8.6. ЭКСТРАКТЫ
Экстракты – (от лат. Extractum – вытяжка, извлечение) представляют собой концентрированные вытяжки различной консистенции из растительного или животного сырья.
Они могут быть классифицированы в зависимости от консистенции на
экстракты жидкие (Extracta fluida) экстракты густые (Extracta spissa) и
экстракты сухие (Extracta sicca); или от используемого экстрагента: водные
(Extracta aquosa), спиртовые (Extracta spirituosa), эфирные (Extracta aetherea),
масляные (Extracta oleosa) и полученные с помощью сжиженных газов . Кроме того, выделяют стандартизованные экстракты (Extracta standartisata) или экс-
8.6.1. Жидкие экстракты Жидкие экстракты – это жидкие концентрированные водно-спиртовые
извлечения из ЛРС, получаемые в соотношении 1:1. На фармацевтических предприятиях жидкие экстракты готовят по массе (из 1 кг сырья получают 1 кг жидкого экстракта). Жидкие экстракты бывают только спиртовыми.
Жидкие экстракт нашли широкое распространение в фармацевтической промышленности, т.к. имеют следующие преимущества: 1) одинаковые соотношения между действующими веществами, содержащимися в лекарственном сырье и в готовом препарате; 2) удобство в отмеривании в условиях аптек; 3) возможность получения без применения выпаривания позволяет получить жидкие экстракты, содержащие летучие вещества (эфирные масла).
К недостаткам жидких экстрактов относятся: 1) насыщенность их сопутствующими веществами, извлеченными из растительного сырья; 2) появление осадков при незначительных понижениях температуры или частичном испарении спирта; 3) необходимость в герметической укупорке и хранении при температуре 15-20°С; 4) для получения жидких экстрактов используются большие объемы экстрагента, которые затем упаривают.
Поскольку экстракты являются концентрированными извлечениями, то для максимального извлечения БАВ используют заведомо избыточное количество экстрагента, которое затем необходимо упарить до соотношения 1:1 по отношению к массе сырья. Расчет количества экстрагента (Х) проводят по формуле:
где n – число объемов экстрагента, необходимое для полного истощения сырья (обычно требуется от 3 до 10 объемов экстрагента и зависит от свойств и экстрагируемости сырья);
V– требуемое количество экстракта, кг m – количество ЛРС, кг
К – коэффициент спиртопоглощения сырьем, показывающий количество спирта, удерживаемое 1 г сырья.
Если метод экстрагирования не предусматривает концентрирование извлечений, то n принимается, равным 1.
В качестве экстрагента при производстве жидких экстрактов обычно используют 50-70 % этанол, реже других концентраций.
Способы получения. Жидкие экстракты получают экстракционными методами перколяции, реперколяции (в различных вариантах), ремацерации в разных модификациях, противоточным экстрагированием. Жидкие экстракты могут быть получены путем растворения сухих или густых экстрактов. Метод применяется сравнительно редко, хотя заслуживает большего внедрения в практику ввиду сокращения времени технологического процесса. Технология приготовления сводится к растворению густого или сухого экстракта в соответствующем экстрагенте с последующей очисткой и стандартизацией. Лучшие по качеству жидкие экстракты получают при использовании методов приготовления, исключающих концентрирование (упаривание) вытяжек.
Концентрирование. Извлечения, которые после экстрагирования требуют концентрирования отпусков, подвергаются сгущению при помощи вакуумвыпарных установок, описанных в разделе «Густые и сухие экстракты».
Очистка извлечений. Полученные любым из описанных выше способов, извлечения в производстве жидких экстрактов отстаивают в течение не менее 2 суток при температуре не выше 10°С до получения прозрачной жидкости. Отстаивание иногда допускается проводить в присутствии адсорбентов, что способствует лучшей очистке и большей устойчивости при хранении и транспортировке. Отстоявшуюся, прозрачную часть извлечения фильтруют через друкфильтры, фильтр ХНИХФИ, фильтр-прессы или центрифугируют. В последнюю очередь фильтруют остаток извлечений с осадком. Профильтрованные вытяжки тщательно перемешивают и проводят стандартизацию.
Стандартизация. В жидких экстрактах содержание действующих веществ определяют инструментальными методами. Количественные показатели некоторых жидких экстрактов устанавливают по сумме экстрактивных веществ. Проводят проверку органолептических признаков, определяют содержание спирта, тяжелых металлов, а также точность дозирования, микробиологическую чистоту и плотность экстракта.
Хранение. Жидкие экстракты хранят в хорошо укупоренных флаконах при температуре 12-15°С, в защищенном от света месте.
Номенклатура наиболее часто выпускаемых жидких экстрактов приведена в таблице 8.2.
Таблица 8.2. Номенклатура жидких экстрактов и их основные показатели
Основные сведения о препарате
Флавоноиды. Кардиотоническое средство.
Флавоноиды, витамин К. Кровоостанавли-
Экстракт крапивы жидкий
Витамины. Кровеостанавливающее средство.
(E. Urticae fluidum )
Антрахиноновые гликозиды. Слабительное.
кий (E. Frangulae fluidum)
Экстракт кукурузных ры-
Флавоноиды, витамин К и др. Желче гонное
Витамины (К и др.). Кровоостанавливающее
при маточных, почечных и легочных крово-
Азулен, эфирное масло, комплекс БАВ. Вя-
жущее, противовоспалительное, ранозажив-
Экстракт родиолы жидкий
Фенолгликозиды. Тонизирующее средство.
(E. Rhodiolae fluidum)
Экстракт тимьяна жидкий
Эфирное масло, тимол. Муколитическое
(E. Thymi fluidum )
Витамин К, эфирное масло, содержащее азу-
лены. Кровоостанавливающее средство.
Экстракт чабреца жидкий
Эфирное масло, содержащее тимол и карвак-
(E. Thymi serpilli fluidum)
рол. Входит в состав отхаркивающего препа-
Сапонины тритерпеновые. Средство, стиму-
жидкий (E. Eleutherococci
Комплекс БАВ. Иммуностимулятор с проти-
пурной (E. Echinaceae
вовоспалительным и иммуномоделирующим
действием. Адаптогенное средство.
8.6.2. Густые и сухие экстракты Густые экстракты – это концентрированные извлечения из лекарствен-
ного сырья, представляющие собой вязкие массы с содержанием влаги не более 30% (согласно европейским требованиям) и 25% (согласно национального раздела ГФУ), полученные путем частичного упаривания используемого экстрагента. Они обычно не выливаются из сосуда, а растягиваются в нити, сливающиеся затем в сплошную массу.
Большинство густых экстрактов служит полупродуктами для получения различных лекарственных форм (таблеток, суппозиториев, мазей, сиропов и т.д.) и комбинированных препаратов.
К недостаткам густых экстрактов относится неудобство их использования, требующее определенных приемов отвешивания. К тому же, в сухом воздухе они подсыхают и становятся твердыми; во влажном воздухе – отсыревают и плесневеют. Поэтому они требуют герметичной упаковки.
Сухие экстракты – это концентрированные извлечения из лекарственного сырья, представляющие собой сыпучие массы с содержанием влаги не более 5%, полученные путем удалением используемого экстрагента. Их следует считать наиболее рациональным типом экстрактов. Они удобны в обращении, имеют минимально возможную массу. К недостаткам сухих экстрактов относится их высокая гигроскопичность, вследствие чего они превращаются в комкообразные массы, утрачивающие сыпучесть.
Сухие экстракты подразделяют на: 1) экстракты с лимитированным верхним пределом действующих веществ; 2) экстракты с нелимитированным верхним пределом действующих веществ.
Экстракты с лимитированным верхним пределом действующих веществ
получают из сырья, содержащего высокоактивные в биологическом отношении соединения. Такие экстракты должны содержать действующие вещества в строго определенном количестве. Этого добиваются добавлением наполнителей или смешиванием в определенных соотношениях экстрактов, содержащих действующие вещества больше и меньше нормы. В качестве наполнителей используют молочный сахар, глюкозу, декстрин картофельный и др. Наполнители чаще добавляют к высушенному продукту на стадии размола.
Экстракты с нелимитированным верхним пределом действующих ве-
ществ получают без добавления к ним наполнителей. Такие экстракты получают из лекарственного сырья, которое не содержит сильнодействующие вещества.
Способы получения. Процесс производства густых экстрактов включает три основные стадии: 1) получение вытяжки; 2) ее очистка и 3) сгущение.
Производство сухих экстрактов может быть осуществлено по двум сх е- мам. В первом случае процесс состоит из четырех стадий: 1) получение вытяжки; 2) очистка вытяжки; 3) сгущение вытяжки; 4) высушивание сгущенной вытяжки. Во втором случае процесс производства сухих экстрактов проводится, минуя стадию сгущения, и тогда он включает три стадии: 1) получение вытяжки; 2) очистка вытяжки; 3) высушивание жидкой или слегка сгущенной вытяжки. Высушивание жидкой вытяжки может проводиться в распылительных, сублимационных (лиофильных, молекулярных) или других сушилках. Слегка сгущенную вытяжку высушивают в вакуум-вальцовых сушилках.
Получение вытяжек. В производстве густых и сухих экстрактов для п о- лучения извлечений из сырья используют различные способы: 1) ремацерацию и ее варианты; 2) перколяцию; 3) реперколяцию; 4) циркуляционное экстрагирование; 5) противоточное экстрагирование в батарее перколяторов с циркуляционным перемешиванием; 6) непрерывное противоточное экстрагирование с перемещением сырья и экстрагента; а также другие методы, включающие измельчение сырья в среде экстрагента; вихревую экстракцию; экстракцию с использованием электромагнитных колебаний, ультразвука, электрических разрядов, электроплазмолиза, электродиализа и др.
Для получения густых и сухих экстрактов возможно использование широкого ассортимента растворителей с учетом специфических свойств извлекаемых веществ, поскольку экстрагент частично или полностью удаляется. В качестве экстрагентов в производстве густых и сухих экстрактов используют воду (в некоторых случаях горячую), водные растворы аммиака, хлороформную воду, этанол различных концентраций, органические растворители, сжиженные газы, растительные и минеральные масла.
Очистка вытяжек. В зависимости от характера балластных веществ и экстрагента, применяемого при получении густых и сухих экстрактов, используются разные методы удаления балластных веществ.
Очистка водных извлечений. При экстрагировании растительного материала водой или слабыми водно-спиртовыми растворами (20-40%) кроме действующих веществ извлекаются и такие балластные, как слизи, крахмал, сахара, пектиновые и белковые вещества, полисахариды, которые до упаривания должны быть обязательно удалены. Разлагаясь при хранении, эти примеси придают экстрактам нехарактерный запах и могут оказать нежелательное воздействие на БАВ. Для удаления балластных веществ из водных извлечений применяют следующие методы:
1. Простейшим из них является отстаивание при 8-10°С в течение 2-3 суток с последующей фильтрацией.
2. Тепловая денатурация. Для удаления белков водные извлечения кипятят при 100°С в течение 0,5-3 часов, если это позволяют действующие вещества. При этом большинство белковых веществ коагулируют, жидкость затем о т- стаивают, фильтруют. Для более полного их осаждения первичное извлечение упаривают до 1/2-1/4 объема, отстаивают 1 сутки и фильтруют или центрифугируют, после чего упаривают до готовности. Кипячение, к тому же, ведет к гидролизу полисахаридов, что осветляет раствор.
3. Адсорбция. Для интенсификации процесса отстаивания используют осветлители, такие как суспензия талька (2%), каолина (5%), бентонита, порошка целлюлозы и другие, которые адсорбируют на своей поверхности взвешенные частицы, пигменты, смолы. Укрупненные таким образом комочки быстрее оседают на дно. Для этой цели достаточно ограниченно применяется активированный уголь – он адсорбирует алкалоиды, гликозиды и другие действующие вещества и пигменты.
4. Дегидратация. Слизи, пектиновые вещества, белки и другие ВМС можно осадить из раствора с помощью спирта, т.е. провести спиртоочистку. При 60% и более содержании спирта происходит дегидратация молекул ВМС или мицелл коллоидов и выпадение их в осадок. Спирт добавляют: а) непосредственно к первичной вытяжке 2-3-х кратный объем 96% спирта (это зависит от количества извлечения, концентрации балластных веществ и их свойств); б) извлечение упаривают до 1/2 объема по отношении к массе исходного сырья, а затем добавляют 2-х кратный объем спирта по отношению к экстракту, оставляют на 5-6 дней при температуре 10°С. После отстаивания фильтрат фильтруют и упаривают.
Этанол, метанол, ацетон вызывают разрушение гидратной оболочки вокруг белковой молекулы, способствующей устойчивости белка и препятствующей его осаждению. Если у белковых молекул отнять молекулы воды, они на ч- нут слипаться, образуя более крупные частицы, которые оседают в виде осадка.
5. Высаливание – осаждение белков и углеводов из вытяжек за счет дегидратации при добавлении солей.
6. Осаждение солями тяжелых металлов . Для удаления ВМС из вытяжек применяют растворы тяжелых металлов (ацетат свинца, гидроксид меди и др.), образующие с белками нерастворимые соединения.
7. Создание изоэлектрической точки . Аминокислоты, входящие в состав белков, в связи с наличием карбоксильной и аминной групп обладают амфотерными свойствами. Изоэлектрическая точка – значение рН среды, при котором аминокислота нейтральна. В изоэлектрической точке белковые молекулы имеют, как правило, наименьшую растворимость и склонны к ассоциации.
8. Ферментация. Для удаления полисахаридов к извлечению добавляют ферменты, катализирующие процесс гидролиза по ацетальным связям до моно-
и олигосахаридов, содержание которых допустимо в экстрактах.
9. Диализ и электродиализ . Для отделения БАВ от балластных ВМС используют разницу их размеров. Белки и другие ВМС не проникают через поры полупроницаемой мембраны, на чем основан диализ и электродиализ.
Очистка спиртовых вытяжек. Спиртовые извлечения из растительного материала, как правило, содержат смолистые вещества, пигменты – антоцианы, каротины, хлорофилл, флавоны и другие балластные вещества (воски, стерины, церин, жиры и т.п.). Для их удаления проводят замену одного экстрагента другим. Для этого вначале при обычном давлении отгоняют спирт, а затем к остатку добавляют равный объем горячей воды, либо водные суспензии талька (2%) или каолина (3%) или другой осветитель. Тщательно перемешивают и после отставания, фильтрации либо центрифугирования, отгоняют растворитель. Отгонку ведут при пониженной температуре в вакууме. Вода в данном случае добавляется
для того, чтобы еще больше снизить к онцентрацию спирта, и таким образом уменьшить растворимость смол, жиров и пр. Тальк, каолин, бентонит хорошо адсорбируют выделившиеся из раствора капельки смол, утяжеляют их и этим способствуют более быстрому осветлению раствора. От взвешенных частиц ос-
вобождаются фильтрацией и центрифугированием на отстойных или фильтрующих центрифугах.
Очистка хлороформных вытяжек. Для таких вытяжек (экстрагент хлороформ, четыреххлористый углерод) также применяют метод замены экстрагента, например, неполярного полярным. При этом, к упаренной вытяжке (до половинного объема по отношению к массе исходного сырья) добавляют воду в количестве, равном массе сырья. Растворимые в хлороформе (четыреххлористом углероде) хлорофилл, смолистые вещества выпадают в осадок, т.к. они не растворяются в воде. Вытяжку отстаивают, фильтруют и подвергают дальнейшей обработке.
Для удаления смол и жироподобных примесей из извлечения полностью отгоняют органический экстрагент, который заменяют водой. В воду переводят биологически активные соединения, которые необходимо выделить (алкалоиды, гликозиды), а смолы как побочный продукт отделяют фильтрованием.
Сгущение вытяжек. Очищенные вытяжки упаривают под вакуумом при температуре 50-60°С и разрежении 80-87 кПа (600-650 мм.рт.ст.) до требуемой консистенции. При сгущении спиртовых вытяжек или вытяжек после спиртоочистки вначале отгоняют спирт, не включая вакуума. Аппаратура, используемая для упаривания вытяжек в фармацевтическом производстве, имеет свои особенности. Объясняется это тем, что в вытяжке содержатся БАВ, которые при упаривании могут осаждаться на стенках выпарных аппаратов, обогреваемых паром и терять свою активность из-за высокой температуры стенок. Поэтому аппараты, в которых нет циркуляции упариваемой вытяжки или она слабая (как в выпарном кубе) в фармацевтическом производстве применяют крайне редко. Предложенные в последние годы конструкции с интенсивной циркуляцией далеко не все широко используются в заводском производстве. Так высокоэффективный центробежный роторно-пленочный аппарат «Центритерм» хотя и показал высокую производительность в промышленности не нашел применения из-за возникающих в процессе работы вибраций и большого шумового эффекта.
Для концентрирования извлечений из ЛРС используют различные схемы выпарных установок периодического и непрерывного действия. Выбор типа выпарной установки определяется масштабами производства и целевым назначением. Наибольшее применение на этой стадии, как надежные в работе, высокоэффективные, удобные в обслуживании и мало энергоемкие нашли такие
Источник
