Пористость и порозность сырья

Пористость сырья - это величина пустот внутри растительной ткани. Чем она выше, тем больше образуется внутреннего сока при набухании.

Порозность - это величина пустот между кусочками измельченного материала.

От величины пористости и порозности зависит скорость смачивания и набухания материала. Скорость набухания возрастает при предварительном вакуумировании сырья, а так же при повышении давления и температуры.

Пористость и порозность сырья обусловливают его поглощающую способность, которая характеризуется коэффициентом поглощения сырья Кп:

Кп=Р₂/Р₁

где Р1 и Р2 - соответственно масса сырья до и после набухания.

Различают "внутреннюю" и "полную" поглощаемость сырья

"Внутренняя" - это количество внутреннего сока, удерживаемое сырьем.

 «Полная» - это количество экстрагента, поглощенное сырьем и находящееся на его поверхности. Для проведения процесса определяющим является "полная" поглощаемость сырья, которая находится в прямой зависимости от степени его измельчения.

Влияние температуры на процесс экстрагирования

Чем выше температура, тем больше коэффициент диффузии, т.е. следовательно скорость диффузии возрастает с повышением температуры.

Однако повышение температуры не всегда применимо, потому что:

- многие лекарственные вещества при повышенной температуре разлагаются;

- летучие вещества во время экстрагирования возгоняются; некоторые вещества при повышенной температуре имеют меньшую растворимость, чем при более низкой;

- некоторые балластные вещества переходят в раствор, вследствие чего извлечения мутнеют;

- при повышенной температуре клеточные оболочки разрываются, в извлечения тогда переходят многие коллоиды, нерастворимые вещества и т.д.

Нагревание применяется

- при экстракции свежею растительного сырья для свертывания плазмы, затрудняющей диффузию и диализ;

- для свертывания белков, разрушения ферментов и т.д.

Влияние молекулярного веса

Из этого вытекает, что в извлечения будут переходить в большом количестве вещества, имеющие небольшой молекулярный вес. Потом количество их постепенно будет уменьшаться, а количество веществ с большим молекулярным весом будет возрастать. При очень продолжительном настаивании в извлечение будут переходить вещества с очень большим молекулярным весом.

Следовательно, для извлечения белков, пектинов, коллоидов и тому подобных веществ с большим молекулярным весом, которые диффундируют очень медленно, используется продолжительное экстрагирование растительного материала.

При выделении солей продолжительное экстрагирование растительного материала оказывается вредным, так как в извлечение может перейти большое количество балластных веществ которые потом нужно будет удалят.

Влияние продолжительности экстрагирования

Количество извлеченного вещества прямо пропорционально времени.

При очень продолжительном экстрагировании лекарственные вещества с небольшой молекулярной массой могут быть извлечены полностью в начале процесса. Далее в извлечения будут переходить балластные вещества, поэтому, длительное экстрагирование ухудшает качество получаемого извлечения. Кроме того, при продолжительном экстрагировании некоторые вещества могут подвергнуться ферментативному или другому виду гидролиза.

 

 

Характеристика экстаргентов

Классификация экстрагируемых веществ

Гидрофильные

Антибиотики

Антрагликозиды

Водорастворимые витамины

Гликозиды

Дубильные вещества

Соли алкалоидов

Соли терпеноидных сапонинов

Углеводы

Смешанные

Антибиотики

Кумарины

Фурокумарины

Витамины

Агликоны гликозидов

Дубильные вещества

Основания алкалоидов

Терпеноидные сапонины

Стероидные сапонины

  Гидрофобные

Эфирные масла

Смолы

Жирные масла

Жирорастворимые витамины

Вещества гидрофильные — соли алкалоидов, гликозиды, дубильные вещества — хорошо растворимы в полярных растворителях, которые характеризуются высоким значением диэлектрической постоянной (табл. 16.1) и, следовательно, хорошо извлекаются ими. Вещества смешанной группы растворимы в малополярных растворителях, а гидрофобные вещества (жирные и эфирные масла, жирорастворимые витамины, смолы и т.д.) — в неполярных растворителях, которые имеют низкую величину диэлектрической постоянной. Экстрагент оказывает влияние не только на извлечение какой-то определенной группы веществ, но и на общее количество экстрагируемых веществ.

Так как в растениях большинство веществ относится к гидрофильным, водные вытяжки содержат большее количество экстрактивных веществ. В аптеках готовят только водные извлечения лекарственных веществ — настои и отвары. На фармацевтических фабриках и других предприятиях, где в основном сосредоточено производство галеновых препаратов, в качестве экстрагента используется вода с добавлением консерванта хлороформа (экстракты полыни, одуванчика, трифоли и др.), а также спиртоводные растворы.

Несмотря на то, что спирт является малополярным растворителем, при смешивании с водой он дает растворы разной полярности, что позволяет использовать его для экстрагирования многих биологически активных веществ. В качестве экстрагента, помимо спирта, из малополярных растворителей применяются также ацетон, пропанол, бутанол, а из неполярных — кислота уксусная, хлороформ, эфир этиловый и другие.

Скорость экстрагирования одних и тех же веществ зависит также от значений рН экстрагента.

Особо важную роль в экстрагировании играет чистота воды. Весьма неблагоприятно в некоторых случаях на экстрагирование влияют двууглекислые соли кальция и магния. Жесткость воды может играть особенно отрицательную роль при извлечении гликозидов, солей алкалоидов и других лекарственных веществ. При хорошей смачиваемости растительного сырья экстрагент более быстро достигает внутренних частей материала и извлекает из него лекарственные вещества. Если же растительный материал не смачивается экстрагентом, то экстрагирования не происходит.

Требования, предъявляемые эктрагентам

- экстрагент должен обладать избирательностью, т.е. максимально растворять лекарственные вещества, и минимально - балластные вещества;

- экстрагент должен быть по возможности фармакологически индифферентным, если же он удаляется полностью из полученного извлечения, то можно применять различные даже не индифферентные вещества;

- экстрагент не должен реагировать химически с лекарственными веществами и изменять их фармакологические свойства;

- при выборе экстрагента для получения препаратов следует считаться не только с его ценой, но и с его физическими свойствами (удельный вес, теплоемкость, температура кипения, температура воспламенения, температура парообразования, вязкость и т.д.).

Из двух равноценных экстрагентов выбирают менее огнеопасный, доступный по цене, фамакологически менее вредный и т.д. Если же экстрагент не удовлетворяет указанным требованиям, то применяют смеси экстрагентов.

Одним из наиболее часто применяемых экстрагентов является ВОДА, которая обладает в этом отношении следующими преимуществами:

- хорошо проникает через клеточные оболочки, не пропитанные гидрофобными веществами;

- растворяет и извлекает многие вещества лучше других жидкостей;

- фармакологически индифферентна;

- повсеместно распространена;

- негорюча и невзрывоопасна;

- дешева и т.п.

Однако как экстрагент имеет ряд отрицательных сторон, например:

- не растворяет и не извлекает гидрофобные вещества;

- не обладает антисептическими свойствами, вследствие чего в водных извлечениях могут развиться микроорганизмы, которые способны вызвать порчу получаемого извлечения;

- за счет воды происходит гидролитическое расщепление многих веществ, особенно при высокой температуре;

- в водной среде ферменты могут расщеплять лекарственные вещества и т.д.

ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ обладает многими положительными свойствами, вследствие чего он является наиболее часто применяемым экстрагентом.

Он:

- растворяет и экстрагирует многие вещества различной химической природы;

- обладает антисептическими свойствами (в спирто-водных раствоpax более 20% не развиваются микроорганизмы). Отрицательными качествами спирта являются:

- горючесть, взрывоопасность;

- неполная фармакологическая индефирентность