Природа екстрагента

Для забезпечення повноти вилучення діючих речовин і максимальної швидкості екстрагування до екстрагенту висувають наступні вимоги: вузький спектр дії (вилучення певної групи діючих речовин); вибіркова здатність (максимальне вилучення діючих речовин і мінімальне супутніх); хімічна і фармакологічна індиферентність; мала токсичність, невисока вартість, тощо.

Вибір екстрагента визначається ступенем гідрофільності вилучених речовин. Для екстрагування полярних речовин з високим значенням діелектричної сталої використовують полярні розчинники: воду, метанол, гліцерин; для неполярних – хлороформ і інші органічні розчинники. Найбільш часто в якості екстрагента використовують етанол – мало полярний розчинник, який при змішуванні з водою дає розчини різного ступеня полярності, що дозволяє використовувати його для вибіркового екстрагування різних біологічно активних речовин. Крім етанолу, серед малополярних розчинників широко застосовують ацетон, пропанол, бутанол.

4. Методи екстрагування

В біології, медицині, харчовій і фармацевтичній промисловостях використовуються наступні методи екстрагування: мацерація, ремацерація, перколяція, реперколяція, протитокове і циркуляційне екстрагування [2, 5]. Багато з цих методів застосовуються у різних модифікаціях, що відрізняються часом екстрагування, засобом розподілу сировини в екстракторах, апаратурою. Їх класифікують на статичні і динамічні. В першому випадку екстрагент надходить до сировини періодично, а вилучення отримують за один чи декілька прийомів. У динамічних методах сировину і екстрагент завантажують періодично, а отримують вилучення безперервно або усі ці процеси йдуть безперервно.

Вибір метода визначається ефективністю виробництва готового продукту (екстракту) і залежить від властивостей екстрагента і рослинного матеріалу, а також від структури останнього.

4.1. Мацерація

Мацерація (від лат. maceratio - вимочування) відноситься до статичних методів екстрагування. Метод полягає у настоюванні у мацераційній посудині необхідної для отримання настоянки кількості рослинного матеріалу з певним об’ємом екстрагенту при кімнатній температурі з періодичним перемішуванням протягом декількох діб. Після цього сировину віджимають і вимірюють об’єм отриманого вилучення. Якщо отримане вилучення не відповідає об’єму готового екстракту, то додають чистий екстрагент.

Метод малоефективний. Рослинний матеріал більшу частину часу знаходиться в нерухомому стані, коефіцієнт конвективної дифузії невеликий. Процес протікає повільно, тому що вирівнювання концентрацій речовин в середині рослинної клітини і в зовнішньому шарі екстрагента йде переважно за рахунок молекулярної дифузії. Великі втрати на дифузії. Тому у даному варіанті метод застосовується дуже рідко: при екстрагуванні свіжої рослинної сировини та для отримання настоянок з матеріалу, що немає клітинної структури.

4.2. Ремацерація

Ремацерація або дрібна мацерація з розділенням на частини екстрагента або сировини є різновидністю методу мацерації. В першому випадку загальну кількість екстрагента поділяють на 3 – 4 частини і послідовно настоюють сировину в першій частині екстрагента, потім у другій, третій і четвертій. Час настоювання визначається індивідуально в залежності від властивостей рослинного матеріалу. Періодична зміна екстрагента дозволяє, при меншій витраті часу на вилучення, повніше виснажити сировину, зменшити витрати на дифузії, тому що постійно підтримується висока різниця концентрацій і як слідство цього – висока швидкість дифузії.

4.3. Перколяція

Перколяція (від лат. percolatio - проціджування) – відноситься до динамічних методів екстракції, що полягає у пропусканні крізь сировину безперервного потоку екстрагенту, тобто представляє собою процес фільтрування крізь шар рослинного матеріалу. Екстрагування здійснюється в ємностях різної конструкції – перколяторах. Метод перколяції включає три послідовні стадії: намочування сировини, настоювання, суто перколяція.

Намочування рекомендується проводити поза перколятора (в мацераційній посудині) рівною кількістю екстрагента по відношенню до сировини протягом 4 – 5 годин без перемішування. За рахунок капілярних сил екстрагент проникає між шматками рослинного матеріалу і в середину клітини, здійснюється так зване капілярне просочення. Сировина набрякає зі швидкістю, що залежить від властивостей матеріалу і природи екстрагента. При намочуванні здійснюється розчинність діючих речовин всередині клітини і утворення концентрованого первинного соку.

Настоювання – наступна стадія процесу перколяції. Сухий матеріал, що набрякає, завантажують до перколятора на сітчасте дно досить щільно, щоб в сировині залишилось як найменше повітря. Сировину заливають екстрагентом. У результаті молекулярної дифузії екстраговані речовини переходять до екстрагенту. Для деяких видів сировини стадія настоювання не є обов’язковою, нею можна знехтувати, якщо рослинний матеріал пройшов стадію намочування. Для багатьох видів сировини вона може бути скорочена.

Власне перколяція – безперервне проходження екстрагента крізь шар сировини і збір перколята (вилучення). З перколятора на сировину безперервно, з постійною швидкістю, подають екстрагент. Концентрований сік витискається з рослинного матеріалу током свіжого екстрагенту. Спочатку витискається більш концентрований сік, що містить екстраговані речовини, які вимиваються зі зруйнованих клітин, це так звана швидкопротікаюча перколяція, потім процес продовжується за рахунок внутрішньої дифузії.

Перколяція завершується отриманням вилучення за один прийом – при виготовлені настоянок, густих та сухих екстрактів або в два прийоми – при виробництві рідких екстрактів. В останньому випадку спочатку збирають 85 об’ємних частин готового продукту, потім продовжують екстрагування до повного виснаження матеріалу.

4.4. Реперколяція

Реперколяція або повторна (багаторазова) перколяція полягає в тому, що сировину розділяють на частини і кожну наступну її порцію екстрагують вилученням, що отримано з попередньої. При цьому методі використовують 3 – 5 і більше перколяторів. Вилучення з одного перколятора передається для екстрагування сировини в наступний. При цьому максимально використовується розчинююча здатність екстрагента, тому що слабкі вилучення здатні вилучати діючі речовини з необробленого матеріалу. Метод дозволяє отримати концентровані вилучення без наступного упарювання. Відомо багато варіантів метода реперколяції з розділенням сировини на рівні і нерівні частини.

Дата добавления: 2014-01-20