Поліфракційні екстракти.
Російський вчений Г.Я. Коган запропонував одержувати такі екстракти, які містили б усі діючі речовини, що знаходяться в РС. Такими екстрактами повинні бути поліекстракти, які одержують екстрагуванням речовини не одним екстрагентом, а послідовно сировину обробляють різними екстрагентами. Наприклад, спочатку водою, спиртом, ефіром, хлороформом і т.д. Потім з кожної витяжки видаляють екстрагент, а сухий залишок підлягає хімічній, фармакологічній і клінічній перевірці. Потім всі екстракти зміщують і одержують поліекстракт з комплексом діючих речовин. В такому екстракті можна збільшити кількість діючих речовин, шляхом відбору найбільш активних фракцій.
Вважають, що баластних речовин немає, а є комплекси супутніх речовин. Якщо їх вивчити, то можна створювати галенові препарати з пролонгованою дією – дюрантні препарати.
Співробітники УкрФА в 1973 році запропонували технологію поліфракційного екстракту глоду криваво-червоного. Витяжку одержують за допомогою ультразвуку. Як сировину використовували плоди, листя та квіти. Екстрагент – вода, 70% спирт, хлороформ та ефір. Листя з квітами подрібнювали, просіювали через сито з діаметром отворів 2 мм, а плоди брали цілими. Подрібнену сировину заливали водою у співвідношенні 1:6 в ємність, яку поміщали в ультразвукову ванну з трансформаторною олією. Озвучували при частоті 490-500 кгц при інтенсивності 126 т/см2 поверхні кварца з експозицією 8 хвилин. Витяжку зливали, а сировину заливали водою (1:5) і озвучували 5 хвилин. Потім витяжку екстрагували 70% спиртом, хлороформом та ефіром. Процес екстрагування проводили аналогічно. Екстрагування ефіром проводили методом настоювання в ємності, яка герметично закривається. Одержані витяжки випаровували, висушували, а потім змішували і одержували поліекстракт.
Поліекстракт із горобини звичайної “фламікар” розроблено на нашій кафедрі В.П. Поповичем.
Олійні екстракти.
Олійними екстрактами або медичними оліями називають олійні витяжки ДР з лікарських рослин.
На даний час в медичній практиці використовують олійні екстракти із листя блекоти ( олія блекоти ); із листя дурману, трави звіробою, олійний екстракт шипшини, каротолін, олія обліпихи.
Олійні екстракти одержують в основному шляхом настоювання подрібненої сировини на олії, яка підігріта до 60-70 0С. Одержані витяжки є сумарними препаратами, оскільки містять комплекс жиророзчинних речовин.
Екстракт блекоти олійний ( oleum hyoscyami ) одержують з листків, які містять не менше 0,05% алкалоїдів, шляхом настоювання, тобто методом мацерації. Екстрагент – соняшникова олія. Готують 1:10. В чугунний реактор поміщають крупкоподрібнені листя блекоти, які змочують сумішшю із 75 ч. 95% спирту і 3 ч. 10% аміаку. Масу перемішують і залишають при кімнатній температурі на 12 годин. При цьому солі алкалоїдів, які нерозчинні в олії, переходять в основи алкалоїдів, які добре розчинні в олії. Після мацерації масу заливають соняшниковою олією, додають безводний натрію сульфат, підвищують температуру до 60 0С і постійно перемішують до повного видалення спирту і аміаку. Після цього масу відтискають під пресом і теплу олію фільтрують. Залишають на 48 годин для відстоювання і знову фільтрують.
Олію блекоти одержують і методом протиплинного екстрагування в батареї перколяторів. Екстрагент – 70% етанол і 10% розчин аміаку. Одержану витяжку фільтрують змішують з рівною кількістю соняшникової олії і в вакуум-апараті відганяють спирт, а потім аміак. Одержаний концентрат розводять до потрібної кількості алкалоїдів відстоюють 4-5 діб, а потім фільтрують.
Олійний екстракт звіробою ( Extractum Hiperici oleosum) – 1:10. Одержують методом мацерації при нагріванні на киплячій водяній бані протягом 3 годин. Олійну витяжку використовують для приготування мазей для лікування профілактичних виразок.
Олійні екстракти шипшини одержують із сухого жому, який залишається після одержання вітамінів С і Р із плодів шипшини. Жом являє собою суміш м”якоті і насіння плодів шипшини, які переробляються окремо. Із м”якоті одержують олійний каротіноідний препарат каротолін, а із насіння – олію шипшини ( oleum Rosae ).
Каротолін ( Carotolinum ) – із сухої м”якоті можна одержати за трьома схемами:
екстракцією рослинною олією;
екстракцією органічним розчинником ( діхлоретаном, хлористим метиленом )
екстракцією зрідженими газами ( хладонами – хлорфторопохідними вуглеводню).
Каротолін містить не менше 1,2 г/л каротину.
Олію шипшини ( Oleum Rosae ) одержують із сухого насіння плодів шипшини ( насіння відділено від м”якоті ).
Екстракцію проводять:
діхлоретаном або хлористим метиленом в апараті Сокслета ( циркуляційним методом ).
за допомогою хладону – 12 – зрідженого газу.
Містить суму каротиноїдів не менше 0,5 г/л ___ і ___ токоферолів – не менш 0,4 г/л.
Олія обліпихи ( Oleum Hippophaeae) одержують двома способами:
екстракцією сухого жому соняшниковою олією.
екстракцією м”якоті плодів або насіння органічними розчинниками.
За першим методом використовують жом плодів обліпихи після видалення з них соку. Жом висушують і екстрагують методом противотоку в батареї перколяторів. Екстрагент – тепла соняшникова олія ( 60-65 0С ). Готова олія містить 0,13 – 0,18 % каротиноїдів; 0,11% токоферолів, не більше 0,1% хлорофілових сполук. Після стандартизації масло фільтрують.
Екстрагування за допомогою органічних розчинників ( хлористого метилену ) проводять методом циркуляції в апараті Сокслета. Цей метод дозволяє збільшити вихід олії з підвищеним вмістом каротиноїдів і зменшеним вмістом вільних жирних кислот.
Інтенсифікація методів екстрагування.
1. Запропоновано метод дискретно-імпульсного вводу енергії в рідкі дисперсні системи ( О.І. Чайка ).
При цьому енергія введена в середовище імпульсно і дискретно розподілена в просторі, концентрується у певних зонах поблизу поверхні розподілу фаз. Така концентрація енергії викликає на поверхні розподілу фаз великі зсуваючі напруги, які спричиняють турбулізацію, а також деформацію і руйнування поверхні контакту фаз. При цьому відбувається значна інтенсифікація міжфазного тепломасопереносу. В результаті появи турбулентного перемішування як ззовні, так і всередині клітин молекулярно-кінетичний рух замінюється конвективним, що дозволяє підтримувати різницю концентрацій у зоні стикання фаз на високому рівні.
Для впровадження принципу дискретно-імпульсного вводу енергії в Унституті технічної теплофізики НАН України розроблено пристрої для екстрагування з твердого тіла в рідину – імпульсні екстрактори з різними об”ємами реактора. Методика була апробована експериментально – при одержанні настойок плодів глоду і квітів нагідок. Досліди показали, що при імпульсній екстракції порівняно з настоюванням в перколяторі час процесу скоротився для плодів глоду в 14 разів, для нагідок в 60 разів, кількісний вміст суми флавоноїдів у готовому продукті плодів глоду збільшився на 50%.
2. Попереднє опромінення сухої ЛРС іонізаційним випроміненням.
Експериментальні роботи дослідників показали, що попереднє опромінення сухої сировини іонізаційним випроміненням суттєво спрощує показники процесу екстракції і збільшує вихід БАР на 30-60%, скорочує час екстрагування при кімнатній температурі в 2 рази тощо.
При опроміненні ЛРС його набухання по відношенню до вихідних зразків збільшується від 12 до 20%. Час розрихляння клітинних стінок у сировині після радіаційної обробки у 3-4 рази менше, ніж у неопроміненої. Загалом при опроміненні ЛРС швидкість поглинання сировиною екстрагента і коефіцієнт дифузії збільшуються у 3-8 разів, час досягнення рівноваги – у 2-8 разів.
3. Фільтраційна екстракція ЛРС.
Процес екстракції значно прискорюється при подрібненні сировини. Суть методики полягає в подрібненні сухої рослинної сировини спочатку на валках, а потім на млинах до частинок розміром менше 1 мм. При цьому вскриваються клітини, всередині яких знаходиться основна кількість екстрагованих речовин і повільний процес молекулярної дифузії через оболонку клітини змінюється на швидкий процес розчинення і змиву. Екстракція прискрюється приблизно на порядок, а шар подрібненої сировини служить для попередньої фільтрації екстракту. Метод фільтраційної екстракції у періодичному і безперервному режимах може з успіхом застосовуватись на хіміко-фармацевтичних підприємствах.
4. Екстракція діючих речовин із ЛРС зрідженими газами.
Прогресивною є технологія екстрагування БАР зрідженими газами з рециркуляцією останніх в замкненій ситемі. Використання зріджених газів як екстрагентів дає можливість скоротити тривалість екстрагування, одержати безводні нативні екстракти, виключити вплив високих температур на стадії концентрування і підищити якість продукту. Замкнений технологічний цикл дозволяє комплексно використовувати сировину і побічні продукти, а отже досягнути більш високого виходу продукту І 6 І.
Для екстракції природних речовин із рослинної сировини використовують наступні зріджені гази: діоксид вуглецю (СО2) , пропан ( С3Н3 ), бутан ( С4Н10 ), рідкий аміак ( NH3), хлорфторпохідні вуглеводнів ( хладони, C( H,Cl,F )2П+2. Ці сполуки є інертними, хімічно індиферентними по відношенню до природніх речовин сировини і матеріалу апаратури; вони не токсичні, вибухобезпечні ( за виключенням пропану і бутану ). В”язкість зріджених газів є дуже низькою, що характеризує їх як екстрагенти з найкращими дифузійними властивостями. Низькі значення теплоти пароутворення і температури кипіння зріджених газів дозволяють швидко видаляти газ із екстрактів при незначному температурному впливі і регулювати температуру відгонки розчинника, що захищає від руйнування термолабільні речовини, які є у сировині І 5,6 І.
Дуже важлива технологічна властивість зріджених газів як екстрагентів – їх селективність по відношенню до природніх речовин. Так, зріджений вуглецю діоксид добре вилучає ефірні, жирні олії, інші гідрофобні речовини, зокрема, похідні кумарину І 3 І. Зріджені гази з високою діелектричною проникністю ( аміак, хлористий метил, метиленоксид ) добре екстрагують гідрофільні речовини.
Дослідження показали, що хладони вилучають із ЛРС ефірні і жирні олії, похідні кумаринів: атамантин, пеуцеданін бергапіен, ксантитонин, псорилен; фуранохронон келлін; каротиноїди; токофероли; сесквітерпени; терпеноїди; ітерини; деякі іридоїди; хлорофілли;алкалоїди і ряд інших природних сполук. В ряду хладонів селективним розчинником для ефірних олій є хладон - С318 (С4F8 ). Хладони ряду метану ( хладон–11 – CCl3F, хладон–12 – ССl2F2, хладон-22 – СНСlF2 ) вилучають суміш ефірних і жирних олій, каротиноїди, терпеноїди; вилучення, одержані за допомогою хладону – С318, хладону –114, не містять хлорофілу.
Отже, піддаючи ЛРС послідовній обробці різими хладонами, можна одержати окремі групи БАР. А оскільки хладони не вилучають водорозчинних речовин, шрот після обробки хладонами доцільно використовувати для одержання інших сполук, що вилучаються розчинникам – такий підхід дозволить комплексно використовувати цінну рослинну сировину.
Розроблена нова технологія виробництва ліпофільних лікарських препаратів з використанням зріджених газів: так одержують обліпихову, шипшинову олії, каротолін, аромелін, сорбілін, лікоперсикол. Так технологія є високоефективною, покращує якість продукції, сприяє більш раціональному використанню сировинних ресурсів і матеріалів, забезпечує зниження трудових та енергетичних затрат.