Оценка качества эфирномасличного сырья. Методы анализа

 

Анализ лекарственного растительного сырья, содержащего эфирные масла, кроме определения подлинности сырья, отсутствия примесей и дефектов, включает обязательное определение количественного содержания эфирного масла.

Количество эфирного масла в сырье определяют при приемке сырья и в процессе его хранения.

Согласно ГФ XI, вып. 1, с. 290-294, определение содержания эфирного масла проводят путем его перегонки (гидродистилляции) с водяным паром из растительного сырья. Содержание масла выражают в объемно-весовых процентах в пересчете на абсолютно сухое сырье.

Частная нормативная документация на конкретные виды сырья регламентирует массу навески сырья, время перегонки и нижний показатель содержания эфирного масла в сырье.

Метод количественного определения содержания эфирного масла в растительном сырье основан:

1) на физических свойствах эфирного масла - летучести и практической нерастворимости в воде;

2) на отсутствии химического взаимодействия эфирного масла и воды;

3) на законе Дальтона о парциальных давлениях. Согласно закону, смесь жидкостей закипает тогда, когда сумма их парциальных давлений достигает атмосферного давления. Следовательно, давление паров смеси жидкостей (вода + эфирное масло) достигнет атмосферного давления еще до кипения воды. Перегонка с парами воды при нормальном давлении (760 мм рт.ст.) протекает всегда при температуре ниже 100 °С, что позволяет избежать деструкции компонентов эфирного масла.

Например, смесь скипидара и воды будет перегоняться при атмосферном давлении при температуре 95 °С (вместо 160 °С для пинена - основного компонента скипидара и 100 °С для воды).

Прибор для количественного определения эфирного масла (прибор Клевенджера) состоит из экстракционной колбы, соединенной с обратным холодильником и приемника, в основе которого V-образная трубка. Приемник работает по принципу сообщающихся сосудов: эфирное масло собирается на поверхности воды, избыток воды по узкому и более низкому колену возвращается обратно в колбу.

прибор Клевенджера

 

Согласно ГФ XI, вып. 1, с. 290 (раздел «Общие методы анализа»), определение проводят одним из 4 методов в зависимости от количества в сырье эфирного масла, его состава, плотности и термолабильности.

Метод 1 и 2 применяют, если эфирное масло имеет плотность меньше 1 и не растворяется в воде.

Метод 3 и 4 применяют для сырья, содержащего эфирное масло, которое при перегонке претерпевает изменения, образует эмульсию, легко загустевает или имеет плотность, близкую к единице.

Метод 1 (метод Гинзберга) применяют для сырья, где много эфирного масла, масло термостабильное, в его составе преобладают моно- и бициклические монотерпеноиды. Приемник для сбора эфирного масла помещается в экстракционной колбе. Этим методом определяют содержание эфирного масла в сырье можжевельника, мяты, шалфея, эвкалипта, тмина.

прибор Гинзберга

 

Метод 2 (метод Клевенджера) используют, когда сырье содержит эфирного масла менее 0,2-0,3 %. Этот метод дает меньшую ошибку опыта. Приемник вынесен за пределы экстракционной колбы, что позволяет определить в сырье содержание термолабильного эфирного масла. Этим методом определяют содержание эфирного масла в сырье ромашки, тмина, мяты, шалфея, эвкалипта.

Метод 3 (метод Клевенджера). Используется прибор Клевенджера. В приемник добавляют органический растворитель для разрушения эмульсии или растворения загустевшего или тяжелого масла. Этим методом определяют эфирное масло в сырье аниса, аира и тысячелистника.

Метод 4 впервые включен в ГФ XI и отличается от метода 3 возможностью контролировать температуру конденсации. Во время гидродистилляции температура в отстойнике не должна превышать 25 °С.

Этапы количественного определения:

· подготовительный: измельчают сырье в третьей аналитической пробе до размера частиц, указанного в нормативной документации, берут две точные навески сырья, отмеряют воду очищенную, собирают прибор;

· гидродистилляция: эфирномасличное сырье с водой нагревают в колбе на колбонагревателе, конденсат эфирного масла собирают в приемнике;

· расчет результатов: замеряют объем эфирного масла, рассчитывают процентное содержание масла в сырье, сравнивают полученный показатель с нормативным документом.

Для побегов багульника болотного (ГФ XI, вып. 2, с. 227) даны два показателя содержания эфирного масла в сырье:

· если сырье предназначено для получения экстемпоральных лекарственных форм, то эфирного масла должно быть не менее 0,1 %;

· если сырье предназначено для получения препарата ледина, то эфирного масла должно быть не менее 0,7 %. В таком эфирном масле дополнительно определяют содержание ледола методом газо-жидкостной хроматографии. Ледола должно быть не менее 17 %.

 

Анализ эфирных масел

 

Эфирные масла, которые используют в медицинской практике, должны быть стандартизованы, т.е. должны отвечать требованиям НД.

Общая статья методического плана - «Olea aetherea» (ГФ XI, вып. 1, с. 287) регламентирует приемы и порядок выполнения анализа. Частные статьи на конкретные эфирные масла включены в ГФ XI, X и IX издания.

Для эфирных масел устанавливают подлинность и доброкачественность.

Подлинность эфирного масла подтверждают органолептические показатели и числовые показатели.

Органолептические показатели - это цвет, вкус и запах.

Цвет (и прозрачность) эфирного масла определяют, поместив 10 мл масла в цилиндр из прозрачного бесцветного стекла диаметром 2-3 см, наблюдая в проходящем свете.

Запах определяют, нанеся около 0,1 мл (2 капли) масла на полоску фильтровальной бумаги размером 12×5 см. Масло не должно смачивать края бумаги. Сравнивают запах испытуемого образца с запахом образца контрольного в течение 1 часа. Сначала ощущается запах всего «букета» веществ, а затем постепенно часть легко летучих веществ испаряется, и при последующих определениях через каждые 15 минут запах будет меняться. Сравнение с эталоном позволяет установить идентичность испытуемого масла. Может быть обнаружена примесь других масел или душистых веществ.

Вкус определяют, прикладывая к языку полоску фильтровальной бумаги с нанесенной на нее каплей масла, или смешивают 1 каплю эфирного масла с 1 г сахарной пудры и пробуют на язык.

Числовые показатели - это физические и химические константы. Физические константы - это растворимость, температура затвердевания, плотность, показатель преломления, угол вращения плоскости поляризации.

Растворимость определяют в мерном цилиндре, в который наливают 1 мл масла и постепенно по 0,1 мл из бюретки приливают растворитель, указанный в частной нормативной документации. Тщательно взбалтывают. Отмечают полное растворение эфирного масла. Определение ведут при 20 °С.

Температуру затвердевания (кристаллизации) определяют в приборе Жукова.

Плотность определяют с помощью пикнометра.

Показатель преломления определяют с помощью рефрактометра.

Угол вращения плоскости поляризации определяют в поляриметре.

Определение ведут по общепринятым в аналитической химии методикам (ГФ XI, вып. 1).

Химические константы - это кислотное число, эфирное число, эфирное число после ацетилирования. Химические константы - показатели и подлинности, и доброкачественности.

Кислотное число (к.ч.) - это количество мг калия гидроксида, необходимое для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г эфирного масла. Определяют методом алкалиметрического прямого титрования.

Эфирное число (э.ч.) - это количество мг калия гидроксида, пошедшее на омыление сложных эфиров, содержащихся в 1 г эфирного масла. Определяют методом обратного алкалиметрического титрования.

геранилацетат

(масло кориандра)

 

Индикатор – фенолфталеин.

Эфирное число после ацетилирования (э.ч.п.а.) - это количество мг калия гидроксида, необходимое для омыления суммы сложных эфиров, содержащихся первоначально в 1 г масла и образовавшихся при ацетилировании. Определяют методом обратного титрования после ацетилирования компонентов эфирного масла уксусным ангидридом.

Например, в мятном масле более 4 % сложных эфиров ментола с уксусной и валериановой кислотами и свыше 46 % свободного ментола.

 

Уксусную кислоту отмывают водой. Далее в ацетилированном масле определяют эфирное число.

 

 

По разности э.ч. и э.ч.п.а. определяют количество свободных спиртов.

Доброкачественность эфирного масла: определяют наличие основных компонентов масла и отсутствие примесей.

Основные компоненты эфирного масла - это кислоты, сложные эфиры, спирты, фенолы и отдельные компоненты (цитраль, цинеол и др.). Их количество находится в определенных пределах для каждого масла.

О содержании кислот, эфиров и спиртов судят по химическим константам. Химические константы - показатели как подлинности, так и доброкачественности.

Содержание фенолов (ГФ XI, общая статья) определяют в объемных процентах по убыли объема эфирного масла, взятого для исследования, после удаления из него фенолов (в форме растворимых в воде фенолятов при встряхивании эфирного масла с 5 % раствором натрия гидроксида). Определение ведут в кассиевой колбе.

Отдельные компонентыэфирных масел определяют по методикам частной нормативной документации на каждое конкретное эфирное масло.

Например, содержание альдегидов в лимонном масле (ГФ XI, вып. 1, с. 342) определяют методом обратного титрования. Метод основан на способности цитраля реагировать с гидроксиламина гидрохлоридом с образованием оксима, при этом отщепляется хлористый водород в количествах, эквивалентных цитралю:

 

Выделившийся хлористый водород титруют 0,5 н спиртовым раствором калия гидроксида.

 

Примеси в эфирном маслеразличают посторонние (подмеси) и собственные - продукты окисления эфирного масла.

Примесь спирта, жирного масла и воды определяют специальными пробами. Примесь терпентинного масла, воска, продуктов окисления и др. можно определить только по изменению органолептических и числовых показателей.

Специальные пробы:

Спирт (этанол):

1) 2-3 капли эфирного масла наносят на воду на часовом стекле. Наблюдают на черном фоне. Не должно быть заметного помутнения вокруг капель масла.

2) 1мл масла в пробирке нагревают до кипения. Пробирка должна быть закрыта ватой с кристаллом фуксина. Пары спирта растворяют фуксин. Не должно быть фиолетово-розового окрашивания ваты.

Жирные и минеральные масла: 1 мл эфирного масла взбалтывают в пробирке с 10 мл спирта; не должно быть помутнения и капель жирного масла.

Вода: определяют методом дистилляции.

Примесь восков, вазелина, жирных масел, высокомолекулярных терпенов, спирта снижает показатель преломления, угол вращения плоскости поляризации, плотность эфирного масла. При растворении в спирте (этаноле) углеводороды всплывут наверх, а жирное масло каплями опустится на дно.

Продукты окисления компонентов эфирного масла изменяют органолептические показатели, улучшают растворимость в спирте 70-96 %, увеличивают показатель плотности, показатель преломления, увеличивают кислотное число и уменьшают эфирное число и эфирное число после ацетилирования.

Окисление анетолав эфирном масле аниса и фенхеля до анисового альдегидаи анисовой кислотыприводит к резкому снижению температуры затвердевания (доброкачественное анисовое масло кристаллизуется при температуре не менее 15 °С, фенхелевое масло - не менее 3 °С по ГФ Х).

Если анализ эфирного масла проводят в научных целях, то сумму компонентов эфирного масла исследуют подробно. Для этого фракции эфирных масел исследуют с помощью различных хроматографических и спектрометрических методов, в том числе используются электронная спектроскопия, ИК-спектроскопия и ЯМР-спектроскопия.