ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ

Испрользуемая для подготовки текста лекции

1. Д.А. Муравьева. Фармакогнозия. М., Медицина, 1978. 656 с.

2. Пашинский В.Г. Растения в терапии и профилактике болезней. Томск: Том. Университет, 1989. – 208 с.

3. Йорданов Д., Николов П. Фитотерапия. Медицина и физкультура., София.345 с.

4. Носаль М.А., Носаль И.М. Лекарственные растения в народной медецине. Внешиберика 1991 г.255 с..

Рекомендуемая обучаемым для самостоятельной работы по теме лекции

1. Завражанов В.И., Китаева Р.И. Лекарственные растения: Лечебное и профилактическое использование. Воронеж: ВГУ, 1993. – 480 с.

Технические средства обучения

- Мультимедийный проектор

- Слайды к лекции

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ

Extraho – лат. Извлекаю, вытягиваю.

Сущность извлечений (вытяжек) как препаратов заключается в том, что вместо высушенных растений в качестве лекарственных веществ применяются жидкие продукты, получаемые в результате обработки растительного сырья соответствующими растворителями (экстрагентами, извлекателями). Эта форма применения лекарственных растений, безусловно, рациональнее, чем применение самих растений, так как таким путем, во-первых, вводят в организм лекарственные вещества в растворенном состоянии, готовыми к всасыванию, и, во-вторых, исключают возможность обременения организма такими ненужными веществами, как клетчатка. Процессы извлечения имеют весьма большое значение. Путем извлечения получается основная группа галеновых препаратов — экстракты и настойки, а также новогаленовые препараты, полифракционные экстракты, вытяжки из свежих растений и ряд других препаратов.

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ИЗВЛЕЧЕНИЯ

В процессе извлечения преобладают диффузионные явления, основанные на выравнивании концентрации между растворителем (экстрагентом) и раствором веществ, содержащихся в клетке. Диффузией (diffusio – лат. распространение, растекание) называется обусловленный хаотическим движением молекул процесс постепенного взаимного проникновения двух веществ (жидких или газообразных), граничающих друг с другом и находящихся в макроскопическом покое. Явления диффузии зависят от кинетической энергии молекул. Чем она выше, тем интенсивнее протекает диффузионный процесс. Например, легко диффундируют друг в друга, поскольку их молекулы движутся с большими скоростями. В жидкостях и растворах, движение молекул более замедленно, и соответственно процесс диффузии ограничен.

Движущей силой диффузионного процесса является разность концентраций растворенных веществ в соприкасающихся жидкостях. Чем больше разница концентрации, тем большее количество вещества переместится при всех прочих равных условиях за одно и то же время. Скорость диффузии увеличивается при повышении температуры, поскольку при этом увеличивается скорость движения молекул. Скорость диффузии зависит от молекулярного веса вещества. Чем молекулы меньше (легче), тем с большими скоростями они движутся. Скорость диффузии приблизительно обратно пропорциональна квадрату молекулярного веса вещества. На диффузионный процесс, естественно, влияет величина поверхности, разделяющей вещества, а равно и толщина слоя, через который происходит диффузия. Очевидно, чем больше поверхность раздела, тем больше продиффундирует вещества, и чем толще слой, тем медленнее идет выравнивание концентрации. Наконец, перемещение вещества требует определенного времени. Чем дольше длится диффузия, тем больше вещества переходит из одной среды в другую.

Например, в подтверждение вышесказанного белковые и слизистые вещества, находящиеся в состоянии коллоидных растворов, диффундируют плохо, потому что их малекулы достаточно велики и соответственно достаточно медленно диффундируют. Совершенно другая картина наблюдается в растворах кристаллоидов, в которых вещество находится в состоянии молекулярной или ионно-молекулярной дисперсии. Эти вещества как имеющие относительно малые размеры частицы достаточно быстро диффундируют.

Разбираемые нами положения относятся к так называемой свободной диффузии, т. е. к такому случаю, когда между соприкасающимися растворами или жидкостями нет никаких перегородок. В процессе же извлечения дело обстоит значительно сложнее, так как жидкости отделены друг от друга клеточной стенкой, физиологическое состояние которой может быть различным.

Живая растительная клетка имеет пристенный слой протоплазмы большей или меньшей толщины. Этот пристенный слой протоплазмы накладывает особый отпечаток на свойства клеточной стенки как перегородки, отделяющей раствор внутри клетки (клеточный сок) от жидкости вне клетки. Пока протоплазма жива, клеточная стенка является полупроницаемой перегородкой, не пропускающей через себя наружу веществ, растворенных в клеточном соке. Например, сколько бы мы ни размачивали в холодной воде кусок только что выкопанного солодкового корня, обладающего приторно-сладким вкусом, вода не приобретет сладкого вкуса, так как клеточные стенки не пропустят растворенных в клеточном соке глицирризина и сахаристых веществ. В этом случае возможно лишь проникновение воды внутрь клетки - осмос.

Совершенно по другому ведет себя мертвая растительная клетка. Вследствие гибели протоплазмы клеточная стенка теряет характер полупроницаемой перегородки и начинает пропускать вещества в обе стороны. Иначе говоря, клеточная стенка приобретает свойства пористой перегородки, а извлечение — характер диализа, т. е. диффузии через пористую перегородку. Наличие пористой перегородки не приостанавливает диффузии, следовательно, законы, выведенные для свободной диффузии распространяется и на процесс извлечения

Таким образом, извлечение необходимо рассматривать как сложный процесс, состоящий из отдельных процессов: диализа, десорбции, растворения и свободной диффузии, протекающих самостоятельно и одновременно как единое целое, как один общий процесс.

Процесс извлечения начинается с проникновения экстрагента внутрь кусочков растительного сырья. По межклеточным ходам экстрагент достигает клеток и получает возможность продиффундировать через клеточные стенки (диализ). По мере проникновения экстрагента в клетку ее содержимое начинает набухать и переходить в раствор (десорбция и растворение). Затем ввиду большой разницы между концентрацией раствора в клетке и вне ее начинается переход растворенных или экстрактивных веществ в зкстрагент, находящийся вне клеток; следовательно, наблюдается явление диализа. Прошедшие через стенки вещества равномерно распределяются по всей массе экстрагента (свободная диффузия).

Необходимо добавить, что вещества, находящиеся в клетке с разорванными стенками, значительно легче извлекаются экстрагентом. Здесь имеет место простое вымывание.

В заключение пояснения вопросов экстрагирования необходимо подчеркнуть, что подавляющее большинство галеновых препаратов — вытяжек — приготавливается из лекарственного растительного сырья с умерщвленными клетками, стенки которых приобретают свойства пористой перегородки. Умерщвление клеток достигается их обезвоживанием. Основным методом обезвоживания лекарственного растительного сырья является его высушивание.

В случае получения галеновых препаратов из свежих растений клетки умерщвляют этиловым спиртом. Последний очень гигроскопичен и при соприкосновении с растительной клеткой обезвоживает ее, вызывая сильнейший плазмолиз. Умерщвление клеток сырья животного происхождения достигается теми же способами: сушкой и обезвоживанием спиртом и ацетоном.