки зрения требований ГФ РФ XIII издания [6–8].

Цель исследования – экспериментальное обоснование возможности выделения из послеспиртовой кукурузной барды бетаина гидрохлорида (ацидина) и изучение его аналитических показателей.

Материалы и методы

Объектом исследования служила после-спиртовая кукурузная барда производства спиртового предприятия ООО «Суворовский». Технология выделения из кукурузной барды бетаина гидрохлорида заимствована из известной химической технологии получения бетаина из мелассовой барды [12] с привнесением некоторых модификаций. Сущность данной технологии заключается в следующих этапах:

• ─    разделение барды на жидкую и твердую фазы путем процеживания и фильтрации;

• ─    осаждение углеводов жидкой фазы барды избытком кальция оксида (1:4) в виде кальция сахарата;

• ─    нейтрализация жидкой фазы барды аммония оксалатом, отделение осадка кальция сахарата фильтрацией;

• ─    концентрирование фильтрата жидкой фазы барды, его гидролиз концентрированной хлористоводородной кислотой, отделение осадка гуминов, очистка концентрата активированным углем, кристаллизация из него сырой соли ацидина (смесь бетаина гидрохлорида и хлоридов металлов);

• ─    очистка сырой соли ацидина спиртом 96%, концентрированной хлористоводородной кислотой, фильтрацией, концентрирование фильтрата до образования кристаллической массы (сырая соль ацидина);

─ кристаллизация желтой соли ацидина, фильтрация, растворение осадка в воде, осветление раствора активированным углем, кристаллизация ацидина, промывка и высушивание кристаллов (медицинский ацидин).

Указанные первые 3 стадии привнесены в технологию нами.

Для решения аналитических задач из таблеток «Ацидин-пепсин» производства Республики Беларусь нами выделена субстанция, предназначенная для использования в качестве СО ацидина, по вышеописанному способу получения бетаина гидрохлорида.

Провели сравнительные аналитические исследования образца и СО бетаина гидрохлорида.

• 1.    Физико-химические показатели:

• 2.    Подлинность:

• 3.    Количественное определение проведено методом прямой алкалиметрии с использованием в качестве титрованного раствора 0,1 М раствора гидроксида натрия, индикатора – фенолфталеина [6–8].

─ описание (визуальный метод контроля);

─ растворимость в воде и спирте при температуре 20 ºС [6–8];

─ рН 1% водных растворов при температуре 20 ºС методом потенциометрии на рН-метре марки «рН-340» при использовании в качестве электрода сравнения хлоридсеребряного электрода [6–8].

─ реакция термического разложения N-метилированных α-аминокислот с образованием триметиламина [5];

─ реакция комплексообразования аминокислот с ионами меди (II) [5];

─ реакция на хлориды с серебра нитратом [6–8].

Результаты и обсуждение

В результате проведенного исследования из послеспиртовой кукурузной барды выделен бетаина гидрохлорид (ацидин) с технологическим выходом 0,8% к жидкой фазе; после очистки его выход составил 0,4%. Использование нового сырьевого источника позволило повысить технологический выход в 2–4 раза по сравнению с традиционным сырьем – мелассовой бардой, выход кормового бетаина из которой составляет 0,2%. Из твердой фазы послеспиртовой кукурузной барды выделить бетаина гидрохлорид не удалось. Наряду с целевым продуктом (бетаина гидрохлоридом) из жидкой фазы барды дополнительно выделены: очищенная кислота глутаминовая (выход 0,1% к жидкой фазе), кальция сахарат (выход 3,0% к жидкой фазе), смесь гуминов и хлоридов калия, натрия (выход 0,4% к жидкой фазе).

Из таблеток «Ацидин-пепсин» производства Республики Беларусь выделена субстанция для использования в аналитических целях в качестве СО бетаина гидрохлорида (выход 10,2% к номинальному содержанию).

Из изученных физико-химических показателей бетаина гидрохлорида в сравнении с СО бетаина гидрохлорида установлено следующее:

─ описание: оба образца представляют собой белые кристаллические порошки, являются гигроскопичными.

─ растворимость: оба образца легко растворимы в воде и спирте.

─ рН 1% водных растворов составил: испытуемый образец – 1,05, СО – 0,93.

При испытании подлинности образцов получены результаты: