Metode de extracţieMetodele de extracţie pentru prepararea soluţiilor extractive apoase

sunt: macerarea, infuzarea şi decocţia. Macerarea este o metodă de extragere la rece, în timp ce infuzarea şi decocţia se realizează la cald.

Macerarea reprezintă operaţia de dizolvare extractivă în care produsul vegetal mărunţit este pus în contact la temperatura camerei cu lichidul extractiv, apa sausoluţia conservantă un timp determinat şi agitând la anumite intervale de timp(5 - 6 ori) timp de 30 minute (la cele apoase).

Cu ajutorul acestei metode de extracţie se realizează o extracţie menajată, lentă şi incompletă, deoarece contactul solvent/produs vegetal este mic. O mare importanţă o are difuziunea solventului prin peretele celular. Pentru a favoriza acest fenomen, se prevede o agitare de 5 - 6 ori, pe toată durata de extracţie.

Avantajul acestei metode este o extracţie selectivă care se aplică la un număr mare de produse vegetale, în special la cele care conţin mucilagii - rădăcina de alteea, rădăcina de farfara, seminţele de in, lichen islamic (caraghen) sau tuber de Salep.

Cu cât timpul de extracţie este mai mare cu atât randamentul este mai bun; însă produsul vegetal nefiind în prealabil stabilizat au loc reacţii enzimatice ce descompun 2% principiile active; pot fi invadate de microorganisme, producând alterări -fermentaţii, apariţia de mucegaiuri. Astfel, timp limitat de extracţie devine limitat, 30 minute, recomandându-se folosirea de vase acoperite.

O variantă a macerării simple este macerarea circulantă, asemănătoare dizolvării per descensum.

Produsul vegetal mărunţit, spălat de impurităţile mecanice, în cantitate corespunzătoare se aduce într-un săculeţ de tifon la suprafaţa lichidului şi se suspendă în lichidul de extracţie. La zona de contact se formează o soluţie extractivă mai concentrată ce ajunge la baza vasului datorită greutăţii şi o nouă porţiune de solvent îi ia locul. Nu mai este necesară agitarea, deoarece se separă lichidul extractiv de reziduu. Metoda are dezavantajul unui randament mic de extracţie.

Pentru majoritatea produselor vegetale ce conţin mucilagii, extracţia la cald creşte conţinutul în mucilagii, cu excepţia mucilagiilor din tuber de Salep; totuşi se recomandă extracţia prin macerare, când în produsul vegetal

1

sunt prezente componente - materii balast, ce se extrag în cantitate mai mare şi după răcire măresc vâscozitatea soluţiei(amidonul).

Mucilagiile fiind uşor solubile şi la rece, extracţia se poate face prin macerare.

În ceea ce priveşte stabilitatea maceratelor, acestea pot fi uşor invadate de microorganisme, de aceea F.R. X recomandă pentru o cantitate mai mare de 100 g adăugarea unui amestec nipagin: nipasol (3:1) în concentraţie de 0,1% (Soluţie conservantă conform F.R. IX). Studiile au demonstrat că este bine prepararea cu soluţie conservantă care nu va micşora randamentul de extracţie.

Infuzarea, metodă de extracţie la cald, este o dizolvare extractivă, în care produsul vegetal mărunţit şi umectat în prealabil, este pus în contact cu apa adusă la fierbere şi menţinut în vas acoperit, la temperatura camerei, timp de 30 minute. Menţionăm ca soluţia extractivă se separă de reziduu, în momentul separării soluţia extractivă ajunge la temperatura camerei, deci de la 80 - 900C în cursul celor 30 minute se ajunge la 40 - 300C.

Este absolut necesară umectarea cu apă sau cu alcool(la produsele vegetale ce conţin uleiuri volatile) când are loc îmbibarea membranelor celulare care devin mai permeabile, facilitând fenomenul de difuziune - osmoză, la extracţia propriu-zisă.

Prin umectare se elimină aerul din ţesutul vegetal mărunţit, evitându-se fenomenul de flotare(produsul vegetal prin absorbţia de aer este mai uşor, plutind la suprafaţa lichidului); de asemenea se evită fixarea particulelor de produs pe pereţii recipientului la turnarea apei în fierbere (excepţie la frunzele de digitală care nu se umectează).

Infuzarea se aplică la extracţia principiilor active din produse vegetale cu ţesuturi friabile: flori, frunze, ierburi.

Decocţia sau extracţia propriu-zisă are loc la o temperatură mai ridicată ca la infuzare. Este tot o metodă de dizolvare - extractivă prin care produsul vegetal umectat este pus în contact cu apă adusă la fierbere şi menţinut la 900C prin aducerea vasului acoperit în baia de apă. Această metodă se aplică la extragerea principiilor active termostabile, din produse vegetale cu structură dură: rădăcini, rizomi, scoarţe, seminţe, fructe şi frunze coriace.

Mediul de extracţie poate fi apa acidulată cu acid clorhidric, acid citric şi acid tartric, în cantitate egală cu conţinutul în alcaloizi, excepţie este la coaja de China, la care se foloseşte 1,5 părţi acid clorhidric pentru 1

2

parte alcaloid.Pentru produsele ce conţin saponine acide, extracţia se face prin

alcalinizarea apei cu 1 parte NaHCO3 pentru 10 parte produs vegetal.Soluţiile extractive apoase sunt preparate la receptură şi au o

stabilitate redusă. Iată de ce se prepară la nevoie, iar pentru toate F.R. X recomandă adăugarea de nipagin: nipasol (3:1) 0,1g%.

Comparativ cu soluţiile extractive alcoolice(extracte fluide şi tincturi), soluţiile extractive apoase sunt mult mai diluate.

Formularea şi eliberarea lor ca atare, se face foarte rar, ele intrând în compoziţia unor formule magistrale, în preparate de uz intern, folosite ca vehicul asociate cu sirop, tincturi şi în preparate de uz extern: clisme, spălături, gargarisme, asociate cu alte componente. Pot fi preparate şi de bolnav, dintr-un produs vegetal sau amestecuri de produse vegetale, numite specii sau ceaiuri medicinale, comercializate în plicuri unidoză, fie un ambalaj în care sunt amestecate în anumite proporţii şi se indică pe ambalaj modul de preparare, recomandându-se o fierbere mai îndelungată pentru produsele vegetale dure.

Digestia este o extracţie la cald, cu un solvent lipofil, respectiv un ulei vegetal. Deci este o dizolvare extractivă prin care un produs vegetal sau animal, mărunţit, umectat este menţinut în contact cu un lichid extractiv. Amestecul este încălzit sub punctul de fierbere al solventului, un timp determinat de la 1 oră la câteva ore, uneori chiar zile.

Mărunţirea produsului vegetal trebuie să fie cât mai avansată pentru că solventul lipofil nu are capacitate de a traversa membrana celulară, este deci o metoda de extracţie prin dizolvare directă fiind necesară umectarea cu alcool sauamestec alcool - eter, alcool - amoniac, acesta din urmă facilitând trecerea alcaloizilor din produsul vegetal din sărurile sub care se găsesc în plantă, în alcaloizi bază, care în timpul digerării trec în ulei. Extracţia are loc la temperatura de 60-700C, timp de 2-6 ore. Amestecul se agită în timpul digestiei.

Digestia se foloseşte pentru extragerea principiilor active din frunzele Hiosciam, iarba de sunătoare, uneori din florile de muşeţel, muguri de plop.

Se obţin lichide limpezi, colorate în funcţie de componente, cu miros caracteristic, se alterează uşor datorită râncezirii uleiului. Se prepară mai rar.

3

Metode de extracţie aplicate la obţinerea preparatelor extractive alcoolice

Principalele operaţii pentru formele farmaceutice alcoolice, hidroalcoolice, eteroalcoolice, eterice, respectiv tincturi şi extracte: macerarea şi percolarea.

Macerarea este aplicată şi ca operaţie intermediară la prepararea soluţiilor extractive prin alte procedee – percolarea.

Timpul de extracţie cu alcool, alcool şi apă este de 10 zile, agitând de 3-4 ori pe zi.

Este un procedeu de extracţie static, realizându-se un contact unic solvent/ produs vegetal.

După o perioadă de extracţie mai activă datorită pătrunderii solventului prin pereţi şi difuziunii soluţiei mai concentrate în exterior, se stabileşte un echilibru între cele două concentraţii, din interiorul şi exteriorul produsului vegetal şi dizolvarea extractivă stagnează.

Pentru a mări randamentul de extracţie s-au făcut modificări ale macerării simple, în care produsul vegetal este în contact cu întreaga cantitate de solvent.

Procedeul de macerare repetată este cea mai simplă fiind macerarea dublă. Solventul este împărţit în 2 sau mai multe porţiuni.

Produsul vegetal se tratează cu prima porţiune, după un timp de contact se separă soluţia extractivă şi reziduul este tratat cu cealaltă porţiune de solvent.

În final, se reunesc soluţiile extractive, se menţin un timp în repaus la temperatura 5-100C, apoi se filtrează.

Cele două porţiuni pot fi egale, sau una 2/3 şi alta 1/3, 3/4 şi 1/4, sau 4 /5 şi 1/5.

La macerarea repetată, solventul se împarte în mai multe porţiuni (5-6) egale între ele. Se procedează la fel, se reunesc, se lasă în repaus apoi se filtrează. Se realizează un contact multiplu.

Acestea sunt procedee statice, agitând doar din timp în timp amestecul. Pentru un randament mai bun, extracţia este accelerată prin agitare continuă utilizand diferite tehnici de agitare; cu ajiutorul unui omogenizator tip mixer (turboextracţie) sau agitarea cu vibraţii electromagnetice (vibroextracţie).

4

Turboextracţie - agitarea în aparate de tip mixer, ce lucrează cu viteze mari de 10.000 rotaţii pe minut.

Deşi se lucrează la temperatura normală, amestecul se încălzeşte ca urmare a acţiunii mecanice de agitare, sau datorită transmiterii căldurii de la motorul care acţionează dispozitivul de agitare, se recomandă utilizarea de turboextractoare cu pereţi dubli, prin care circulă un lichid de răcire.

În lipsa pereţilor dublii se recomandă oprirea extracţiei pentru răcirea amestecului.

Dispozitivele de amestecare cu tijă elimină încălzirea. Durata de amestecare depinde de structura produsului vegetal şi este de obicei de 5-10 minute.

Vibroextracţia realizează agitarea cu vibraţii electromagnetice de frecvenţă mare şi amplitudine mică. Se obţin randamente similare sau superioare celor de la turboextracţie, nu se produce căldură, durează l0 - 15 minute. Vasul de extracţie este constituit dintr-un recipient din inox, închis cu capac în care este adus produsul vegetal împreună cu solventul; la partea superioară a aparatului se află un dispozitiv ce produce vibraţii electromagnetice şi la care se montează un ax prevăzut la partea inferioară cu un disc sau con din inox, prevăzut cu perforaţii.

În timpul funcţionării se produce turbulenţă agitând amestecul şi produsul vegetal parţial sfărâmat. Extracţia este accelerată prin agitare datorită vibraţiilor. Apare un fenomen de cavitaţie explicat prin formarea unor goluri din interiorul lichidului aflat în mişcare. Acestea se umplu cu vapori când presiunea lichidului este inferioară presiunii de vapori.

Aparatul Ultra-turax este un dispozitiv ce realizează aspirarea amestecului produsul vegetal - solvent, într-o cameră de turbulenţă.

Percolarea – este un procedeu de extracţie aplicat mai ales în industrie. Se utilizează recipiente cilindrice sau conice care au un dispozitiv de eliminare a lichidului extractiv şi de reglare a debitului, numite percolatoare.

5

Fig.nr.9. Percolator folosit în laborator

6

Denumirea de percolator provine de la cuvintele din limba latină: per – prin şi colare – a curge picătură cu picătură. Lichidul care se obţine prin această metodă poartă numele de percolat.Această metodă prezintă următoarele avantaje:- necesită cantităţi minime de solvent pentru epuizarea produsului vegetal;- reduce la minim pierderile de lichid extractiv;- se ajunge la o epuizare completă a produsului vegetal.Fazele procesului de percolare sunt:- livrarea materiilor prime;- cântărirea produsului vegetal şi a solventului;- mărunţirea şi umectarea produsului vegetal;- introducerea amestecului umectat de drog vegetal în percolator;- adăugarea solventului;- macerarea produsului vegetal cu solvent;- percolarea propriu-zisă;- colectarea de diferite fracţiuni de lichid extractiv;- amestecarea percolatelor;- depozitarea 2 până la 6 zile a soluţiei extractive, urmată de decantare şi filtrare;- condiţionare, ambalare, depozitare.

Este recomandat să se efectueze controlul calităţii soluţiilor pe tot parcursul procedeului de fabricare, precum şi pentru produsul finit.

Pentru a creşterea randamentul de extracţie prin percolare la ora actuală, în industrie, se folosesc variante îmbunătăţite ale acestei metode de extracţie: repercolarea, diacolarea, evacolarea şi mulcolarea.

Repercolarea sau percolarea fracţionată este procesul de extracţie care utilizează o cantitate limitată de solvent şi se aplică la obţinerea extractelor fluide care conţin uleiuri sau substanţe volatile, deci componente termolabile.

Avantajul acestei metode constă în eliminarea fazei de concentrare a unei părţi a soluţiei extractive, faţă de percolarea obişnuită unde ultima porţiune de soluţie extractivă se supune concentrării.

În principiu, se porneşte de la o cantitate de 1.000,00g produs vegetal repartizată în 3 percolatoare: în primul percolator se aduc 500,00g de produs vegetal; în al doilea percolator 300,00g; iar în al treilea percolator 200,00g

7

produs vegetal.Percolatoarele sunt legate în serie între ele.În primul percolator se aduce solventul şi se culege o primă porţiune

mai concentrată de 200,00g soluţie extractivă. Se continuă percolarea adunându-se încă 3 porţiuni a 300,00g soluţie extractivă, din ce în ce mai diluate, cu care se face percolarea produsului vegetal din al II-lea percolator. Se culege o primă fracţiune de 300,00g soluţie extractivă mai concentrată, apoi 3 porţiuni a 200,00g mai diluate cu care se percolează produsul vegetal din al III-lea.

Fig.nr.10. Schema repercolării

Din al III-lea percolator se culeg 500,00g soluţie extractivă. Se reunesc cele 3 porţiuni, obţinându-se în total 1000,00g soluţie extractivă.

Se cunosc diferite variante ale repercolării, deosebindu-se între ele fie prin cantităţile de percolat obţinute, fie prin numărul de percolatoare folosite. Se pot folosi între 3-12 percolatoare, instalate în serie.

În fiecare percolator produsul vegetal împreună cu solventul se aduc prin partea superioară.

Pe măsură ce extracţia înaintează produsul vegetal îşi diminuează conţinutul în principii active. Când produsul vegetal este complet epuizat, este mai întâi presat, apoi îndepărtat, percolatorul încărcându-se cu o nouă porţiune de produs vegetal şi aşezat la sfârşitul seriei, al II-lea percolator devenind primul. Solventul pur va extrage principiile active din produsul

8

vegetal din al II-lea percolator, devenit primul şi apoi din celelalte percolatoare.

Astfel, are loc repercolareaa în curent continuu şi contact multiplu.Extragerea nu are loc nelimitat, când soluţia extractivă ajunge la o

concentraţie maximă în principii active(condiţionată de puterea de dizolvare a solventului) este scoasă din circuit şi se înlocuieşte cu o cantitate nouă de solvent.

Când tot produsul vegetal destinat pentru extracţie a fost epuizat se întrerupe ciclul de fabricaţie, se separă toate fracţiunile, apoi se reunesc. Excesul de solvent reţinut de produsul vegetal se separă şi se poate distila pentru a-l recupera.

Mai rămâne un reziduu care se amestecă cu porţiunile culese şi tot amestecul se concentrează la 500C sub vid până se obţine o cantitate de soluţie extractivă egală cu produsul vegetal luat în lucru.

Repercolarea se poate face şi la cald, cu solventul încălzit, în dispozitive amplasate la fiecare extractor.

Este o metodă cu randament bun, dar este complicată şi laborioasă.Diacolarea este realizată sub acţiunea presiunii.Produsul vegetal este introdus într-un percolator alcătuit din tuburi

cilindrice, cu diametrul mic, sub formă de coloane foarte înalte subţiri, plasate în serie; peste produsul vegetal solventul este adus de jos în sus, sub presiune.

Circulaţia lichidului extractiv datorită înălţimii mari a coloanei şi diametrul mic, se face lent; extracţia este optimă cu randament mare; cantitatea de soluţie extractivă este egală cu produsul vegetal supus extracţiei. Metoda este eficient de bună, dar necesită condiţii tehnice deosebite.

Evacolarea la fel ca şi mulcolarea se realizează în vid. La evacolare se foloseşte un singur percolator, în care produsul vegetal şi solventul sunt introduse prin partea superioară, iar lichidul extractiv este aspirat de sus în jos la partea inferioară, cu pompa de vid.

Coloana are un diametru mai mare.Mulcolarea este de fapt o variantă a evacolării, folosind o baterie de

evacola-toare, plasate în serie, solventul circulând deodată prin toate coloanele, de sus în jos, fiind aspirat.

9

Extracţia în contracurent este folosită în industrie, cu randamente bune; prin acest procedeu are loc deplasarea solventului cât şi a produsului vegetal în sens invers.

Sunt 2 tipuri de instalaţii:1. utilaje folosind sistemul tip baterie(asemănător repercolării);2. utilaje folosind sistemul cu spirală.

În primul caz extractoarele plasate în serie, sunt alimentate cu produsul vegetal pe la partea superioară şi cu solventul pe la partea inferioară, solventul fiind adus sub presiune.

Lichidul extractiv este colectat la partea superioară printr-un orificiu de evacuare, din apropierea gurii de alimentare. Lichidul extractiv este condus în al II-lea percolator, iar extracţia continuă. Când produsul vegetal din primul percolator este epuizat, percolatorul este golit şi se încarcă cu o nouă porţiune de produsul vegetal, instalându-l la sfârşitul seriei.

Circulaţia solventului şi a produsului vegetal se face de sus în jos şi de jos în sus, solventul pur, venind în contact cu produsul vegetal cel mai epuizat. Procesul este continuat până la obţinerea întregii cantităţi de soluţie extractivă. În aceste caz se stabileşte cantitatea de solvent încă de la început.

Umplerea şi golirea percolatorului necesită o manoperă complicată, fiind înlocuit cu un procedeu, de extracţie care funcţionează continuu, folosind sistemul cu spirală.

Acesta din urmă este format dintr-un cilindru închis, aşezat orizontal prevăzut la un capăt cu dispozitiv de alimentare, pentru produsul vegetal şi în cealaltă parte cu dispozitive de introducere a solventului, cu o gură de evacuare a soluţiei extractive şi evacuarea rezidiului.

Produsul vegetal este deplasat cu un dispozitiv spiralat, tip melc, în sens invers, cu dispozitivul de introducere a solventului. Produsul vegetal vine în contact cu solventul.

Solventul circulă de la stânga la dreapta, produsul vegetal amestecându-se cu solventul, reziduul se stoarce şi soluţia extractivă este culeasă în partea dreaptă jos. Se foloseşte o manta ce va permite extracţia la cald.

10