English version
На Главную Карта сайта Форма запроса
Искать
 
Сверхкритическая флюидная экстракция

Сверхкритические углекислотные экстракты как источник сырья для биологически активных пищевых добавок

И.Ю.ПОПОВА - вед.н.сотр., к.б.н, А.Р.ВОДЯНИК - коммерческий директор
Научно-исследовательский Центр Экологических Ресурсов "ГОРО"


Активное действие растения связано либо с активностью чистого соединения, либо, что чаще всего, с действием набора соединений, который заложен в растении самой природой. Синергическое действие делает общую эффективность комплекса соединений в растении гораздо важнее активности отдельной молекулы. Растительное сырье является неисчерпаемым источником подобных биологически активных комплексов.

В настоящее время в России традиционно для выделения биологически активного комплекса соединений применяются различного вида способы экстракции, которые часто используют органические химические вещества, такие как гексан или ацетон, и нагревание для их дальнейшего устранения.

В связи с промышленным применением химических видов экстракции растет обеспокоенность общественности по поводу факторов, угрожающих здоровью людей, состоянию окружающей среды и безопасности, связанной с применением органических растворителей при производстве и обработке пищевой и фармацевтической продукции и сходных с ними производств. Высокая стоимость органических растворителей и возрастающее ужесточение законодательства по охране окружающей среды, вместе с новыми требованиями медицинской и пищевой промышленности к сверхчистоте и высокой прибыльности продукции обозначили необходимость разработки новых чистых технологий производства.

Сверхкритическая флюидная экстракция (СФЭ) с использованием диоксида углерода в качестве растворителя оказалась превосходной альтернативой применению химических растворителей. Технология СФЭ известна уже около ста лет. Но только с 1970-1980 годов она перестала быть интересной лабораторной разработкой. Сверхкритический CO2 (СК-CO2) оказался селективным растворителем, позволяющим отделить желаемые составляющие, исключая возможность включения токсических остатков растворителей в экстрактах и без риска распада выделяемых продуктов в результате термического воздействия.

В сверхкритических экстрактах наиболее разнообразно представлены терпеновые соединения, а также воски, пигменты, высокомолекулярные насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, алкалоиды, жирорастворимые витамины и фитостерины. Эта технология нашла широкое применение при экстрагировании жиров, масел, эссенций, функциональных и биологически активных веществ, а также экстрактов хмеля, кофеина и холестерина, нашедших широкое применение в пищевой промышленности. СФЭ эффективна при разделении эфирных масел и их производных в пищевой, фармацевтической и других родственных отраслях промышленности. СК-CO2 оказался высокоселективным неполярным растворителем по отношению к алкалоидам, в том числе к кофеину, теофиллину, пилокарпину и др.

Сверхкритический CO2 может полностью или выборочно экстрагировать неполярные составляющие с молекулярной массой менее 2000 дальтон. Нерастворимыми веществами для CO2 являются целлюлоза, крахмал, органические и неорганические полимеры с высоким молекулярным весом, сахара, гликозидные вещества, протеины, металлы и соли металлов.

СФЭ, благодаря уникальным свойствам сверхкритического флюида CO2, используется с целью селективной экстракции и фракционирования ценных неполярных составляющих из растительного сырья и пищевых продуктов. Экстракционная среда представляет собой CO2, находящийся при условиях, превышающих его критическую температуру, равную 31,10С, и критическое давление, равное 73,8 бар. В этих условиях CO2 обладает физическими свойствами, промежуточными между свойствами жидкости и газа.

Преимущества сверхкритической флюидной экстракции:

  1. Применима для получения веществ, чувствительных к нагреванию;
  2. Отсутствие химических остатков в продуктах;
  3. Сохраняет натуральный характер экстрактов;
  4. Устраняются нежелательные вещества и сохраняется эффективная концентрация желательных веществ;
  5. Используется инертная растворяющая среда при температурах окружающей среды, что уменьшает вероятность окисления;
  6. CO2 может быть устранен из любого растворенного вещества с большой легкостью и более полно благодаря его чрезвычайной летучести (вода или другие растворители требуют применения нагревания или вакуумной обработки для их испарения);
  7. CO2 обладает низкой вязкостью и высокой проникающей способностью;
  8. CO2 абсолютно не токсичен;
  9. CO2 не наносит вред окружающей среде;
  10. CO2 не воспламеняется;
  11. CO2 недорог.

Что касается фитофармацевтических препаратов, то с СК-CO2 экстрактами разрабатываются новые высокоценные продукты, применяемые при производстве пищевых добавок, для которых натуральный характер СК-CO2 экстрактов имеет высокую рыночную стоимость. БАДы на основе сверхкритических экстрактов наиболее полно отвечают требованиям к продукту, т.к. представляют более концентрированные нутриенты или регуляторные вещества. В настоящее время промышленная разработка БАДов на основе сверхкритических экстрактов имеет место только за рубежом, широко известными на рынке пищевых добавок западноевропейскими и американскими компаниями такими, как "New Chapter", "Phasex", "Sitec", "Hitex", "US Nutraceutical", "Vision".

Все более широкое развитие сверхкритическая технология находит в странах Азии и Юго-Восточной Азии. Интерес к успехам сверхкритической технологии в странах Юго-Восточной Азии продиктован, главным образом, тем обстоятельством, что этот регион столь же уникален и близок по своему флористическому составу к регионам стран бывшего Советского Союза. Второй причиной является то, что Китай, Индия, Индонезия, Непал, Пакистан и другие страны этого региона широко известны своими многовековыми традициями в области фитотерапии и их опыт объективно сказывается на развитии фитофармацевтики всего мира. Третьей причиной нашего внимания именно к азиатскому региону является то, что большинство стран не относятся к разряду с высокоразвитой промышленностью. Именно по этому признаку их опыт полезен для нашей страны.

Сравнительно недавно Научно-исследовательским Центром Экологических Ресурсов "Горо" (г. Ростов-на-Дону) была освоена и внедрена в промышленном масштабе сверхкритическая CO2-экстракция из растительного сырья. В настоящее время продукция фирмы находит применение в пищевой и косметической промышленности.

Понимая повышенный интерес к этому вопросу, НИЦ ЭР "Горо" уделяет большое внимание разработке и внедрению в производство технологии получения сырья для БАДов на основе сверхкритических экстрактов. На сегодняшний день ассортимент продукции на отечественном рынке не обеспечивает потребность населения и может расширяться с введением новых продуктов и новых форм биологических добавок. Следует отметить, что БАДы на основе сверхкритических экстрактов в России представлены в ассортименте только зарубежными, в основном западноевропейскими фирмами.

Преимущества БАДов с использованием СК-CO2-экстрактов определяются широким спектром и высокой концентрацией биологически активных веществ (БАВ). Данный вид экстрагирования позволяет получать биоактивные соединения из растений без изменения их химической формулы, что не позволяют сделать другие способы экстракции. Обеспечивается микробиологическая чистота получаемого продукта, что обуславливается самой технологией экстрагирования. Технология экстрагирования позволяет получать БАВ из нетрадиционного сырья, например, получение ликопина и каротиноидов из жмыха томатов, получение комплекса полиненасыщенных жирных кислот из жиров северных рыб и т.п. С помощью СК-CO2 экстракции можно производить очистку продукции от нежелательных примесей и соединений, например, удаление холестерина, очистка лецитина и стевиозида.

По оценке специалистов, формы выпуска продукции для БАДов на основе сверхкритических экстрактов возможны в виде сыпучей массы из травы с нанесенным СК-экстрактом в качестве полуфабриката, капсул, таблеток, гелей с каплеобразными гранулами из хитозан-альгинатного комплекса и гранул. Продукция приспособлена к транспортировке, длительному хранению, имеет строго регламентированный состав, который контролируется техническими условиями. Организация производства биологически активных добавок на основе сверхкритических экстрактов позволяет решать задачи по повышению эффективность существующих рецептур БАД и по вытеснению с рынка России дорогостоящей импортной продукции.



Назад  Вверх Версия для печати
Copyright © 2001-2018 Группа компаний «ГОРО»
Сделано в студии «RU-WEB»