Процесс извлечения. Факторы, влияющие на качество водных извлечений

Процесс изготовления водных извлечений довольно сложен. Извлечение действующих веществ водой дистиллированной осуществляется из различных частей растений, которые имеют клеточную структуру. Клетки соединены друг с другом порами, размеры которых достигают нескольких микрометров, между клетками имеются межклеточные пространства. В целом это губчатая структура. Поскольку в клетчатку оболочки вкраплены гидрофильные вещества, вода пропитывает, смачивает растительное сырье (т.е. имеется химическое сродство воды и растительного материала). Вещества, включенные в клетку, обладают различными физико-химическими свойствами: растворимостью, термоустойчивостью и т.д., что следует учитывать при изготовлении водных извлечений. Кроме того, растительное сырье может иметь различное гистологическое строение, на что также следует обращать внимание.

Исходным сырьем служат высушенные и измельченные части растений (травы, коры, корни, листья, цветки), т.е. материал, имеющий различную клеточную структуру и состоящий из растворимых и нерастворимых веществ.

Извлечение представляет собой сложный процесс. Оно затрудняется тем, что растворимые вещества заключены в клетках, через оболочки которых должен сначала пройти извлекатель, а затем должно выйти обратно образовавшееся извлечение.

Процесс извлечения проходит в три стадии.

Первая стадия – смачивание растительного материала и проникновение извлекателя внутрь него. В связи с тем, что растительные материалы богаты гидрофильными веществами, они хорошо смачиваются водой. Под действием капиллярных сил вода пропитывает растительное сырье, заполняет межклеточные пространства, а затем через поры в клеточных стенках и отчасти сквозь стенки проникает внутрь клеток. Проникновение извлекателя внутрь клетки носит название эндоосмоса, т.е. движение воды через пористую перегородку. После проникновения воды внутрь растительной клетки первая стадия заканчивается.

Вторая стадия – образование «первичного сока». Внутри клеток извлекатель взаимодействует с находящимися внутри них веществами: вещества, способные образовывать истинные растворы, растворяются; неограниченно набухающие ВМС набухают и пептизируются; ограниченно набухающие ВМС набухают, образуя гели. Процесс растворения осложняется тем, что некоторые растворимые соединения адсорбционно связаны с нерастворимыми компонентами внутриклеточного содержимого. Это было доказано еще опытами известного русского ученого, основателя хроматографического анализа М.С. Цвета, показавшего на примере хлорофилла, растворяющегося в бензине, но не извлекаемого им из растений, что экстрагент должен обладать свойствами десорбента. В опытах М.С. Цвета роль десорбента выполнял этанол, добавление которого в небольшом количестве к бензину помогал извлекать хлорофилл. Образованием внутри клеток концентрированного раствора растворимых веществ – «первичного сока» - заканчивается вторая стадия извлечения.

Третья стадия – переход веществ из растительного материала в жидкую среду – называется массообменом. В результате высокой концентрации «первичного сока» внутри клеток создается значительное осмотическое давление, вызывающее диффузионный обмен между содержимым клеток и окружающей их жидкостью с меньшим осмотическим давлением. Этот обмен идет до момента уравнивания осмотического давления по обе стороны клеточных оболочек. В первую очередь из клеток диффундируют вещества с более подвижными молекулами, т.е. вещества, имеющие меньшую молекулярную массу. Медленнее диффундируют более сложные высокомолекулярные вещества. Наименьшей скоростью диффузии обладают коллоидные компоненты.

Процессы экзо- и эндоосмоса протекают спонтанно (самопроизвольно), пока концентрации растворов снаружи и внутри клетки не станут одинаковыми. При этом происходит молекулярная и конвективная диффузии. Молекулярная диффузия осуществляется за счет хаотического движения молекул и зависит от запаса кинетической энергии частиц (молекул). Скорость молекулярной диффузии зависит от температуры извлечения (при ее увеличении возрастает скорость движения молекул), величины поверхности разделяющей вещества, толщины слоя, через который проходит диффузия. Наконец, перемещение вещества требует определенного времени (чем дольше диффузия, тем большее количество вещества переходит из одной среды в другую).

Этот процесс можно выразить уравнением Фика-Щукарева:

,

где - скорость диффузного процесса, м²×с^-1;

D – коэффициент молекулярной диффузии, м²/сек.;

F – площадь диффузного обмена (суммарная площадь измельченного растительного сырья), м²;

- градиент концентрации (изменение концентрации вещества на расстоянии dx),

(–) – диффузионный процесс направлен в сторону уменьшения концентрации.

Это явление было описано Фиком (1855), экспериментально проверено Щукаревым (1896). Формула приведена для диффузии, протекающей в одном направлении. В 1905 г. А.Энштейн вывел зависимость коэффициента диффузии от времени.

Конвективная диффузия – перенос вещества в результате причин, вызывающих перемещение жидкости: сотрясение, изменение температуры, перемешивание. Этот вид диффузии осуществляется значительно быстрее и происходит за счет конвекции, т.е. переноса массы из одного места подвижной среды в другую.

Таким образом, извлечение действующих веществ из лекарственного растительного сырья проистекает за счет процессов диффузии, десорбции, растворения, диализа и вымывания, которые идут самопроизвольно и одновременно.

Качество извлечения из лекарственного растительного сырья зависит от ряда условий: стандартности растительного сырья; измельченности сырья; соотношения количества сырья и извлекателя; кинетики экстракции; химической природы лекарственных веществ; применяемой аппаратуры.

Стандартность сырья. Состав и концентрация водных извлечений, сила и характер их действия на организм зависят прежде всего от исходного сырья и, в частности, содержания в нем действующих веществ. Количество последних в растительных материалах колеблется в зависимости от условий и места произрастания растения, времени сбора, режима сушки и других причин. Поэтому большое значение имеет стандартность сырья. Стандартным называется сырье, соответствующее требованиям нормативно-технической документации. Для приготовления водных извлечений должно использоваться только стандартное сырье или сырье повышенной кондиции.

Растительные материалы, поступающие на склады, должны сопровождаться аналитическим паспортом, в котором имеются данные о количестве содержащихся в данном сырье действующих веществ. Эти сведения указываются или в процентном отношении (алкалоиды), или числом биологических единиц (ЕД) на 1,0 г сырья. Растительные материалы, поступающие в аптеки, должны иметь соответствующие указания на этикетке. При использовании сырья с повышенным содержанием действующих веществ его следует брать в меньших количествах по формуле:

,

где х – количество сырья с повышенной кондицией, которое следует взять вместо назначенного количества стандартного сырья;

а – количество стандартного сырья, требуемое по рецепту, г;

с – концентрация действующих веществ в действующем сырье, выраженная в процентах или числом ЕД на 1,0 г;

b – стандартная концентрация действующих веществ в тех же единицах.

Rp.: Infusi herbae Adonidis vernalis

ex 6,0 200 ml

D.S. По столовой ложке 3 раза в день.

Согласно фармакопее, стандартная трава горицвета должна содержать не менее 50 ЕД в 1,0 г сырья. Травы, содержащие 70 ЕД в 1,0 г, следует взять меньше, а именно:

Обычно расчет упрощают, пользуясь заранее установленным соотношением между 1,0 г имеющимся и стандартным сырьем в пересчете на 1,0 г. В данном случае 1,0 г имеющейся травы горицвета содержит 70 ЕД, положенные 50 ЕД будут содержаться в Х г травы.

г

т.е. 0,71 г будет соответствовать 1,0 г стандартной травы.

На этикетке делается надпись: «0,71 г соответствует 1,0 г стандарта»

Вместо 6,0 г стандартной травы горицвета, назначенных в рецепте, имеющейся травы нужно взять:

0,71 г * 6 = 4,28 г = 4,3 г

Сырье с меньшим содержанием действующих веществ, чем положено по стандарту, для приготовления водных извлечений применять не разрешается.

Измельченность лекарственного растительного сырья. Необходимость измельчения растительного сырья, подлежащего извлечению, вызывается стремлением облегчить проникновение извлекателя в толщу материала, имеющего клеточную структуру. Клеточные оболочки являются тем более значительным препятствием для прохождения экстрагента, чем они толще и плотнее. Клеточные оболочки кор и корней толще и грубее, чем цветков и листьев, поэтому коры и корни нуждаются в более тонком измельчении, чем травы, листья и цветки. Большое значение имеет состав клеточных оболочек. Основой клеточных оболочек является клетчатка – целлюлоза. Кроме целлюлозы, клеточная оболочка включает в себя пектиновые вещества, склеивающие между собой оболочки отдельных клеток.

Целлюлозу нерастворима в воде, но набухает в ней. Среди пектиновых веществ встречаются растворимые и нерастворимые. Последние в воде лишь набухают, образуя студни. Под действием горячей воды некоторые из пектинов гидролизуются и переходят в раствор. Наличие пектиновых веществ является препятствием для процесса извлечения, т.к. набухающие пектины связывают значительные количества воды, исключая ее из процесса экстракции, а растворимые – увеличивают вязкость раствора и ухудшают условия диффузионного обмена. Клеточные оболочки многих растительных материалов пропитаны лигнином, изменяющим механические свойства оболочки, увеличивающим ее твердость и уменьшающим способность набухать в воде. Иногда клеточные оболочки инкрустированы суберином и кутином. Эти вещества не смачиваются водой и препятствуют ее проникновению внутрь клеток. Растительное сырье, клеточные оболочки которого содержат много лигнина, суберина или кутина, нуждается в более тонком измельчении. Для различных видов сырья существует определенное оптимальное измельчение, ниже которого измельчать материал нежелательно, т.к. в противном случае в извлечение переходит много мелких обрывков тканей и других нерастворимых веществ, делающих извлечение мутным, способствующим быстрой его порче.

По ГФ XI растительное сырье должно быть измельчено в соответствии с требованиями нормативно-технической документации (см. статьи на лекарственное растительное сырье). Как правило, в аптеки оно поступает в измельченном виде. Оптимальной измельченностью для листьев, цветков, трав считают измельчение частиц не более 5 мм (сито № 50); исключение составляют листья толокнянки, эвкалипта, брусники – не более 1 мм (сито №10). Стебли, коры, корневища и корни измельчают до 3 мм (сито № 30), плоды и семена – не более 0,5 мм (сито № 5). Измельчение растительного сырья должно быть полным без остатка, т.к. в различных частях содержится различное количество действующих веществ (например, листья красавки). Сырье должно быть отсеяно от пыли, т.к. в воде балластные вещества набухают, масса будет склеиваться, обволакиваться воздухом и плохо смачиваться. Это создаст препятствие для проникновения извлекателя в клетку.

Соотношение количеств сырья и экстрагента. На качество извлечений большое влияние оказывает количественное соотношение между сырьем и извлекающей жидкостью. В рецепте обычно указывается количество растительного материала и количество готового водного извлечения.

Rp.: Infusi foliorum Uvae ursi

ex 15,0 200 ml

D.S. По 1 столовой ложке 2 раза в день.

Данный рецепт обозначает, что из 15 г листьев толокнянки должно быть изготовлено 200 мл настоя.

В соответствии с ГФ XI при отсутствии указаний в рецепте о количестве лекарственного растительного сырья настои и отвары готовят в соотношении 1:10; из травы горицвета, корневищ с корнями валерианы – 1:30. Извлечения из лекарственного растительного сырья, содержащего сильнодействующие вещества, готовят из экстрактов (концентратов) в соотношении 1:400. При изготовлении настоя или отвара с использованием экстракта (концентрата) последний берут в количестве, соответствующем количеству лекарственного растительного сырья.

Таким образом, для рецепта:

Rp.: Decocti corticis Quercus 150 ml

D.S. Полоскание (2 раза в день)

должно быть взято 15 г коры дуба.

Действующие вещества, содержащиеся в растительном материале, имеют определенную растворимость. Полнота перехода их в извлечение во многом зависит от количества жидкости, которой обрабатывают сырье, хотя строгой пропорциональности здесь нет. Большее количество экстрагента обеспечивает лучшую экстракцию исходного сырья. Поэтому для получения полноценных извлечений необходимо использовать максимально возможное при данных условиях количество воды. Рецептам предписывается количество готового извлечения, а не воды, необходимое для его получения. Часть жидкости после извлечения всегда удерживается экстрагированным сырьем. Количество экстрагированных веществ, извлеченных из растительного материала, обычно не перекрывает потерь извлекателя. Поэтому извлечения получаются меньше, чем было взято воды. Для получения требуемого количества извлечения обычно приходится доливать водой. При этом оно частично разбавляется. Потеря воды происходит и в результате испарения, а также смачивания сосуда, в котором происходит настаивание. Если все потери принять за 100 %, то за счет абсорбции теряется 84 % воды, за счет испарения и смачивания сосуда – 16 %. Основная потеря воды зависит от свойств сырья и для различных видов является индивидуальной. Эти потери можно снизить путем увеличения в пределах возможного количества экстрагента. Поэтому для первичного заливания сырья при изготовлении водных извлечений целесообразно брать воды несколько больше, чем требуется готового извлечения. Увеличение количества воды улучшает условия извлечения действующих веществ и уменьшает их потери за счет абсорбции сырьем менее концентрированного извлечения. Для этого следует пользоваться коэффициентом водопоглощения. Коэффициентом водопоглощения К_в называется количество извлечения, удерживаемое 1 г растительного сырья после его отжатия в перфорированном стакане инфундирки. К_в для наиболее часто применяемых видов сырья представлены в ГФ XI.

Rp.: Infusi foliorum Menthae ex 20,0 200 ml

D.S. Полоскание 3 раза в день.

Воды дистиллированной для настаивания следует взять: 200+(20,0*2,4)=248 мл (2,4 – К_в листьев мяты). Установлено, что при учете К_в содержание дубильных веществ в отваре коры дуба на 13 % больше, чем в отваре, приготовленном без учета К_в. Для корневища лапчатки разница составляла 21 %. Если в ГФ XI К_в не обозначен, то следует руководствоваться условно принятыми коэффициентами: для корней – 1,5; для коры, цветков и трав – 2,0; для семян – 3,0. При изготовлении извлечений с учетом К_в объем извлечения все равно получится несколько меньше (испарение, смачивание). Поэтому ГФ XI требует после отжатия сырья объем извлечения измерить и добавить воду до предписанного объема извлечения. Количество воды для получения качественного извлечения нельзя уменьшать, т.к. это приведет к уменьшению извлечения действующих веществ из клетки. В связи с этим при изготовлении водных извлечений из растительного сырья нельзя пользоваться концентратами солей из бюреточной установки (приказ МЗ СССР № 412 от 23.05.72 г.).

Кинетика извлечения. Режим настаивания играет важную роль при получении водных извлечений. Все водные извлечения (за небольшим исключением) получают путем настаивания на кипящей водяной бане или в инфундирном аппарате, причем настои в течении 15 мин., отвары – 30 мин. При этом повышается растворимость дубильных веществ, алкалоидов, крахмала, пектиновых веществ и др., увеличивается диффузия. Воздействие температуры приводит к гибели микроорганизмов. Растительное сырье значительно обсеменено ими, а водные извлечения являются хорошей питательной средой. Очень важно, что при настаивании температура в инфундирке повышается постепенно. Это приводит к тому, что пектиновые вещества, камеди, протеины успевают раствориться и продиффундировать раньше, чем свернутся или набухнут. Но длительное нагревание имеет и отрицательные стороны: возможно разрушение термолабильных веществ (гликозидов, эфирных масел) и увеличение выхода балластных веществ. Для изготовления водных извлечений используют несколько способов экстрагировнаия, отличающихся режимом настаивания. Это изготовление настоев, отваров и слизей.

Как правило, из рыхлого растительного сырья (листья, трава, цветки) готовят настои, т.е. настаивают в инфундирке 15 мин. Исключение составляет лист толокнянки. Из более плотного растительного сырья (корни, корневища, коры, а также лист толокнянки) готовят отвары (30 мин.), т.к. диффузия идет медленно. Исключение составляют корни с корневищами валерианы (эфирное масло); из них готовят настой. После настаивания на кипящей водяной бане следует продолжить настаивание при комнатной температуре. Настой настаивают не менее 45 мин., отвары – 10 мин. При охлаждении происходит дальнейшее извлечение. В это время настои и отвары обогащаются веществами с крупными молекулами, которые медленно диффундируют (ВМС). Гликозиды наперстянки коагулируют при нагревании и растворяются при охлаждении. Разное время охлаждения у настоев и отваров определено экспериментально. Считают, что отвары, длительно настаиваемые при нагревании, очень загустевают при продолжительном охлаждении, поскольку извлекаются ВМС (крахмал, пектин), поэтому из процеживают горячими, после 10 мин. охлаждения. Исключением служат отвары из растений, содержащих дубильные вещества (кора дуба, корневища змеевика, лист толокнянки), которые процеживают горячими, без охлаждения, т.к. растворимость дубильных веществ резко зависит от температуры.

При изготовлении водных извлечений в больших объемах от 1 до 3 л увеличивают настаивание на водяной бане для настоев до 25 мин., для отваров – до 40 мин. Готовить водные извлечения объемов более 3 л нерационально, т.к. не происходит полного извлечения действующих веществ.

Т.о., для изготовления настоев и отваров измельченное лекарственное растительное сырье заливают водой комнатной температуры, взятое с учетом К_в (см. ГФ XI), настаивают в инфундирном аппарате или в соответствующей емкости на кипящей водяной бане при частом помешивании: настои – в течение 15 мин., отвары – 30 мин.; затем охлаждают при комнатной температуре: настои – не менее 45 мин., отвары – 10 мин.; процеживают в мерный цилиндр, отжимая растительное сырье, и добавляют воду до требуемого объема извлечения (схема 17.1).

СХЕМА 17.1. Стадии технологии настоев и отваров из растительного сырья.

При необходимости к водным извлечениям добавляют консерванты: нипагин, нипазол, кислоту сорбиновую и др., разрешенные к медицинскому применению (см. ГФ XI). Лекарственные вещества, выписанные в рецепте, растворяют в настое или отваре и снова процеживают. Сиропы, настойки и экстракты жидкие добавляют к полученному настою или отвару.

Оценку качества водных извлечений проводят в соответствии с приказами МЗ СССР № 382 от 02.09.61 г. и №582 от 30.04.85 г.

Водные извлечения быстро портятся под влиянием микроорганизмов. Их отпускают в простерилизованных флаконах бесцветного или оранжевого стекла, укупоренных полиэтиленовыми пробками и навинчивающимися пластмассовыми крышками. Хранят настои и отвары в соответствии с физико-химическими свойствами веществ, входящих в их состав, при температуре не выше 25 ^оС или в холодильнике (3-5 ^оС). Водные извлечения, не указанные в приказе МЗ СССР № 582 от 30.04.85 г., имеют срок годности не более 2 суток.

Специфика процесса извлечения, обусловленная

химической природой действующих веществ.

Определяющими факторами процесса экстракции являются химический состав действующих веществ, их растворимость, устойчивость к нагреванию. Следовательно, необходим индивидуальный способ обработки лекарственного растительного сырья.

Сырье, содержащее алкалоиды. При изготовлении настоев из такого сырья к воде добавляют кислоту лимонную или хлороводородную. При этом достигается образование из трудно растворимых оснований и таннатов алкалоидов, находящихся в растениях, хорошо растворимых солей. Кислота берется в количестве, равном количеству алкалоидов, содержащихся в выписанном количестве сырья, кислоту хлороводородную берут в пересчете на чистый водорода хлорид.

Rp.: Infusi herbae Thermopsidis 200 ml

Natrii hydrocarbonatis 2,0

Liquoris Ammonii anisati 4 ml

M.D.S. По 1 столовой ложке 3 раза в день.

Трава термопсиса относится к группе сильнодействующего лекарственного растительного сырья, поэтому в соответствии с указанием ГФ XI настой готовят в концентрации 1:400, т.е. берут 0,5 г травы термопсиса. Трава термопсиса должна содержать не менее 1 % алкалоидов. При использовании сырья с большим количеством действующих веществ (в нашем примере 1,4 % алкалоидов) навеска нестандартного сырья составляет:

Кислота рассчитывается следующим образом. В 0,36 г травы термопсиса содержится 0,005 г алкалоидов, а именно:

1,4 – 100,0

х – 0,36 х = 0,005 г

Кислоты лимонной следует взять 0,005 г или 0,5 мл (10 капель) 1% раствора. Раствора кислоты хлороводородной (1:10) надо взять:

0,83 – 100 мл

0,005 – х х = 0,6 мл (12 капель)

Воды для настаивания берут 200 мл (К_В не учитывают, т.к. травы меньше 1,0 г). В инфундирный стакан помещают 0,36 г измельченной до 5 мм травы термопсиса, добавляют 200 мл воды дистиллированной и 12 капель раствора кислоты хлороводородной (1:10). Настаивают в инфундирном аппарате 15 мин. и охлаждают 45 мин. при периодическом помешивании. В охлажденном и процеженном настое растворяют 4,0 г натрия гидрокарбоната. Полученный раствор вновь процеживают и доводят водой до требуемого объема. Добавляют капли нашатырно-анисовые в центр флакона, осторожно взбалтывают. Оформляют флакон.

Сырье, содержащее дубильные вещества. К данной группе сырья относятся: кора дуба (Cortex Quercus), корневища лапчатки (Rhizoma Termentillis), змеевика (Bistortae), листья толокнянки (Folia Uvae ursi). Особенностью изготовления отваров из сырья, содержащего дубильные вещества, является процеживание непосредственно после нагревания, минуя охлаждение. Листья толокнянки содержат не менее 60 % арбутина, который, гидролизуясь, образует гидрохинон, обладающий антисептическими и диуретическими свойствами. Гликозиду сопутствуют дубильные вещества, которые адсорбируют на своей поверхности гликозид. При охлаждении в течение 10 мин. вместе с дубильными веществами осаждается и арбутин, который отцеживается вместе с листьями.

Сырье, содержащее сапонины. Из сырья, содержащего сапонины – корни сенеги (Radix Senegae), синюхи (Polemonium) – всегда готовят отвары.

Некоторые исследователь считают, что извлечение сапонинов более полно проходит в щелочной среде. Поэтому предлагают добавлять натрия гидрокарбонат. По другим данным, сапонины извлекаются полностью без подщелачивания. Установлено, что настаивание корня солодки более 30 мин. приводит к существенной потере глицирризина в отваре.

Сырье, содержащее антрагликозиды. К этой группе сырья относятся корни ревеня (Radix Rhei), кора крушины (Cortex Frangulae), лист сенны (Folium Sennae). Из них готовят отвары. Отвары из листьев сенны процеживают после полного охлаждения, чтобы освободиться от смолистых веществ, оказывающих побочные действия (рези). В корне ревеня содержатся фармакологические антагонисты: антрагликозиды (которые определяют послабляющее действие), танногликозиды, обусловливающие закрепляющее действие. Отвары корня ревеня следует процеживать немедленно после снятия с водяной бани, иначе происходит уменьшение количества оксиметилантрахинонов.

Действующие веществ крушины (глюкофрангулин и франгулин) хорошо растворяются в воде и отвары готовят по общим правилам.

Лекарственное растительное сырье, содержащее слизистые вещества. Слизи (mucilagines)– безазотистые вещества, близкие к полисахаридам. Настои из данного растительного сырья применяют как мягчительное и обволакивающее лекарственное средство для наружного и внутреннего применения, например, в микстурах от кашля при заболеваниях верхних отделов дыхательных путей. Наиболее часто используют слизь корня алтея, реже семян льна и клубней салепа. Корень алтея (Radix Althaeae)содержит до 10 % слизи и 38 % крахмала. Основным действующим веществом является слизь, которая обладает отхаркивающим и противовоспалительным действием. Необходимо получить извлечение с максимальным содержанием слизи и минимальным количеством крахмала, который в данном случае является балластным веществом. При извлечении крахмала настои становятся очень вязкими, служат хорошей средой для размножения микроорганизмов и быстро подвергаются синерезису. Кроме того, вязкость среды мешает извлечению слизи в процессе настаивания. Учитывая, что слизь корня алтея представляет собой неограниченно набухающие ВМС и хорошо растворима в холодной воде, а крахмал – ограниченно набухающее ВМС и растворяется только в горячей воде, настой готовят особым способом – настаиванием при комнатной температуре. С целью предотвращения механического перехода зерен крахмала сырье после настаивания не отжимают, как это делают при извлечениях из др. видов растительного сырья. Поэтому при добавлении воды до заданного объема происходит значительное разбавление настоя. Отсюда возникла необходимость использования К_В, а расходного коэффициента, что следует из приведенного ниже примера.

При отсутствии указания в рецепте количество корня алтея на основании ГФ IX готовят 5% настой, т.е. берут 5 частей корня алтея и 100 частей воды дистиллированной. Изрезанный корен заливают холодной водой, настаивают при комнатной температуре в течение 30 минут, после чего жидкость сливают, не выжимая остатка, и процеживают. Экспериментально установлено, что при настаивании 5,0 г корня алтея со 100 мл воды получается всего 77 мл извлечения (без отжатия корня), т.е. необходимо добавить 23 мл воды. Это приведет к сильному разбавлению извлечения. Отсюда следует, что 5,0 г корня алтея удерживают 23 мл воды, а 1,0 г корня – 4,6 мл (мл). В данном случае необходимо использовать не К_В, а расходный коэффициент. Расходный коэффициент – это отношение выписанного объема извлечения к объему полученного извлечения, и для 5 % настоя корня алтея составляет 100 / 77 = 1,3. Расходный коэффициент (К_Р) можно рассчитать и на основании коэффициента водопоглощения, полученного экспериментально:

Расходный коэффициент показывает, во сколько раз следует увеличить количество корня и воды, чтобы получить требуемое количество извлечения.

Таким образом, для получения 5% настоя корня алтея сырья необходимо взять 6,5 г (5,0*1,3) и воды 130 мл (100*1,3).

Расходный коэффициент 1,3 может быть использован только для настоев корня алтея с концентрацией 1:20. При других концентрациях извлечений, например, 2,0–100 мл, 3,0–100 мл и т.д., указанный расходный коэффициент не приемлем, т.к. при его определении учитывалась потеря извлечения на 5 % сырья от объема настоя. При меньших количествах сырья потеря извлечения будет меньшей. К_Р для других концентраций представлены в приказе МЗ СССР № 412 от 23.06.72 г.

Rp.: Infusi radicis Althaeae 120 ml

Natrii hydrocarbonatis 0,6

Elixiris pectoralis 2 ml

M.D.S. По 1 столовой ложке 3 раза в день.

По данной прописи готовят (концентрация не указана) 5 % настой корня алтея. В подставке 7,8 г (6,0*1,3) корня алтея, измельченного до 3 мм и отсеянного от пыли через сито с отверстиями 0,2 мм, заливают 156 мл (120*1,3) воды дистиллированной и настаивают при комнатной температуре в течение 30 минут, периодически помешивая. Извлечение процеживают (не отжимая остатка) через двойной слой марли в мерный цилиндр. Сырье промывают водой дистиллированной и извлечение доводят до объема 120 мл. В полученном растворе растворяют 0,6 г натрия гидрокарбоната и вновь процеживают во флакон. Затем отмеривают 2 мл эликсира грудного. Взбалтывают. Флакон оформляют.

Слизь из сеням льна (mucilago seminis Lini) готовят в концентрации 1:30. Семена льна помещают в подставку, быстро обмывают холодной водой от пыли, затем добавляют горячую воду (около 95 ^оС) и взбалтывают в течение 15 мин. Слизь процеживают через холст во флакон. Семена льна не измельчают, т.к. слизь находится в эпидермисе семенной оболочки и быстро извлекается. Измельченные семена использовать нельзя, поскольку в извлечение будут переходить жирное масло, белковые и красящие вещества.

Слизь клубней салепа (mucilago Salep) готовят в концентрации 1:100 (клубни салепа содержат 50 % слизь). Среднекрупного порошка клубней салепа 1,0 г смачивают в сухой подставке 1 мл этанола с целью вытеснения воздуха из массы порошка и лучшей его смачиваемости. Добавляют 10 мл холодной воды и немедленно добавляют 88 мл кипящей воды. Взбалтывают до охлаждения. Слизь процеживают через марлю во флакон.

Слизь клубней салепа готовят только ex tempore, поскольку она быстро подвергается микробной порче и синерезису.

Сырье, содержащее эфирные масла. С целью полного извлечения и сохранения эфирных масел настои готовят в инфундирках, тщательно закрытых крышками. В процессе настаивания перемешивание не рекомендуется. Процеживают после полного охлаждения настоя.

Аппаратура для изготовления водных извлечений.

Для изготовления водных извлечений используют закрытые сосуды – инфундирки (от лат. infundio – обливать, заваривать). Инфундирки могут быть эмалированные, из нержавеющей стали и фарфоровые. Материал инфундирок не должен взаимодействовать с растительным материалом. Он должен обладать достаточной теплопроводностью и механической прочностью. Фарфоровые инфундирки плохо прогреваются, поэтому необходимо их предварительно подогреть в течение 15 мин. Инфундирка должна находиться 5-8 см над поверхностью воды, температура внутри инфундирки должна составить 97-98 ^оС.

Нагревание инфундиркок проводится на специальных водяных (паровых) банях – инфундирных аппаратах, рассчитанных на 2-3 инфундирки. В настоящее время промышленность выпускает несколько марок инфундирных аппаратов, отличающихся по конструкции, емкости и количеству инфундирных стаканов.

Аппарат инфундирный с электрическим нагревом АИ-3 состоит из корпуса, в нижней части которого расположены электронагреватели, а на крышке находятся 3 конфорки для размещения фарфоровых инфундирных стаканов. Инфундирные стаканы снабжены сетчатыми корзинками с подвижно смонтированным внутри них отжимным диском. Вместимость большого инфундирного стакана – 500 мл, а два малых – по 300 мл. Быстрый нагрев воды на водяной бане осуществляется при установке ручки выключателя в положение 1000 Вт. После закипания воды в водяной бане ручку переключателя устанавливают в положение 500 Вт и устанавливают инфундирные стаканы в соответствующие конфорки. Запрещается включать аппарат в сеть при незаполненной водой дистиллированной водяной бане. В процессе работы уровень воды не должен опускаться ниже уровня нижней контрольной риски водомерного стекла. Аппарат может быть использован во всех аптеках.

В настоящее время промышленность выпускает аналогичный аппарат типа АИ-2-250. Он отличается от АИ-3 количеством инфундирных стаканов (2 по 250 мл), размером и потребляемой мощностью.

Аппарат инфундирный АИ-3000 предназначен для приготовления из лекарственного растительного сырья настоев и отваров объемом до 3000 мл. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса, сделанного в виде водяной бани с водомерным стеклом и электронагревателями с максимально потребляемой мощностью 1200 Вт. Корпус закрыт металлическим кожухом, на котором укреплена панель управления с переключателем электронагревателей, сигнальными лампами и предохранителями. В инфундирном сосуде размещен перфорированный стакан с отжимным устройством, который представляет собой перфорированный диск со штоком и рукояткой, подвижно смонтированной в крышке инфундирного сосуда. С помощью отжимного устройства можно осуществлять перемешивание настоя (отвара) и отделять жидкую фракцию путем отжатия содержимого.

В перфорированный стакан помещают отвешенное лекарственное растительное сырье. Водяную баню наполняют водой дистиллированной до метки на водомерном стекле, конфорку закрывают крышкой и включают аппарат в сеть, установив переключатель мощности в положение «3», соответствующее максимальной мощности (1200 Вт). После закипания воды в водяной бане в конфорку устанавливают инфундирный сосуд с лекарственным растительным сырьем, помещенным в перфорированный стакан и залитым рассчитанным количеством воды дистиллированной. После повторного закипания в водяной бане переключают мощность аппарата на режим поддержания кипения (положение переключателя «2» или «1», соответствующее 600 или 300 Вт). По истечении регламентированного времени настаивания аппарат отключают от сети, инфундирный сосуд вынимают из конфорки водяной бани, а настой или отвар охлаждают, после чего отжимают содержимое перфорированного стакана. По окончании работы детали аппарата очищают от остатков растительного сырья, промывают водой с применением моющего средства, затем ополаскивают водой дистиллированной и сушат. Необходимо постоянно следить за уровнем воды дистиллированной в водяной бане и доливать ее до метки на водомерном стекле. При эксплуатации инфундирного аппарата следует соблюдать требования электробезопасности, изложенные в инструкции.

Аппарат выпускается серийно и рекомендуется для использования в межбольничных, крупных больничных и хозрасчетных аптеках.

Аппарат инфундирно-стерилизационный с огневым нагревом предназначен для получения водных извлечений из лекарственного растительного сырья, а также стерилизации текучим паром лекарственных препаратов. Основной частью аппарата является водяная баня с крышкой, имеющей отверстие для инфундирных стаканов вместимостью 0,25 и 0,5 л. Внутри бани находится сетка для размещения стерилизуемых предметов. Водяная баня изготовлена из алюминия. Ее нагрев можно проводить на газовой плите, электроплитке и т.д. В комплект аппарата входят инфундирные стаканы. Конструкция аппарата устаревшая, но он используется еще во многих аптеках.

Промышленность выпускает также аппараты инфундирно-стерилизационные с электрическим нагревом. Он отличается от вышеописанного наличием встроенных теплоэлектронагревателей.

Технология водных извлечений с использованием экстрактов (концентратов).

Проблема ускорения технологии и повышения качества водных извлечений решается путем внедрения в аптечную практику готовых экстрактов (концентратов). В процессе изготовления водных извлечений экстракты разводят водой. В настоящее время экстракты (концентраты) из лекарственного растительного сырья находят широкое применение в аптеках. Готовят экстракты (концентрации) путем экстрагирования растительного сырья слабым этанолом (20-40 %) специальными способами, дающими возможность полного извлечения действующих веществ. После приготовления экстракты (концентраты) стандартизуют химическими или биологическими методами по действующим веществам. Сухие экстракты получают путем сгущения жидкого извлечения в вакууме с последующим разбавлением сахаром молочным в соотношении 1:1 или 1:2. От обычных экстрактов они отличаются полной растворимостью в воде. Экстракты (концентраты) сухие – extracta sicca standartisata (термопсиса, алтея, горицвета), изготавливаются с молочным сахаром в соотношении 1:1, экстракты (концентраты) жидкие – extracta fluida standartisata (горицвета, валерианы, пустырника) – в соотношении 1:2. Разработана технология получения экстрактов травы пустырника сухого и листьев толокнянки жидкого.

Изготовление настоев из экстрактов концентратов жидких и сухих не отличается от изготовления жидких лекарственных препаратов из сухих и жидких лекарственных средств. В данном случае лекарственные вещества, выписанные в рецепте, можно использовать и в виде концентрированных растворов.

Применение экстрактов (концентратов) способствует значительному ускорению изготовления препарата, повышает производительность труда фармацевта. На изготовление настоя из растительного сырья требуется минимум 1 ½ часа. Разведение же экстракта (концентрата), включая необходимые отвешивания и процеживания лекарственного препарата, может быть осуществлено в течение 5-10 минут. Еще быстрее может быть изготовлен лекарственный препарат при использовании бюреточной системы. Стандартизованные экстракты (концентраты) обеспечивают изготовление лекарственных препаратов с точной концентрацией действующих веществ, в то время как при изготовлении водных извлечений из сырья возможны некоторые неточности вследствие нарушения режима его хранения и некоторых отклонений в технологических операциях.

Водные извлечения из концентратов более устойчивы к воздействию ряда микроорганизмов. Настой из концентратов портится на 7 сутки, в то время как настои, изготовленные из растительного сырья – на 2-3 сутки.

Использование концентратов имеет некоторые слабые стороны. Настои, изготовленные из концентратов и непосредственно из растительного сырья, часто различаются внешне по цвету и интенсивности окраски, степени прозрачности и т.д. У больных эти различия вызывают сомнения в правильности изготовления лекарственного препарата. Поэтому при изготовлении настоев из концентратов рекомендуется делать соответствующую пометку, чтобы при следующем изготовлении лекарственного препарата он мог быть сделан таким же способом, как в первый раз. Сухие концентраты довольно гигроскопичны. При хранении они часто отсыревают, что затрудняет их взвешивание. В связи с этим выпуск сухих концентратов в настоящее время весьма ограничен. Для преодоления этого недостатка необходима большая научно-исследовательская работа. Например, для стабилизации сухих экстрактов предложен метод микрокапсулирования с использованием в качестве оболочек различных пленкообразующих веществ (производных целлюлозы и др.). Для некоторых экстрактов предложено применение аэросила.

Технология сложных лекарственных препаратов,

содержащих водные извлечения.

Настои и отвары часто назначают в составе сложных лекарственных препаратов вместе с другими лекарственными веществами. Последние должны вводиться в совершенно готовые, процеженные и охлажденные извлечения. При введении в настои и отвары растворимых веществ полученные растворы должны быть еще раз процежены. При экстемпоральном изготовлении настоев и отваров из растительных материалов использование бюреточной системы становится невозможным, т.к. в этом случае извлечение нужно было бы готовить на уменьшенном количестве воды, что является недопустимым. Изготовление микстур с настоями на бюреточных установках возможно только при наличии соответствующих концентратов. При этом концентрат сначала следует разбавлять водой и лишь после этого смешивать с концентрированными растворами солей. В случае непосредственного смешивания концентрированных растворов солей с концентратами настоев возможно выпадение осадков или образование мути. Настойки, экстракты, жидкие сиропы прибавляют к микстурам, содержащим настои или отвары, в последнюю очередь, обычно непосредственно во флакон. Нерастворимые вещества вводят в микстуры путем суспендирования или эмульгирования. Некоторые водные извлечения обладают свойствами защитных ПАВ. Настои, содержащие сапонины, обладают выраженными эмульгирующими свойствами.

Изготовление многокомпонентных водных извлечений из сырья, содержащего одну и ту же группу биологических активных веществ, независимо от гистологической структуры, готовят одновременно в соответствии с ГФ XI. Например, микстуру Кватера:

Rp.: Infusi rizomatis cum radicibus Valerianae ex 10,0

Infusi foliorum Menthae ex 4,0 200 ml

Coffeini-natrii benzoates 0,4

Amidopyrini 0,6

Natrii bromidi 3,0

Magnii sulfatis 0,8

M.D.S. По 1 столовой ложке 3 раза в день.

Извлечения из корневищ и корней валерианы (К_В=2,9) и листьев мяты (К_В=2,4) готовят одновременно. Воды в данном случае берут 200 + (10,0 х 2,9) + (4,0 х 2,4) = 238,6 мл. После доведения настоя до заданного объема (200 мл) растворяют выписанные ингредиенты и настой процеживают во флакон.

Если прописано извлечение из лекарственного растительного сырья, требующего различного режима настаивания, извлечения готовят раздельно с максимальным количеством воды, не меньшим 10-кратного количества по отношению к сырью с учетом коэффициента водопоглощения. Например,

Rp.: Infusi radicis Althaeae ex 10,0

Infusi herbae Leonuri

Infusi foliorum Farfarae ana 20,0

Decocti cortices Viburni ex 2,5 1000 ml

M.D.S. По 2 столовые ложки 4 раза в день.

Совершенствование технологии водных извлечений.

Водным извлечениям, изготовленным из растительного сырья, присущ ряд недостатков: длительность изготовления (около 2 часов), непостоянство состава (зависимость процесса извлечения от многих факторов), химическая неустойчивость и склонность к микробной контаминации при хранении. Поэтому проблема совершенствования водных извлечений является актуальной.

Водные извлечения по своей природе подвержены интенсивному микробному обсеменению, поскольку являются хорошей средой для микроорганизмов. В связи с этим предложены различные способы их антимикробной стерилизации: асептический способ изготовления с последующей (при возможности) стерилизацией; добавление к извлечениям безвредных для организма консервирующих веществ (10 % этанола, 0,1 % натрия бензоата, 0,05 %– 0,1 % кислоты сорбиновой, 0,1 % нипагина и нипазола, эфирных масел). В общую статью «Настои и отвары» ГФ XI включен ряд консервантов.

Большое значение для повышения качества водных извлечений будет иметь разработка современных методов физико-химического анализа.

Важным условием при изготовлении водных извлечений является аппаратура, обеспечивающая определенную мощность нагрева инфундирного аппарата, что влияет на температуру жидкости в инфундирке и, следовательно, полноту извлечений действующих веществ. Это особенно важно для технологии больших объемов извлечений до 1000 – 3000 мл. Целесообразно иметь универсальный аппарат с переключателем мощности нагрева в соответствии с получаемым объемом извлечения.

Исследования в области совершенствования водных извлечений направлено на расширение ассортимента экстрактов (концентратов), используемых вместо лекарственного растительного сырья. В последние годы в лабораторных условиях получены экстракты (концентраты) пустырника сухой и толокнянки жидкий. Уменьшение гигроскопичности сухих экстрактов решается путем покрытия пленками из гидрофобных веществ (микрокапсулирование).

Перспективным направлением повышения качества водных извлечений является замена их новой лекарственной формой – суммарным легко растворимым «чаем» (содержащим полную сумму биологических активных веществ в их природной композиции) промышленного производства, получаемым методом распылительной сушки. «Чай» особенно удобен при длительном применении. В настоящее время разработаны «чаи» желчегонного, противоязвенного, вяжущего, слабительного и др. действия. Создание таких лекарственных форм позволит не только повысить качество водных извлечений, но и более рационально использовать ценное лекарственное растительное сырье.

Контрольные вопросы

1.Как используется лекарственное растительное сырье?

2.Какие преимущества и недостатки настоев и отваров как лекарственной формы?

3.Какие процессы лежат в основе технологии настоев и отваров?

4.Чем объясняется различие в технологии настоев и отваров?

5.Чем обусловлена необходимость использования К_В при получении водных извлечений? Ответ подтвердите расчетами.

6.Каковы особенности технологии водных извлечений в зависимости от химической природы действующих веществ?

7.Назовите особенности технологии настоя из корня алтея.

8.Что представляют собой экстракты (концентраты)? В чем заключается особенность их технологии?

9.По каким показателям оценивается качество водных извлечений?

10. Каковы направления совершенствования лекарственных форм – настоев и отваров?

Дата добавления: 2014-01-07