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

Сравнение сверхкритических (СК) и других экстрактов

Сверхкритические CO2-экстракты являются совершенно новым продуктом на российском рынке, да и не только на рынке. Для большинства исследователей подобные экстракты оставались и остаются недоступными по причинам разным, в основном из-за недостатка финансирования,так как и их получение и обработка требует иных методов, иных аналитических подходов, наконец иного оборудования, нежели традиционные экстракты. Мы постараемся компенсировать этот дефицит знаний, и показать сверхкритические экстракты в сравнении с традиционными. Ведь все познается в сравнении.

Для того, чтобы сравнить экстракты полученные различными способами, мы примем за основной критерий растворимость тех или иных веществ в различных растворителях. Причем, учитывая, что CO2 - неполярный растворитель (в случаях, когда не используется модификатор или сорастворитель, меняющие полярность диоксида углерода), и соответственно, экстрагирует в основном неполярные же компоненты (как впрочем, и слабо полярные) исходного растительного сырья, сравнивать будем именно по ним.

Естественно, что экстракты, полученные различными растворителями никогда не будут идентичными, и поэтому нельзя однозначно сказать, что один экстракт лучше или хуже другого.

Для демонстрации различий различных методов экстракции представим модель, предложенную в Материалах, представленных на совещании SCI Food Group Food Engineering Panel, состоявшемся в Лондоне 4.02.1982 г. Хейди Броглом (Heidi Brogle). По оси ординат откладывается их количество, а по оси абцисс - значения синтетического показателя, отражающего летучесть, молекулярный вес, полярность, химические свойства в сопоставлении с продолжительностью отстаивания в колонне для газовой хроматографии. Крайние слева - вещества, обладающие крайне высокой летучестью, такие как компоненты эфирных масел. Правее находятся более тяжелые терпены, за которыми следуют жирные масла, и в конце концов воски, смолы и пигменты.

В случае перегонки с водяным паром, экстрагируемые вещества отделяются строго в соответствии с их летучестью. Она отсекает график вертикальной линией. Более того, экстракт (дистиллят) формируется и за счет веществ, которые не присутствовали в исходном сырье, а образовались в особой реакционной среде, характерной для перегонки с водяным паром.

Если рассмотреть экстракцию хорошим неполярным растворителем, например метиленхлоридом, то следует отметить, что экстрагируются все вещества, за исключением очень тяжелых полимеров. Однако, при разделении экстракта и растворителя происходит частичная потеря очень летучих веществ.

Экстракция смесью воды и этанола (полярный растворитель) приводит к тому что в составе экстракта присутствуют только вещества, расположенные на левом краю графика. Кроме этого, в экстракте будут присутствовать вещества, не показанные на графике, полярные, такие как сахара, гликозиды, танины, соли и т.п. В ходе испарения растворителя потери летучих веществ происходят в еще более жесткой форме. И к тому же состав экстракта будет зависеть в полной мере от степени истощения, до которой был доведен растворитель. Экстракции, проведенные до истощения будут иметь более плоские линии разделения.

Учитывая, что сверхкритический диоксид углерода является достаточно мощным растворителем, можно ожидать, что СК-CO2-экстракт будет похож на тот, что получен с помощью метиленхлорида. На практике отмечено, что в последнем состав немного более полный. Потеря летучих веществ, при испарении CO2, достаточно незначительна. График показывает к тому же, что посредством применения сверхкритического СО2 можно получать множество экстрактов, но ни один из них не будет повторять в точности экстракта, произведенного при помощи водяного пара или растворителем.

Приведем еще и данные отечественных исследователей. Вот так, например, видит сравнительную характеристику различных растворителей А.Улесов (ГНЦЛС, г.Харьков, Украина) ОБЗОРЫ ГНЦЛС: "Вещества растительного происхождения в косметологии и современные способы их извлечения из натуральных объектов".

Ряд полярности природных биологически активных веществ и экстракционные свойства растворителей

Возможно, кто то может найти в приведенных иллюстрациях неточности, да и мы считаем, что они являются результатом раздумий вполне конкретных специалистов, и следовательно, могут нести на себе печать субъективности. Поэтому считаем, что данные сравнительного хроматографического анализа растительных экстрактов полученных по разным методикам, еще более прояснят ситуацию относительно их химического состава.

В качестве практического примера приводим данные хроматографического анализа нескольких различных экстрактов полученных из ромашки:

Химический состав экстракта, % 1,2ПГ ВСГ СК-CO2 СФЭ
1,2-пропиленгликоль 99.59 -- -- --
Этанол 0.14 -- -- --
Глицерин -- 8.32 -- --
Вода 0.15 -- -- --
Этанол+вода -- 91.52 -- --
Биологически-активные вещества (БАВ)        
Ди-н-галилмеган -- -- 0.42 1.25
2.метилнафт-1-ол -- -- 0.52 1.54
Альфа-фарнезен -- -- 2.08 0.76
Бета-фарнезен -- -- 0.26 6.22
Бета-кубебен -- -- 0.13 0.38
Пиперитенон 0.001 -- -- --
Пиретрин 11 0.0012 -- -- --
Ретиналь 0.0073 -- -- --
Спатуленол -- -- 0.63 1.93
Бисаболол-оксид -- 0.01 4.27 13.1
Бисаболон-оксид -- 0.01 1.68 5.1
Лаурен 0.0189 0.02 7.18 21.54
Чиапин В -- -- 0.24 0.7
7-метоксикумарин 0.0167 0.06 0.32 0.95
Хамазулен -- -- 0.31 0.93
Матрицин -- -- 0.38 1.12
Гидроксиматрицин -- -- 0.45 1.34
Жирные кислоты (Комплекс С16:0 - С18:Х) 0.0605 0.06 6.98 20.93
Воскоподобные соединения 0.0115 -- 7.54 22.62

Принятые сокращения:

- 1,2-ПГ - 1,2-пропиленгликолевый экстракт фирмы "Камелия" по ТУ 9154-010-26923989-99
- ВСГ - водно-спирто-глицериновый экстракт фирмы "Второй цех" г.Санкт-Петербург
- СК-CO2 - биологически-активный концентрат, полученный на основе технологии сверхкритической экстракции диоксидом углерода в присутствии модификатора в НИЦ ЭР "ГОРО" г. Ростов-на-Дону. Удовлетворяет требованиям ТУ10.048549-064 (135)-93 CO2 - экстракты растительного сырья.
- СФЭ - сверхкритический экстракт, полученный по технологии СФ-экстракции диоксидом углерода при рабочих параметрах давления 250 атм. и температуре 50 °С без модификатора с максимальным содержанием БАВ.

Факт, что сверхкритическая экстракция является управляемым процессом, т.е. регулируя растворяющую способность газа, можно получать различные фракции экстракта, начиная от эфирного масла до фракции пигментов. Примером такого процесса можно считать разделение экстрактов специй на ароматическую и вкусовую(например, фракции пиперимина при экстракции перца), разделение жирных кислот на фракции богатые соответственно моно-, ди-, или тригицеридами, получение пищевых красителей (экстракция паприки, томатов). Подобное ставит сверхкритическую экстракцию в исключительное положение среди всех остальных промышленных способов экстракции, включая докритическую CO2-экстракцию. Не говоря уж о том, что получаемые экстракты являются наиболее приближенными к природному составу растительного сырья.

Что же касается вообще возможностей сверхкритической CO2-экстракции, то приведем данные зарубежных исследователей (C.S.Kaiser, H.Rompp, P.C.Schmidt, 2001):

1.Эфирные и растительные масла лука (луковый олеоресин), дягиля (эфирное масло и кумарины), кервеля (метилхавикол, аллилдиметилоксибензен), сельдерея (олеоресины), тмина, ажгона, ромашки (апигенин, матрицин, бисаболол), лайма (детерпенирование), померанца (деление на фракции), грейпфрут, мандарина (фракционирование), апельсина (детерпенизация цитрусового масла), кориандр (эфирное масло,воски кутикулы:n-алканы, липиды, фракционирование), колеуса, куркумы (зингеберен, турмерон), сорго лимонное (фракционирование), кардамона,эвкалипта, гвоздики, лимона (фракционирование), фенхеля (фракционирование), хмеля (альфа- и бетта-кислоты, мирцен), аниса,жасмина, лаванды, мяты, мускатного ореха (одновременное получение эфирного и растительного масел), базилика, молочного жира (лактоны), майорана, стручкового перца, черного перца (олеоресины, пиперин), дамасской розы (фракционирование), розмарина, шалфея (олеоресины), шалфея мускатного (склареол), тагетеса, пиретрума (хризантенил ацетат, партенолид), дубровника, тимьяна, ванили (ванилин, гидроксибензальдегид), имбиря (гингерол, селективная экстракция острых веществ, фракционирование).

2. Некоторые фармакологически активные вещества, получаемые с помощью сверхкритического диоксида углерода (по C.S.Kaiser, H.Rompp, H.C.Schmidt):

Растение, сырье Фармакологически активные вещества , выделяемые СК-СО2
Ancistrocladus korupensis, листья Алкалоиды с анти-ВИЧ активностью (мишеламин А и В)
Дягиль садовый (Archangelica officinalis) плоды Фуранокумарины (ксантотоксин, бергаптен, императорин) фракционирование
Сельдерей дикий (Apium graveolens) Фуранокумарины, выделяющие вещества под воздействием света (psoralen)
Артемизия (Artemisia annua), трава Противомалярийные сесквитерпенлактоны (артемизинин и артемизиновая кислота)
Аннато Пигменты (биксин), натуральный пищевой краситель: транс-биксин
Brosimum gaudichaudii кора, корни Фуранокумарины (бергаптен, psoralen) тритерпены (альфа- и бетта- амирин)
Cedrela Toona (кедр) Тетрациклические тритерпеноиды (цедрелон, лимоноид)
Chlorella vulgaris, водоросль Каротиноиды, липиды
Шафран полевой (Colchicum autumnale), семена Колхицин
Crotalaria spectabilis, семена Пирролизидин алкалоидов (монокроталинов) и липидов
Наперстянка (Digitalis lanata) Гликозиды, возбуждающие сердечную деятельность(дигоксин, дигитоксин, ацетилдигоксин, гитоксин)
Диаскорея (Dioscorea nipponica), клубни Диозгенин
Эвкалипт Стерины, сквален, жирные кислоты
Гинкго (Ginkgo biloba) листья, плоды Фракционирование гинкголидов и билоболидов
Соя (Glycine maximus) Противораковые изофлавоны (генистеин, daizein)
Мате (Ilex paraguarensis) листья Пуриновые алкалоиды (кофеин, теофиллин, теобромин)
Maclura pomifera кора, корни Флавононы и ксантоны (цитотоксическое и противоопухолевое действие)
Магнолия (Magnolia officinalis) Неолигнаны (магнолол, гопокиол) для лечения абдоминальных растяжений
Олива Натуральные антиоксиданты (фенольные вещества)
Пион (Paeonia suffruticosa) Диоксишизандрин, пеонол
Пассифлора (Passiflora edulis) листья Гликолизированные флавоноиды
Гуарана (Plaunia cupana) семена Кофеин
Piper methysticum (кава), корни Кава-лактоны (каваин, метилстицин) фракционирование
Розмарин (Rosemary officinalis), экстракты, листья Дезодорирование антиокислительных экстрактов розмарина, получение антиокислителей (карнозовая кислота, карнозол)
Лимонник китайский (Schisandra chinensis) плоды, листья, семена Лигнаны (шизандролы, шизандрины)
Скополия (Scopolia japonica) трава и корни Тропан алкалоиды (гиосциамин, скополамин)
Шлемник (Scutellaria baicalensis) Флавоноиды (байкалеин, байкалин, wogonin)
Тисс (Taxus baccafa, T. brevifolia) иглы, кора Противораковые таксаны (таксол, таксицин)
Taxus cuspidate , иглы Рaclitaxel и баккатин III, препятствующие возникновению новообразований
Какао (Theobroma cacao) бобы Пиразины
Тысячелистник Желчегонные вещества
Златоцвет (Chrysanthemium cinerariaefolium) Инсектициды (пиретрин I/II)
Ephedra sinica (хвойник)Тутовое дерево (Morus alba) Воски кутикулы (нонакозан-10-ол , сквален, стигмастерин)
Масло из печени акул Концентрация сквалена и сложных диацилглицерил эфиров
Стевия (Stevia rebaudiana) листья Дитерпеновые гликозиды (стевиозид)

Надеемся, что приведенная информация позволит не только получить ответы на вопросы, но будет стимулировать появление интереса со стороны как исследователей, так и производителей различного рода продукции от пищевой до фармацевтической.



Назад  Вверх Версия для печати
Copyright © 2001-2019 Группа компаний «ГОРО»
Сделано в студии «RU-WEB»