Извлечение биологически активных веществ из растительного сырья

Традиционные процессы извлечения биологически активных веществ из растительного сырья основаны на процессах перколяции или мацерации — последовательном вытеснении экстрактивных веществ в диффузионной батарее или реакторе с мешалкой. В настоящее время предложены разнообразные конструкции экстракторов.

В наиболее совершенных экстракторах использованы такие приемы, как противоточная экстракция, градиентная экстракция, экстракция в сочетании с фильтрацией и др. Подбирая полярность растворителя, можно варьировать спектр извлекаемых веществ или делить экстрактивные вещества на фракции. Кроме того, возможно получение готовых композиций, содержащих экстрагент, применяемый для извлечения — масляные экстракты, спиртовые экстракты, спирто-водоглицериновые экстракты и т.п. Для экстракции неполярных и малополярных веществ из растительного сырья могут применяться сжиженные газы: двуокись углерода (СО₂), пропан (С₃Н₈), бутан (С₄Н₁₀), хлор и фторсодержащие углеводороды (хладоны, С(Н, Сl, F)2n+2). Указанные сжиженные газы, находящиеся под избыточным давлением, представляют собой бесцветные легкоподвижные жидкости, растворимые в органических растворителях и практически нерастворимые в воде. При нормальных условиях они находятся в газообразном состоянии. Вязкость сжиженных газов значительно меньше вязкости обычных органических растворителей, что характеризует их как экстрагенты с наилучшими диффузионными свойствами. В химическом отношении они являются инертными веществами, проявляющими химическую индифферентность по отношению к извлекаемым из перерабатываемого сырья веществам и конструкционным материалам аппаратуры. Они нетоксичны, не образуют взрывоопасных смесей с воздухом, пожаро- и взрывобезопасны (исключение составляют пропан и бутан). Низкие значения теплоты парообразования и температуры кипения сжиженных газов указывают на сравнительно малые энергозатраты, требуемые на испарение и конденсацию. Это позволяет быстро удалять газ из экстрактов уже при незначительном температурном воздействии и регулировать температуру отгонки растворителя. Мягкие температурные условия испарения растворителей из экстрактов позволяют сохранить от разрушения термолабильные соединения. Хладоны извлекают эфирные и жирные масла, производные кумаринов, каротиноиды, токоферолы, сесквитерпены, терпеноиды, стерины, некоторые иридоиды, хлорофиллы, алкалоиды и ряд других природных соединений, практически не извлекают водорастворимые вещества (полисахариды, белки, фенольные соединения и др.). СО₂-экстракция является одним из перспективных методов получения растительных экстрактивных веществ. В докритических условиях (давление ниже 70 атм) и в суперкритических условиях (под давлением свыше 70 атм) с помощью углекислого газа в аппаратах периодического действия можно получать широкий спектр липофильных веществ. Модифицируя метод применением вспомогательных растворителей (изменяя полярность экстрагента), можно увеличить выход экстрактов за счет извлечения полярных соединений. Еще одним достоинством СО₂-экстракции является возможность получения абсолютных экстрактов, не содержащих следов остаточных растворителей. С помощью СО₂-экстракции можно фракционировать липофильные соединения. Например, извлекать неполярные липиды и лецитин, оставляя в остатке более полярные фосфолипиды (кефалин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол и пр.).

Наиболее общим методом для получения эфирных масел является перегонка с водяным паром или экстракция неполярными растворителями.

Полученный отгон или экстракт очищают от сопутствующих веществ с помощью различных методов — отгонки, экстракции различными растворителями, кристаллизации примесей и пр.

Для получения некоторых видов эфирных масел применяют другие технологические приемы (например, анфлераж, прессование).