Метод холодной экстракции лекарственных трав

Метод холодной экстракции лекарственных трав

Благодаря содержанию биологически активных соединений растения семейства Яснотковые используются как лекарственные в медицине, как эфироносы в парфюмерии, как пряно-ароматические в пищевой промышленности и являются ценными медоносами. Представители семейства Яснотковые издавна широко использовались в народной и научной медицине. В большей степени их лечебные свойства обуславливаются наличием эфирных масел, которые накапливаются в растениях [1]. Однако в последнее время внимание ученых привлекают также антиоксидантные свойства растений данного семейства [2]. К соединениям с антиоксидантными функциями относятся и полифенолы. Полифенолы представляют собой многочисленный класс природных соединений, многообразие которых обуславливается главным образом строением агликона (степенью окисленности трехуглеродного фрагмента, положением бокового фенильного радикала, величиной гетероцикла и другими признаками), а также составом гликозидного фрагмента [3].

До настоящего времени разработка единственного стандартного метода для эффективной и быстрой экстракции полифенолов из матриц растений остается проблемой [4]. Выделяют несколько основных подходов: во-первых, это так называемые «традиционные методы», основанные на способности фенольных соединений хорошо растворяться в водно-спиртовых растворах, во-вторых, это методы, относящиеся к направлению «зеленой химии». К этой группе методов относятся ультразвуковая, микроволновая экстракция, экстракция сверхкритическими флюидами, СО2-экстракция [4–6].

Целью работы явилось исследование эффективности различных методов экстракции полифенолов (жидкостной водно-спиртовой, ультразвуковой водно-спиртовой, ультразвуковой мицеллярной) из растений семейства Яснотковые: мяты луговой, шалфея лекарственного, иссопа лекарственного, лаванды узколистной, чабера садового.

Материалы и методы исследования

В качестве объекта исследования использовали растения душицы обыкновенной (Origanum vulgare L.), мяты луговой (Mеntha arvеnsis L.), шалфея лекарственного (Salvia officinalis L.), иссопа лекарственного (Hyssopus officinalis L.), лаванды узколистной (Lavandula angustifolia Mill.), чабера садового (Satureia hortensis L.), собранные в период массового цветения на территории Ботанического сада БФУ им. И. Канта в 2016 г. Растения высушивали до постоянного веса при 60 °С, измельчали и хранили в темном месте при комнатной температуре.

Экстракцию полифенолов осуществляли классическим методом жидкостной экстракции с использованием водно-спиртовых растворов и методами, основанными на использовании ультразвука (с использованием в качестве экстрагентов водно-спиртовых растворов и водных растворов додецилсульфата натрия SDS). В качестве источника ультразвука использовали ультразвуковой гомогенизатор LABSONIC M (Sartorius, Германия).

Предварительно были подобраны оптимальные условия экстракции полифенолов данными методами из растительного материала, на примере душицы обыкновенной. Дизайн эксперимента осуществляли статистическому трехуровневому пятифакторному плану Бокса-Бенкена с использованием программного обеспечения Minitab 17 (MINITAB Inc., США). Бокс-Бенкен дизайн относится к группе методов, основанных на расчёте поверхностей отклика и позволяющих проводить исследования по оптимизации условий с наименьшим количеством экспериментов по сравнению с другими статистическими подходами [7]. Для жидкостной водно-спиртовой экстракции (ЖВСЭ) оптимальными являлись следующие параметры: рН – 3,0; температура – 60 °С; соотношение этанол: вода – 50,0 %; время – 48,7 мин; соотношение экстрагент: навеска – 31,3. Для ультразвуковой водно-спиртовой экстракции (УВСЭ): соотношение этанол: вода – 50,0 %; рН – 7,0; время – 15 мин; амплитуда – 80 %; цикл – 0,8 с. Для ультразвуковой мицеллярной экстракции (УМЭ): концентрация SDS – 86,4 ммоль/л; время – 15,0 мин; амплитуда – 63,8 %; цикл – 0,8 с; соотношение экстрагент: навеска – 10,0.

Эффективность экстракции фенольных соединений оценивали по суммарному содержанию полифенолов, которое определяли спектрофотометрическим методом [8]. Количественное определение полифенолов основано на реакции образования берлинской лазури. В кислой среде фенольные соединения стехиометрически восстанавливают гексацианоферрат (III) калия до гексацианоферрата (II) калия, который в присутствии ионов трехвалентного железа образует окрашенное соединение (берлинская лазурь) с максимумом поглощения при 720 нм. Определение оптической плотности проводили на спектрофотометре Shimadzu UV-3600 (Shimadzu, Япония).

Для каждого вида экстракции эксперимент повторяли три раза. В таблицах и на рисунках приведены средние значения содержания полифенолов, выраженные на грамм сухого веса, с указанием стандартного отклонения. Достоверность различий между средними оценивали по критерию Тьюкки – Крамера (HSD). Достоверно различимые средние на рисунках обозначены различными строчными латинскими буквами.

Результаты исследования и их обсуждение

На сегодняшний день отсутствует единственный стандартный метод эффективной и быстрой экстракции полифенолов из матриц растений. Это в первую очередь связано с тем, что полифенолы представляют собой широкий класс соединений, включающий такие группы, как мономерные фенольные соединения, оксибензойные кислоты, оксикоричные кислоты, кумарины, флавоноиды [3]. В данной работе исследовали возможность использования для извлечения суммы полифенолов из растительной матрицы трех методов: жидкостной водно-спиртовой, ультразвуковой водно-спиртовой, ультразвуковой мицеллярной экстракции. Результаты исследования экстракции полифенолов из растений мяты луговой представлены на рис. 1.

Рис. 1. Содержания полифенолов при использовании различных методов экстракции данных соединений из растений мяты луговой

Рис. 2. Содержания полифенолов при использовании различных методов экстракции данных соединений из растений шалфея лекарственного

Рис. 3. Содержания полифенолов при использовании различных методов экстракции данных соединений из растений чабера садового

Как видно из представленных на рис. 1 данных, максимальный выход полифенолов наблюдался при использовании ультразвуковой мицеллярной экстракции (22,3 ± 1,2 мг/г). Между жидкостной и ультразвуковой водно-спиртовой экстракцией достоверных различий не установлено. Уровень полифенолов при использовании данных методов составил от 16,8 до 18,2 мг/г.

На рис. 2 представлены результаты исследований экстракции полифенолов из растений шалфея лекарственного. Наименьший выход полифенолов (19,2 ± 1,2 мг/г) из растительной матрицы наблюдался при использовании «традиционного метода» экстракции – жидкостной водно-спиртовой. При этом достоверных различий для мицеллярной и водно-спиртовой ультразвуковой экстракции выявлено не было. Уровень полифенолов варьировал в пределах от 25,1 до 29,3 мг/г.

Аналогичные результаты получены и при исследовании экстракции полифенолов из растений чабера садового (рис. 3). Максимальное содержание полифенолов определено при использовании метода ультразвуковой водно-спиртовой экстракции и мицеллярной ультразвуковой экстракции (17,8 ± 1,5 и 18,2 ± 1,4 мг/г соответственно). Достоверно более низкие значения получены при экстракции полифенолов «традиционным» методом – 14,3 ± 0,78 мг/г.

На рис. 4 представлены результаты исследования экстракции полифенолов из растений иссопа лекарственного. Как видно из представленных на рис. 4 данных, достоверные различия в эффективности извлечения выявлены для всех трех видов экстракции. При этом максимальный выход наблюдался для ультразвуковой мицеллярной экстракции (42,7 ± 3,2 мг/г). Минимальное содержание полифенолов было определено при использовании жидкостной водно-спиртовой экстракции – 24,9 ± 1,4 мг/г. Также стоит отметить, что растения иссопа лекарственного отличались примерно в 2–3 раза более высоким уровнем полифенолов по сравнению с другими исследованными видами растений семейства Яснотковые.

На рис. 5 представлены результаты исследования экстракции полифенолов из растений лаванды узколистной. Данный вид растений характеризовался минимальным содержанием полифенолов. Их уровень не превышал 10 мг/г. Кроме того, при использовании различных подходов к экстракции полифенолов из растений данного вида не было уставлено достоверных различий.

Как правило, при экстракции биологически активных соединений из растительной матрицы используют органические растворители, в частности растворы этанола или метанола. Однако развитие технологий так называемой «зеленой химии» основывается на постепенном отказе от такого рода веществ, поэтому в последнее время особое внимание при проведении процедур экстракции уделяется исследованиям возможности использования в качестве экстрагентов поверхностно-активных соединений и их мицеллярных растворов [9]. В ходе нашей работы было показано, что использование в качестве экстрагента растворов додецилсульфата натрия (SDS) позволяет эффективно проводить экстракцию полифенолов из пряно-вкусовых растений семейства Яснотковые.

Рис. 4. Содержания полифенолов при использовании различных методов экстракции данных соединений из растений иссопа лекарственного

Рис. 5. Содержания полифенолов при использовании различных методов экстракции данных соединений из растений лаванды узколистной

Активно также внедряется в практику экстрагирования биологически активных растительных компонентов использование ультразвукового воздействия, которое позволяет сократить разрушение термически неустойчивых соединений и уменьшить время экстракции без потери выхода нужного вещества. Так, показана эффективность использования ультразвука при экстракции полифенолов из апельсинов [10], косточек винограда [11], листьев шалфея [12]. В ходе проведенных нами исследований было показано, что применение ультразвука позволяет сократить время экстракции. Так, при использовании «традиционного» метода жидкостной экстракции для достижения максимального выхода полифенолов оптимальное время составляло около 50 минут, тогда как при ультразвуковой экстракции – 15 минут.

Таким образом, было показано, что при экстракции полифенолов из пряно-вкусовых растений семейства Яснотковые использование в качестве экстрагентов поверхностно-активных веществ в комбинации с ультразвуковой экстракцией позволяет повысить эффективность извлечения полифенолов из растительного материала, что особенно наглядно было продемонстрировано для растений с более высоким уровнем биологически активных веществ фенольной природы.

Источник

Приготовление экстрактов лекарственных трав

В домашних условиях полезные вещества из растения можно вытянуть с помощью воды, масла или спирта, поэтому экстракты еще называют «вытяжками».

Описание
история

Фото
читателей (0)

Отзывы
читателей (0)

Видео
файлы (0)

Связанные
страницы(0)

Растительные экстракты находят широкое применение в медицине и натуральной косметике. У промышленности есть масса способов для их получения, отсюда и разнообразие видов: сухие, водные, глицериновые, гликолиевые, спиртовые, СО2 и проч. Некоторые способы экстрагирования вполне доступны в домашних условиях. Самостоятельно можно получить 2 типа экстрактов: жирорастворимые (инфузы) и водорастворимые (спиртовые, спиртоглицириновые и т. п.). Большинство растений содержит жирорастворимые (эфирные масла, витамины и проч.), спирторастворимые (смолы, эфирные масла и проч.) и водорастворимые (витамины, алкалоиды и проч.) вещества, потому в конечном продукте хорошо бы было сочетать оба типа экстрактов одного растения.

Какую жидкость (экстрагент) использовать для экстракции? Выбор зависит от того, какие вещества нужно извлечь, т.е. растворить. В качестве экстрагента используются: вода, спирт, масло.
Вода: водные вытяжки называют еще настоями или отварами. Экстракт — это концентрат отвара или настоя. Такие экстракты без консерванта хранятся совсем недолго. Для получения экстракта отвара или настоя раствор нужно выпарить в закрытой посуде до половины начального объема. Разница лишь в том, что отвар кипятят, а настой упаривают на водяной бане, не доводя до кипения.
Спирт различной концентрации: экстракты с содержанием спирта называют настойками. Они имеют большой срок хранения, но не всем подходят из-за содержания спирта. Спирт — прекрасный растворитель и очень эффективно «высасывает» из исходного материала все полезные компоненты. Крепость спирта при изготовлении настоек слабо влияет на количество лекарственного препарата, вытягиваемого им из растения. Слишком крепкий спирт просто неудобно использовать при употреблении капель, а слабый требует долгого настаивания и хуже хранится. Поэтому чаще всего используют раствор спирта «водочной» крепости — 40-60 градусов.
Масло: с помощью растительного масла можно получить очень полезный, ароматный и готовый к использованию продукт с большим сроком хранения. Целебные масла не следует путать с эфирными. Эти препараты представляют собой масляную вытяжку из растительного лекарственного сырья, которая готовится на основе оливкового, подсолнечного, реже — кукурузного или кунжутного масла. Применяются такие средства как внутрь (их рекомендуется медленно рассасывать, не запивая), так и наружно — в лечебных или косметических целях.
Помимо этих основных растворителей в домашних условиях используют еще глицерин, а также их смеси: водно-спиртовые смеси; водно-глицериновые смеси; спирто-глицериновые смеси; спирто-водно-глицериновые смеси и пр.

1. Водорастворимые экстракты
2. Масляная мацерация
3. Какие растения можно настаивать на масле
4. Масла для настаивания
5. Холодный способ
6. Дробная мацерация
7. Горячий метод
8. Метод холодной инфузии
9. Метод горячего томления
10. Правила хранения масляных экстрактов

Водорастворимые экстракты

Водорастворимые экстракты готовятся с применением смеси воды, спирта и глицерина. Состав водно-спирто-глицеринового экстракта максимально приближен к химическому составу растения. Водно-спирто-глицериновая экстракция обеспечивает более длительное хранение, в отличие от водных настоев, а также сохраняет в растворимой форме практически все биологически активные вещества лекарственного растения, в отличие от сухих экстрактов, где при высушивании часть их разрушается. Никогда нельзя использовать для экстракции 96% спирт, только 70%. Спирт с крепостью выше 70% дубит сырье и полезные вещества не извлекаются. Водорастворимые вещества лучше всего извлекаются при крепости жидкости до 20%, спирторастворимые — при крепости свыше 60%, потому для извлечения и водорастворимых и спирторастворимых веществ рекомендуется применять спирт крепостью 40-50% (водку). Спирт до нужной крепости разводится дистиллированной, в крайнем случае – кипяченой очищенной водой.

Активные вещества, которые возможно извлечь при таком виде мацерации: Каротиноиды (провитамин А), токоферолы (витамин Е), ароматические соединения, фитостеролы, флавоноиды, дубильные вещества, красители, алкалоиды и много др.
Растения: Все виды растений, которые растворяют масло и вода. Спирт растворяет их лучше, и извлекается более разнообразная гамма нужных веществ. Настойки могут быть простыми, получаемыми из одного растения, и сложными, смесь из нескольких растений.

Масляная мацерация

Один из способов извлечения полезных веществ из растения — это масляная мацерация (или мацерирование) — настаивание на растительном масле. Во время мацерации растения полезные вещества растворяются в масле и наделяют его полезными свойствами, а иногда интересным цветом и чудесным ароматом. В промышленных масштабах мацерация используется для получения масла зверобоя, календулы или арники. Из этих растений масло не получают методом отжима, а только настаиванием соответствующего сырья на соевом, оливковом или подсолнечном маслах. На самом деле очень много магазинных и аптечных растительных масел: рисовых отрубей, облепихи, шиповника, овса, и т. д. — это инфузы — результат настаивания сырья на дешевом растительном масле (подсолнечное, соевое). Подобные продукты элементарно можно приготовить дома самостоятельно.

Для настаивания используют различные части растения: листья, цветки, стебли, коренья. Все зависит от того, где концентрируются нужные нам полезные вещества. Масло, настоянное на цветках, называют еще цветочным маслом. Настаивать можно как сырое, так и высушенное сырье. Из сырого сырья в масло может попасть влага, что очень сокращает срок его хранения, а если влаги будет слишком много, масло может заплесневеть.

Какие растения можно настаивать на масле

Масла для настаивания

Для того чтобы получить качественный настой, нужны нерафинированные и рафинированные растительные масла холодного отжима без добавок. Настаивают инфузы на стабильных маслах: миндаль, сасанква, оливка, авокадо, кокос. Самое стабильное — жожоба. Это жидкий воск, поэтому перенесет многое из того, что другие базы нет. Практически без запаха, подходит для использования в масляных духах. Нестабильные масла — с линоленовой, линоленовыми кислотами (пшеничные зародыши, грецкий орех, мак, примула, черная смородина и т.д.). Такие масла при настаивании в тепле быстро прогоркают. Еще нужно обратить внимание на запах масла, так как некоторые масла могут заглушить запах вашего растения. Оливковое масло замечательно подходит для настаивания, хорошо экстрагирует и достаточно устойчиво к окислению. Особенно популярно для получения ароматизированного масла для пищи. Не всем подходит, т.к. имеет свой собственный характерный аромат, а для кожи может быть тяжеловато.

Хорошо подходят: Масло кокоса, Масло ши, Масло какао, Масло манго, Масло макадамии, Масло сасанквы, Масло лесного ореха, Масло моринги, Масло авокадо, Масло абрикоса, Масло миндаля, Масло персика, Масло бурити, Масло жожоба, Масло брокколи, Масло крамбе, Масло кунжута. Настоянными маслами очень удобно пользоваться, так как их применяют без предварительного разбавления. Эти масла содержат натуральные растительные пигменты и витамины.

Холодный способ

Дробная мацерация

Такой способ основан на разделении на части масла или сырья и масла. Общее количество масла делят на 3-4 части, после чего последовательно настаивают сырье с первой частью масла, затем со второй, третьей и четвертой, каждый раз сливая вытяжку. Вытяжки объединяются и разливаются в бутылки для хранения. Время настаивания зависит от свойств растения (до 7 суток). Такой вид мацерации дает возможность быстрее получить более концентрированный настой.

Экстракция должна проходить в теплом месте (летом это может быть солнечный подоконник, зимой — горячая батарея). Если же теплого места в доме нет, инфуз следует нагревать 2 раза в день до 50-60 градусов на водяной бане (не выше! Если инфуз 1 раз «сварится», катастрофы не произойдет, хотя часть полезных веществ будет утеряна, следует избегать частого нагревания до высоких температур). Инфуз необходимо встряхивать в процессе экстракции ежедневно, а желательно — 2 раза в день.

Горячий метод

Слегка подогретое сырье (можно в духовке) заливается согретым маслом (40-50 градусов). Масло перемешивается с сырьем и настаивают на водяной бане или в духовке при очень низкой температуре, нагретой до 36-38 С. Чем ниже температура, тем дольше происходит процесс настаивания, но тем выше качество получаемого масла. Смесь греется 3 часа, перемешивая или встряхивая каждые 20 минут. Потом полностью остужается, потом снова греется 3 часа. Идеально, если вам удастся продолжать процесс нагревания в течение от 3 до 10 дней и ночей при температуре примерно 36-38 С, помешивая смесь каждые два часа. Когда процесс настаивания закончится, процедите смесь, отделив масло от растения, после чего отожмите оставшуюся массу. Не фильтруйте теплое или горячее масло. Дайте маслу настояться в течение нескольких дней, затем аккуратно слейте, не поднимая осадка и профильтруйте. Разлейте масло в стеклянные, плотно закрывающиеся флаконы, подпишите и храните в прохладном темном месте.

Самый быстрый и простой вариант: засыпьте в жаропрочную емкость сухие или свежие травки, цветки или корешки, залейте маслом и поместите на водяную баню минут на 30-40. Полученное масло профильтруйте и пользуйтесь!

Метод холодной инфузии

Метод горячего томления

Подвяльте свежие растения в течение 12 часов (но не сушите их) или возьмите свежие растения. Мелко порежьте или смелите свежие или увядшие растения до состояния мягкой массы. Поместите эту массу на паровую баню. Добавьте выбранное нелетучее масло (рекомендуется оливковое, кунжутное или масло сладкого миндаля) в количестве, достаточном для получения густой смеси. Крышку оставлять незакрытой первые два дня для того, чтобы испарилась влага. Идеально, если вам удастся вываривать масляную смесь в течение 10 дней и ночей при температуре примерно 36-38 ° С, помешивая и нюхая ее каждые два часа. Если свежие растения в масле начали ферментироваться (изменять свой запах), это должно послужить для вас сигналом тревоги. Увеличьте температуру до 50-55° С, а затем сразу понизьте ее до 36-38 ° С и продолжайте процедуру настаивания. Резкое нагревание обычно уменьшает активность ферментации.

Когда процесс настаивания закончится, процедите смесь, отделив масло от растения (проще всего это сделать, пока смесь еще теплая), после чего отожмите оставшуюся массу. Соки свежих растений выделяют воду в настой. Наличие воды в жирном масле благоприятствует процессу ферментации, от чего масло быстрее портится, становясь прогорклым. Чтобы этого избежать, перед длительным хранением всю воду следует удалить. Итак, Ваш масляный настой должен отстояться в чистой стеклянной посуде в течение 4 или 5 дней. В процессе отстаивания сосуд нельзя взбалтывать. Вода и другие примеси осядут на дне. Масло нужно очень осторожно слить или высосать с помощью спринцовки. Воду и примеси нужно выбросить. После декантации процедуру отстаивания рекомендуется провести еще раз. Маслу следует дать постоять еще несколько дней, после чего удалить собравшуюся внизу воду. Разлейте очищенное от воды масло в стеклянные, плотно закрывающиеся флаконы, храните в прохладном темном месте.

Правила хранения масляных экстрактов

1. Постарайтесь максимально защитить инфузные масла от воздействия воздуха, света, тепла и влаги. Чтобы масло как можно дольше сохранило все свои полезные свойства, не прогоркло и не окислилось, храните его в холодильнике, в плотно закрытом стеклянном флаконе темного цвета. Для этих целей прекрасно подойдет склянка с притертой крышкой.
2. Заполняйте флакон настоянным маслом доверху, чтобы контакт с воздухом был минимальным.
3. Сделайте этикетку с датой изготовления, базовым маслом и названием растения.
3. Храните настой только в холодильнике и вдали от света.
4. Срок хранения будет зависеть от используемого масла, насколько оно стабильно. Чтобы продлить срок годности, в масляный экстракт можно добавить витамин Е.

Использовать получившееся настоянное масло можно, в чистом виде, как любое другое базовое масло; как основу для эфирных масел; массажное масло: и аромат натуральный, и польза от лекарственных растений; в качестве масляной фазы для крема, молочка; для лечебных мазей; для производства мыла: некоторые настоянные масла могут придать мылу не только полезные свойства, но и цвет, и аромат.

0 0 4K

Фото читателей посетивших эти места

Делитесь своими фотографиями и впечатлениями, своими трофеями и всем интересным, что с Вами произошло с другими читателями.

Удалить свои фото можно на своей странице во вкладке — фотографии.

Войдите под своим логином, пожалуйста

Источник