Лекция 5 Экстракционные препараты. Теоретические основы экстрагирования. Методы экстрагирования Настойки. Классификация. Методы получения. Стандартизация настойки

План 1. Теоретические основы экстрагирования. 2. Особенности экстрагирования из растительного сырья с клеточной структурой 3. Требование к экстрагенам.

Процесс экстрагирования относится к массообменным процессам и протекает за счет диффузии из зоны с высокой концентрации

Диффузия бывает молекулярная и конвективная. Молекулярная диффузия – это процесс переноса распределяемого вещества (БАВ) за счет хаотического движения самих молекул в неподвижной среде. Конвективная диффузия – происходит в результате изменения температуры, перемешивании. Суть – перенос веществ небольших объемов раствора, при этом в середине этих небольших объемов есть место и для молекулярной диффузии.

Молекулярная диффузия характеризуется коэффициентом молекулярной диффузии D который определяют из уравнения Эйнштейна D= RT / N 0 * 1/6r*η*π = KT/6r*η*π где R – универсальная газовая постоянная (8.32 Дж \(град*моль)) N 0 – число Авогардо (6.06*10²³) Т – температура абсолютная К r – радиус диффундирующих частиц м k – R\ N 0 – постоянная Больцмана η – вязкость раствора Н\с*м²

Особенности экстрагирования из растительного сырья с клеточной структурой - наличие пористой перегородки - межклеточного пространства - клеточных ходов - явление десорбции Все это снижает скорость диффузии

Для выражения коэффициента диффузии в пора растительного материала в уравнении Эйнштейна вводят поправочный коэффициент В D= RT / N 0 * 1/6r*η*π*В

Некоторые процессы Осмос – проникновение экстрагента внутрь клетки Плазмолиз – гибель протоплазмы Диализ – пропускания вещества в обе стороны

Основные факторы влияющие на полноту и скорость экстрагирования Гидродинамические условия. – при перемешивании массоперенос осуществляется мгновенно Поверхность раздела фаз (F).-зависит от степени измельчения сырья и будет тем больше, чем меньше его частички. Разность концентрации.- разность концентрации в сырье и экстрагенте является движущей силой процесса экстракции

Основные факторы влияющие на полноту и скорость экстрагирования Время (продолжительность) экстрагирования. - количество вещества продиффундировавшего через некоторый слой прямо пропорциональный времени экстракции. Вязкость экстрагента.- менее вязкие растворы обладают большой диффузионной способностью. Температура.- з повышением температуры ускоряется процесс экстрагирования, но в условиях фитохимического производства подогрев используется только для водных извлечений.

Основные факторы влияющие на полноту и скорость экстрагирования Добавка поверхностно-активных веществ (ПАВ).- экспериментально установлено, что добавление небольших количеств ПАВ (0,01-0,1%) улучшает процесс экстрагирование. Выбор экстрагента. - для обеспечения полноты извлечения действующих веществ и максимальной скорости экстрагирования к экстракту предъявляют следующие требования: 1). Селективность; 2). Химическая и фармацевтическая индифферентность; 3). Малая токсичность; 4. Доступность.

Основные факторы влияющие на полноту и скорость экстрагирования Пористость и порозность сырья. Пористость сырья – это величина пустот внутри растительной ткани. Чем она выше, тем больше образуется внутреннего сока при набухании. Порозность – величина пустот между кусочками измельченного материала. Коэффициент вымывания. - он характеризует степень разрушенных клеток в измельченном сырье. Воздействия вибраций пульсаций измельчения сырья в среде экстрагента. – увеличивает скорость экстрагирования Воздействия электроимпульсных разрядов - увеличивает скорость экстрагирования

Требование к экстрагентам. Экстрагент в процессе экстракции БАВ играет особо важную роль. Он должен обладать способностью проникать через стенки клетки, избирательно растворять внутри клетки БАВ, после чего последним необходимо пройти через различные твердые оболочки и выйти за пределы растительного материала.

Требование к экстрагентам Вода Преимущества: - хорошо проникает через клеточные оболочки; - растворяет и извлекает многие вещества лучше других жидкостей; - фармакологически индифферентна; - негорючая и невзрывоопасна; - доступна по стоимости. Недостатки не растворяет и не извлекает гидрофобные вещества; - не обладает антисептическими свойствами; - в водной среде ферменты могут расщеплять лекарственные вещества.

Требование к экстрагентам Спирт этиловый обладает антисептическими свойствами; - достаточно летуч, поэтому спиртовые извлечения легко сгущаются и высушиваются до порошкообразных веществ; - фармакологически неиндифферентен; - горюч и опасен.

Экстрагенты Этиловый эфир. Хлороформ. Метанол Масла растительные Сжиженные газы. Ацетон

Настойки (Tincturae) представляют собой окрашенные жидкие спиртовые или водноспиртовые извлечения из лекарственного растительного сырья, получаемые без нагревания и удаления экстрагента. Классификация - по использованию экстрагента: водные спиртовые эфирные водно-спиртовые - простые и сложные - из сильнодействующего сырья и несильнодействующего сырья (1:10 и 1:5)

Методы получения настоек а) мацерация и ее разновидности; б) перколяция; в) растворение густых и сухих экстрактов.

Мацерация -настаивание Проводят в мацерационном баке. Сырье настаивают с экстрагентом и оставляют на протяжении 7 суток. Недостаток : - протекает медленно -не полностью истощает сырье.

Мацерационный бак

Разновидности мацерации - ремацерация (дробная мацерация)- экстрагент делят на 3-4 части. - мацерация с принудительной циркуляцией экстрагента. – используется насос - турбоэкстракция – интенсивное перемешивание сырья и экстрагента -ультразвуковая экстракция - используется ультразвуковые колебания.

Перколяция (процеживание) Технологические стадии 1. намачивание – для растворения действующих веществ внутри клетки (4- 5 часов) 2. настаивание – сырье заливают экстрагентом до «зеркала» ( ч) 3. собственно перколяция – непрерывное прохождение экстрагента через слой сырья и сбор перколята

Очистка извлечений Проводят отстаиванием при t – 10 ºС Проводят фильтрование декантацией. Для фильтрации применяют: фильтр-прессы друк-фильтры центрифуги

Растворение густых или сухих экстрактов Растворяют в реакторе с мешалкой рассчитанного количества сухого или густого экстракта в спирте требуемой концентрации. Преимущества: сокращение времени получения настоек

Стандартизация. Проверка органолептических признаков. Настойки должны быть прозрачными и сохранять вкус и запах тех веществ, которые содержатся в исходном лекарственном сырье. Содержание спирта в настойках определяется одним из методов ГФ: А) дистилляционным; Б) по температуре кипения. Плотность настоек определяют: А) с помощью пикнометра; Б) ареометром. Сухой остаток (экстрактивные вещества) и тяжелые металлы определяются по ГФ

Хранения настоек Настойки должны сохранятся в хорошо закупоренных склянках в месте, защищенном от прямых солнечных лучей, при температуре 150С. С течением времени могут появляться осадки и при соблюдении правил хранения – настойки «стареют». Их надо профильтровать и простандартизировать. Настойки используют для приема внутрь и как наружные средства.

Спасибо за внимания!