Водно-спиртовые извлечения из лекарственного растительного сырья

 

Одними из самых популярных средств фитотерапии в настоящее время являются водно-спиртовые извлечения из лекарственного растительного сырья.

Настойки представляют собой окрашенные жидкие спиртовые или водно-спиртовые извлечения из лекарственного растительного сырья <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, получаемые без нагревания и удаления экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>[22].

Настойки <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> являются старейшей лекарственной формой, введенной в медицинскую практику Парацельсом (1493-1541), не утратившая своего значения до настоящего времени. Они официальны <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> по ГФ ХI.

При изготовлении настоек <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> из одной весовой части растительного сырья получают 5 объемных частей готового продукта, сильнодействующего сырья - 10 частей. В отдельных случаях настойки <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> готовят 1:10 из сырья, не содержащего сильнодействующих веществ (настойка <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> арники, календулы, боярышника) и в других соотношениях[22].

Настойки <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> могут быть простыми <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, получаемыми из одного вида сырья и сложными <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, представляющими смесь извлечений из нескольких растений, иногда с добавлением лекарственных веществ. Для получения настоек <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> чаще используют высушенный растительный материал, в некоторых случаях - свежее сырье[25].

Для приготовления спиртовых <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и водно-спиртовых извлечений могут быть использованы следующие способы:

.   Мацерация <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и ее разновидности

.   Перколяция <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>

.   Растворение <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> густых <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и сухих экстрактов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>

Перколяция <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> (от лат. Рercolatio - “процеживание через…”), т.е. процеживание экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> через растительный материал с целью извлечения растворимых в экстрагенте <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> веществ. Процесс проводится в емкостях различной конструкции, называемых перколяторами-экстракторами <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Они могут быть цилиндрической (а, в) или конической (б) формы в соответствии с рисунком 1 с паровой рубашкой (в) или без нее, опрокидывающиеся и саморазгружающиеся, изготовленные из нержавеющей стали, алюминия, луженной меди и других материалов. В нижней части перколятора <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> имеется ложное дно (перфорированная сетка) (1), на которое помещают фильтрующий материал (2) (мешковина, полотно и др.) и загружают сырье. Цилиндрические перколяторы <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> удобны в работе при выгрузке сырья, конические - обеспечивают более равномерное экстрагирование <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>[25].

Рисунок 1 - Перколяторы-экстракторы

 

Метод перколяции <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> включает три последовательно протекающие стадии: намачивание сырья (набухание сырья), настаивание, собственно перколяция <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>.

Намачивание (набухание) проводится вне перколятора <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Чаще для этого используют мацерационные баки или другие емкости, из которых удобно выгружать замоченное сырье. Для намачивания используют от 50 до 100% экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> по отношению к массе сырья. После перемешивания сырье оставляют на 4-5 часов в закрытой емкости. За это время экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> проникает между частичками растительного материала и внутрь клеток, сырье набухает <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, увеличиваясь в объеме. При этом происходит растворение действующих веществ внутри клетки.

В производственных условиях намачивание может быть совмещено с настаиванием, но если сырье способно сильно набухать, стадию намачивания обязательно проводят в отдельной емкости, так как вследствие большого увеличения объема материала в перколяторе <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> оно может сильно спрессовываться и вообще не пропустить экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>[26].

Настаивание - вторая стадия процесса перколяции <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Набухший или сухой материал загружают в перколятор <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> на ложное дно с оптимальной плотностью, чтобы в сырье оставалось как можно меньше воздуха. Сверху накрывают фильтрующим материалом, прижимают перфорированным диском и заливают экстрагентом <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> так чтобы максимально вытеснить воздух. Возможна загрузка материала в мешок из фильтрующего материала, заполняющего весь объем перколятора <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. В верхней части мешок завязывают и кладут груз. Сырье заливают экстрагентом <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> дообразования «зеркала» <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, высота слоя, которого над сырьем должен быть около 30-40 мм, и проводят настаивание 24-48 часов, время, в течение которого будет достигнута равновесная концентрация. Для многих видов сырья время настаивания может быть сокращено[26].

Собственно перколяция - непрерывное прохождение экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> через слой сырья и сбор перколята. При этом слив перколята и одновременная подача сверху экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> проводится со скоростью не превышающей 1/24 или 1/48 (для крупных производств) части используемого объема перколятора <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> за 1 час. При этом насыщенная вытяжка <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> вытесняется из растительного материала током свежего экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и создается разность концентраций экстрагируемых веществ в сырье и экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Скорость перколяции <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> должна быть такой, чтобы успевала произойти диффузия <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> экстрагируемых веществ в вытяжку <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. При приготовлении настоек <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> перколирование <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> заканчивают получением пяти или десяти объемов (в зависимости от свойств сырья) вытяжки <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> по отношению к массе загруженного сырья[26].

Полученные извлечения представляют собой мутные жидкости, содержащие значительное количество взвешенных частиц. Очистку извлечений проводят отстаиванием при температуре не выше 10°С до получения прозрачной жидкости. При этой температуре уменьшается растворимость <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> экстрагированных веществ и поэтому в дальнейшем, в процессе хранения настоек <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> при температуре 15°С, вероятность появления осадка <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> невелика. После отстаивания <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> в течение не менее 2 суток проводят фильтрование <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> декантацией (т.е. без взмучивания осадка <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>) и фильтруют от случайно попавших включений[25].

Для фильтрации <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> применяют фильтрпрессы <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, друкфильтры <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, центрифуги <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Нутч-фильтры <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, использовать не рекомендуется из-за возможной потери экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Завершающей стадией процесса получения препаратов из сырья с клеточной структурой является рекуперация <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> экстрагента <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> из шрота <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, т.е. отработанного сырья[22].

В подавляющем большинстве настоек <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> определяют содержание действующих веществ двумя методами:

.   химическим (настойки <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, содержащие, алкалоиды <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, дубильные вещества <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, эфирные масла <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, органические кислоты и др.)

.   биологическим (настойки <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, содержащие гликозиды <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> сердечной группы и горькие вещества) методом.

К общим методам испытания настоек <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> относят:

1. проверку органолептических признаков,

.   количественное определение спирта,

3. экстрактивных веществ <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>,

.   тяжелых металлов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>,

Проверка органолептических признаков. Настойки должны быть прозрачными и сохранять вкус и запах тех веществ, которые содержатся в исходном лекарственном сырье[22].

Содержание спирта в настойках <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> определяют одним из методов ГФ ХI:

а) дистилляционным <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>;

б) по температуре кипения <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>.

Плотность <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> настоек <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> определяют по методикам ГФ ХI, (вып.1, с.24):

а) с помощью пикнометра <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>;

б) ареометром <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> (денсиметром).

Сухой остаток (экстрактивные вещества) и тяжелые металлы в настойках определяют по ГФ XI[22].

 

1.5 Виды экстрагентов, при изготовлении настоек, требования к ним, преимущества и недостатки

 

Экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> в процессе экстракции <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> БАВ <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> играет особо важную роль. Он должен обладать способностью проникать через стенки клетки, избирательно растворять внутри клетки биологически активные вещества <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, после чего последним необходимо пройти через различные твердые оболочки и выйти за пределы растительного материала. К экстрагентам <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> предъявляются определенные требования, вытекающие из специфических особенностей фармацевтического производства. Экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> должен обладать:

.   избиpательностью, т.е. максимально растворять лекарственные вещества, и минимально - балластные вещества <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>;

.   высокой смачивающей способностью <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, обеспечивающей хорошее проникновение его через поры материала и стенки клеток;

.   способностью препятствовать развитию в вытяжке <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> микрофлоры;

.   летучестью, возможно низкой температурой кипения <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, легкой регенерируемостью;

.   минимальной токсичностью <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и огнеопасностью;

.   доступностью по стоимости.

Из двух равноценных экстрагентов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> выбирают менее огнеопасный, доступный по цене, фамакологически менее вредный и т.д. Если же экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> не удовлетворяет указанным требованиям, то применяют смеси, например, подкисленную воду, спирт с водой, эфир со спиртом и т.п.[22].

Одним из наиболее часто применяемых экстрагентов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> является вода, которая обладает следующими преимуществами:

.   хорошо проникает через клеточные оболочки, не пропитанные гидрофобными веществами <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>;

2. растворяет и извлекает многие вещества лучше других жидкостей;

3. фаpмакологически индифферентна <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>;

.   повсеместно распространена;

.   негоpюча и невзрывоопасна;

.   доступна по стоимости.[25]

Однако как экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> имеет ряд отрицательных сторон, например:

.   не растворяет и не извлекает гидрофобные вещества <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>;

.   не обладает антисептическими свойствами <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, 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.[25]

Этиловый спирт - наиболее часто применяемый экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> после воды. Качество спирта-ректификата <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> регламентируется ГФ Х и ГОСТ 5962-51.

Спирт как экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>:

.   является хорошим растворителем многих соединений, которые не извлекаются водой, например жиры, алкалоиды <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, хлорофилл, гликозиды <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, эфирные масла <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, смолы и др;

.   обладает антисептическими свойствами <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> (в спиpтоводных растворах более 20% не развиваются микроорганизмы и плесени);

.   чем крепче спирт, чем менее возможны в его средах гидролитические процессы. Спирт инактивирует ферменты;

.   достаточно летуч, поэтому спиртовые извлечения легко сгущаются и высушиваются до порошкообразных веществ. Для сохранения термолабильных веществ <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> выпаривание <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и сушка <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>проводятся под вакуумом <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>;

.   является лимитированным продуктом, отпускается фармацевтическим производством в установленном порядке;

.   значительно труднее, чем вода, проникает через стенки клеток, отнимая воду у белков и слизистых веществ, превращая их в осадки, закупоривающие поры клеток и тем самым ухудшаетдиффузию <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Чем ниже концентрация спирта, тем легче он проникает внутрь клеток;

.   фармакологически неиндифферентен <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>; он оказывает как местное, так и общее действие, что необходимо учитывать при производстве извлечений;

.   горюч и огнеопасен.

Итак, спирт как экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> имеет более широкий диапазон извлечения БАВ <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, чем вода, причем его извлекающая способность зависит от концентрации. При экстрагировании этанолом <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> в концентрации не менее 70% получают вытяжки <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, свободные от биополимеров (белков, слизей, пектинов)[22].

Также в качестве экстрагентов применяются:

.   Ацетон (СН₃СOСН₃). Применяют как экстрагент <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> для алкалоидов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, смол, масел <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и др.

.   Этиловый эфир (СН₂Н₅ОС₂Н₅). Этилацетат в смеси с этанолом в соотношении (9:1) используют при жидкостной экстракции <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> флавоноидов в производстве фламина.

.   Хлороформ (СНСl₃) Является хорошим растворителем для многих лекарственных веществ: алкалоидов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, гликозидов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, масел <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и т.д.

.   Дихлорэтан (СН₂Сl CH₂Cl) в смеси с хлороформом (при плотности 1,315) применяется для экстрагирования <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> гликозидов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>.

.   Хлористый метилен (СН₂Сl₂). Применяется для экстрагирования <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> гидрофобных веществ <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>(гликозидов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, алкалоидов <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> и др.).

.   Метанол, метиловый или древесный спирт (СН₃ОН). Применяется при экстрагировании <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> кумаринов.

.   Масла растительные. Жирные масла обладают избирательной способностью как экстрагенты <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>.

.   Сжиженные газы. Перспективными для экстрагирования <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> являются предлагаемые в последнее время сжиженные газы: углерода диоксид, пропан, бутан, жидкий аммиак, хладоны (хлорфторпроизводные углеводородов) и др. Сжиженный углерода диоксид хорошо извлекает эфирные <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>, жирные масла и другие гидрофобные вещества <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html>. Гидрофильные вещества <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> хорошо экстрагируются сжиженными газами <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> с высокой диэлектрической проницаемостью <http://ztl.pp.ua/html/medication/gloss.html> (аммиак, метил хлористый, метиленоксид и др.)[22].