عصاره گیری چیست؟

مطالعه گیاهان دارویی با مراحل پیش استخراج و استخراج آغاز می شود که گام مهمی در فرآوری ترکیبات زیست فعال از مواد گیاهی است. استخراج عبارت است از جداسازی بخش های فعال دارویی گیاه با استفاده از حلال های انتخابی به روش های مختلف. هدف کلی استخراج یا عصاره گیری، جداسازی ترکیبات موثره محلول گیاهی و حذف کردن ترکیبات سلولی نامحلول است. برخی از عصاره های مستقیما پس از تولید به عنوان عوامل دارویی قابل استفاده بوده و به شکل تنتور و عصاره مایع یا جامد مصرف می شوند، اما برخی دیگر نیاز به پردازش بیشتری دارند. در ادامه توضیح خواهیم داد عصاره گیری چیست و روشهای عصاره گیری به چه صورت است.

عوامل موثر بر استخراج و عصاره گیری

رایج ترین عوامل مؤثر بر فرآیندهای استخراج و عصاره گیری شامل موارد زیر است:

  • نوع ماتریس قسمتی از گیاه که عصاره گیری می شود
  • نوع حلال
  • دما
  • فشار
  • زمان

با وجود روش‌های جدید عصاره گیری (که به دلیل کاهش استفاده از مواد شیمیایی، کاهش زمان فرایند، کیفیت بهتر عصاره گیاهی تولیدی و سازگاری با محیط زیست)، هنوز هم روش‌های استخراج سنتی مانند سوکسله به عنوان یک روش اصلی عصاره گیری استفاده می شوند.

مواد گیاهی به چه شکل جهت عصاره گیری استفاده می شوند؟

1.مواد گیاهی خشک:

 مواد گیاهی باید در دمای کمتر از 30 درجه سانتیگراد و دور از نور خورشید خشک شوند تا از تخریب شیمیایی اجزای حساس به حرارت یا حساس به UV جلوگیری شود. برای جلوگیری از تجمع گرما و رطوبت، گردش هوا در اطراف مواد گیاهی ضروری است. بنابراین در طول خشک شدن هوا نباید ساکن بوده و ممکن است لازم باشد از فن یا وسایل دیگری برای ایجاد جریان هوا در اطراف نمونه استفاده شده و از دستگاه های خشک کن استفاده شود.

2. مواد گیاهی تازه:

مواد گیاهی تازه مستعد تجزیه و فساد هستند و باید در اسرع وقت عصاره گیری شوند. عصاره گیری با حلال، آنزیم هایی را که ممکن است در گیاه وجود داشته باشد را غیرفعال می کند.

روش های رایج عصاره گیری

ترکیبات زیست فعال از مواد گیاهی را می توان با تکنیک های مختلف استخراج کلاسیک استخراج کرد. بیشتر این تکنیک ها بر اساس قدرت استخراج حلال های مختلف در حال استفاده و استفاده از گرما و/یا اختلاط است. به منظور بدست آوردن ترکیبات فعال زیستی از گیاهان، تکنیک های کلاسیک موجود عبارتند از: (1) استخراج سوکسله، (2) خیساندن و (3) تقطیر با آب.

عصاره گیری به روش سوکسله

استخراج به کمک سوکسله به طور گسترده برای استخراج ترکیبات موثره ارزشمند از گیاهان مختلف استفاده می شود. سوکسله اولین بار توسط شیمیدان آلمانی فرانتس ریتر فون سوکسله (1879) جهت استخراج مواد پیشنهاد شد.

این دستگاه در اصل برای استخراج لیپید طراحی شده است اما امروزه استفاده های گسترده ای دارد. اکثر سیستم ها شامل یک دستگاه شیشه ای، کندانسور، فلاسک و یک پوشش گرمایشی استفاده می کنند. جهت استخراج ماده گیاهی، آن را درون یک انگشتانه سلولزی وارد حلال می کنند. اندازه تجهیزات مورد استفاده بستگی به مقدار ماده ای دارد که باید استخراج شود. معمولاً سیستم های سوکسله برای استخراج در مقیاس کوچک مناسب هستند.

عصاره گیری به روش پرکولاسیون

این یک روش محبوب و ارزان برای بدست آوردن اسانس ها و ترکیبات زیست فعال بوده و به طور کلی شامل چندین مرحله است. در ابتدا مواد گیاهی آسیاب می شوند تا به صورت ذرات کوچک در آمده میزان سطح در تماس آنها با حلال افزایش یابد. در ادامه مواد گیاهی با حلال خیس داده شده و حلال به حدی به ظرف حاوی ماده گیاهی اضافه می شود تا سطح نمونه را بپوشاند. جهت استخراج یا عصاره گیری نمونه و حلال باید مدتی در تماس بمانند تا ترکیبات وارد حلال شوند.

برای جلوگیری از تبخیر حلال سر ظرف باید پوشیده شود. به طور کلی، پس از هر بار افزودن حلال تازه، مواد گیاهی باید یک شب بمانند تا به حد کافی خیس بخورند. در ادامه چون حلال اشباع از ترکیبات موثره است باید فیلتر شده و حلال تازه به گیاه اضافه شود. حلال خروجی باید با فیلتراسیون صاف شده و ناخالص های آن فیلتر شوند.

پس از حذف حلال اشباع، نمونه با هم زدن یا چرخاندن با حلال تازه مخلوط شده  و دوباره به آن زمان داده می شود تا خیس بخورد. تکان دادن گاه به گاه در این روش به طریق سبب تسهیل عصاره گیری می شود: (الف) افزایش انتشار، (ب) حذف محلول غلیظ از سطح نمونه برای آوردن حلال جدید برای افزایش بازده استخراج.

عصاره گیری چیست

عصاره گیری به روش تقطیر با آب

تقطیر با آب روشی سنتی برای استخراج ترکیبات زیست فعال و اسانس از گیاهان است. در این روش از حلال های آلی شیمیایی استفاده نشده و می توان این عصاره گیری را بدون نیاز به آبگیری و خشک کردن گیاه نیز انجام داد. سه روش تقطیر با آب وجود دارد:

  • تقطیر با آب
  • تقطیر با آب و بخار
  • تقطیر مستقیم با بخار

 در تقطیر با آب، ابتدا مواد گیاهی در یک محفظه ریخته شده، آب به مقدار کافی به آن اضافه شده و سپس آن را به جوش می آورند. در روش دیگر، بخار مستقیم به نمونه گیاه تزریق می شود. در تمامی این روش ها، آب داغ و بخار عوامل اصلی موثر بر عصاره گیری بافت گیاهی هستند. خنک کردم غیرمستقیم سبب متراکم کردن مخلوط بخار آب و اسانس می شود. مخلوط تغلیظ شده از کندانسور به جداکننده وارد شده و اسانس و ترکیبات زیست فعال به طور خودکار از آب جدا می شوند. تقطیر با آب شامل سه فرآیند فیزیکوشیمیایی اصلی است:

  • هیدرودیفیوژن
  • هیدرولیز
  • تجزیه توسط گرما

 در دمای بالای استخراج ممکن است برخی از ترکیبات موثره فرار از بین بروند. به همین دلیل این روش جهت عصاره گیری ترکیبات حساس به حرارت پیشنهاد نمی شود.

به طور کلی، راندمان استخراج هر یک از این روش ها به نوع حلال انتخابی بستگی دارد. قطبیت ترکیب مورد نظر در عصاره مهمترین عامل برای انتخاب حلال است. در ادامه ملاحظات کلی جهت انتخاب حلال را بیان می کنیم.

ملاحظات کلی جهت انتخاب حلال مناسب برای عصاره گیری

  • در درجه اول، عواملی که باید هنگام انتخاب یک حلال یا سیستم حلال برای عصاره گیری مواد گیاهی در نظر گرفته شوند عبارتند از قطبیت/ حلالیت اجزای مورد نظر، ایمنی، سهولت کار با حلال، پتانسیل تشکیل ترکیبات مضر، و درجه و خلوص حلال.
  • هنگام استفاده و نگهداری از حلالهای بسیار قابل اشتعال و حلالهایی که احتمال ایجاد پراکسیدهای انفجاری دارند (مانند دی اتیل اتر) برای به حداقل رساندن خطر آتش سوزی و انفجار باید اقدامات احتیاطی انجام شود.
  • حلالهایی با نقطه جوش نسبتاً پایین [مانند استون، دی کلرومتان، اتیل استات (EtOAc) و هگزان/پترول اتر] عموماً از این منظر که به راحتی تغلیظ شده و از عصاره جدا می شوند راحت تر قابل استفاده هستند. این در حالی است که حذف آب و n-بوتانول از عصاره دشوارتر است.
  • صرف نظر از روش استخراج مورد استفاده، محلول حاصل باید فیلتر شود تا ذرات گیاهی باقیمانده حذف شوند. عصاره در حجم اندک را می توان از طریق فیلتر کارتریج فیلتر کرد ولی برای فیلتر کردن حجم های بزرگتر می توان از طریق غشاهای سازگار با حلال و سیستم های فیلتر خلاء استفاده نمود.
  • عصاره های گیاهی را نباید به صورت مخلوط با حلال برای بیش از یک یا دو روز در دمای اتاق یا در نور خورشید نگهداری کرد، زیرا احتمال تشکیل ترکیبات شیمیایی مضر، تجزیه یا ایزومریزاسیون اجزای عصاره وجود دارد.
  • عصاره ها را می توان با کاهش فشار (توسط اواپراتور چرخشی یا تجهیزات مشابه) تغلیظ کرده یا توسط جریان نیتروژن خشک کرد. اگر از اواپراتور چرخشی استفاده می کنید، توصیه می شود که دمای حمام آب را زیر 40 درجه سانتیگراد نگه دارید تا از تجزیه اجزای حساس به حرارت جلوگیری شود.

منابع

  1. Azmir, J., Zaidul, I. S. M., Rahman, M. M., Sharif, K. M., Mohamed, A., Sahena, F., … & Omar, A. K. M. (2013). Techniques for extraction of bioactive compounds from plant materials: A review. Journal of food engineering117(4), 426-436.
  2. Jones, W. P., & Kinghorn, A. D. (2012). Extraction of plant secondary metabolites. Natural products isolation, 341-366.

مقالات بیشتر