Влияющие на качество водных извлечений

Процесс изготовления водных извлечений довольно сложен. Извлечение действующих веществ водой дис­тиллированной осуществляется из различных частей растений, которые имеют клеточную структуру. Клетки соединены друг с другом порами, размеры которых

достигают нескольких микрометров, между клетками имеются межклеточные пространства. В целом это губ­чатая структура. Поскольку в клетчатку оболочки вкраплены гидрофильные вещества, вода пропитывает, смачивает растительное сырье (т. е. имеется химичес­кое сродство воды и растительного материала). Ве­щества, включенные в клетку, обладают различными физико-химическими свойствами: растворимостью, тер­моустойчивостью и т. д., что следует учитывать при изготовлении водных извлечений. Кроме того, расти­тельное сырье может иметь различное гистологическое строение, на что также следует обращать внимание.

Исходным сырьем служат высушенные и измель­ченные части растений (травы, коры, корни, листья, цветки), т. е. материал, имеющий различную клеточ­ную структуру и состоящий из растворимых и нераст­воримых веществ.

Извлечение представляет собой сложный процесеж Оно затрудняется тем, что растворимые вещества зак?*:, лючены в клетках, через оболочки которых долженм сначала пройти извлекатель, а затем должно выйти».' обратно образовавшееся извлечение.

Процесс извлечения проходит в три стадии.

Первая стадия — смачивание растительного мате­риала и проникновение извлекателя внутрь него. В связи с тем, что растительные материалы богаты гидрофильным.».веществами, они хорошо смачиваются водой. Под дейсчиисм капиллярных сил вода пропи­тывает растительное сырье, заполняет межклеточные пространства, а затем через поры в клеточных стен­ках и отчасти сквозь стенки проникает внутрь клеток. Проникновение извлекателя внутрь клетки носит наз­вание эндоосмоса, т. е. движение воды через пористую перегородку. После проникновения воды внутрь рас­тительной клетки первая стадия заканчивается.

Вторая стадия — образование «первичного сока». Внутри клеток извлекатель взаимодействует с находя­щимися в них веществами: вещества, способные об­разовывать истинные растворы, растворяются; неогра­ниченно набухающие ВМС набухают и пептизируются; ограниченно набухающие ВМС набухают, образуя гели. Процесс растворения осложняется тем, что не­которые растворимые соединения адсорбционно связа­ны с нерастворимыми компонентами внутриклеточного содержимого. Это было доказано еще опытами из- /

вестного русского ученого, основателя хроматогра-фического анализа М. С. Цвета, показавшего на при­мере хлорофилла, растворяющегося в бензине, но не извлекаемого им из растений, что экстрагент должен обладать свойствами десорбента. В опытах М. С. Цве­та роль десорбента выполнял этанол, добавление ко­торого в небольшом количестве к бензину помогал извлекать хлорофилл. Образованием внутри клеток концентрированного раствора растворимых веществ — «первичного сока» — заканчивается вторая стадия из­влечения.

Третья стадия — переход веществ из растительного материала в жидкую среду — называется массооб-меном. В результате высокой концентрации «первич­ного сока» внутри клеток создается значительное осмотическое давление, вызывающее диффузионный обмен между содержимым клеток и окружающей их .(дкостью с меньшим осмотическим давлением, от обмен идет до момента уравнивания осмотичес-! эго давления по обе стороны клеточных оболочек. i^> первую очередь из клеток диффундируют вещества с. более подвижными молекулами, т. е. вещества, s: имеющие меньшую молекулярную массу. Медленнее | диффундируют более сложные высокомолекулярные вещества. Наименьшей скоростью диффузии обладают коллоидные компоненты.

Процессы экзо- и эндоосмоса пр.с^ектот спонтанно (самопроизвольно), пока концентраци растворов сна­ружи и внутри клетки не станут одинаковыми. При этом происходит молекулярная и конвективная диффу­зии. Молекулярная диффузия осуществляется за счет хаотического движения молекул и зависит от запаса кинетической энергии частиц (молекул). Скорость мо­лекулярной диффузии зависит от температуры извле­чения (при ее увеличении возрастает скорость движе­ния молекул), величины поверхности разделяющей вещества, толщины слоя, через который проходит диффузия. Наконец, перемещение вещества требует определенного времени (чем дольше диффузия, -тем большее количество вещества переходит из одной сре­ды в другую).

Этот процесс можно выразить уравнением Фика —

Щукарева:

где -;------- скорость диффузионного процесса, м²-с ';

D — коэффициент молекулярной диффузии, м²/сек; F — площадь диффузного обмена (суммарная пло­щадь измельченного растительного сырья), м²;

йс

-j— — градиент концентрации (изменение концент­рации вещества на расстоянии Ах), (—) — диффузион­ный процесс направлен в сторону уменьшения кон­центрации.

Это явление было описано Фиком (1855), экспери­ментально проверено Щукаревым (1896). Формула при­ведена для диффузии, протекающей в одном направ­лении. В 1905 г. А. Энштейн вывел зависимость коэф­фициента диффузии от времени.

Конвенктивная диффузия — перенос вещества в ре­зультате причин, вызывающих перемещение жидкости: сотрясение, изменение температуры, перемешивание. Этот вид диффузии осуществляется значительно быст­рее и происходит за счет конвенкции, т. е. переноса мас­сы из одного места подвижной среды в другую.

Таким образом, извлечение действующих веществ из лекарственного растительного сырья проистекает за счет процессов диффузии, десорбции, растворения, диализа и вымывания, которые идут самопроизвольно и одновременно.

Качество извлечения из лекарственного раститель­ного сырья зависит от ряда условий: стандартности растительного сырья; измельченности сырья; соотно­шения количества сырья и извлекателя; кинетики экс­тракции; химической природы лекарственных веществ; применяемой аппаратуры.

Стандартность сырья.Состав и концентрация вод­ных извлечений, сила и характер их действия на орга­низм зависят прежде всего от исходного сырья и, в частности, содержания в нем действующих веществ. Количество последних в растительных материалах ко­леблется в зависимости от условий и места произрас­тания растения, времени сбора, режима сушки и дру­гих причин. Поэтому большое значение имеет стан дартность сырья. Стандартным называется сырье, со­ответствующее требованиям нормативно-технической документации. Для приготовления водных извлечений должно использоваться только стандартное сырье или сырье повышенной кондиции.

йствующих веществ. Эти

уся или в процентном отношении (алкалои-Ды), или числом биологических единиц (ЕД) на 5,0 г сырья. Растительные материалы, поступающие в аптеки, должны иметь соответствующие указания на этикетке. При использовании сырья с повышенным со­держанием действующих веществ его следует брать в меньших количествах по формуле:

-/<-:-

где х — количество сырья с повышенной кондицией, которое следует взять вместо назначенного количества стандартного сырья; а — количество стандартного сырья, требуемое по рецепту, г; с — концентрация действующих веществ в данном сырье, выраженная в процентах или числом ЕД на 1 г; b — стандартная концентрация действующих веществ в тех же едини­цах.

Rp.: Infusi herbae Adonidis vernalis ex 6,0 200 ml D. S. По столовой ложке 3 раза в день

Согласно фармакопее, стандартная трава горицве­та должна содержать не менее 50 ЕД в 1,0 г сырья. Травы, содержащей 70 ЕД в 1,0 г, следует взять мень­ше, а именно:

Растительные материалы, поступающие на склады, Должны сопровождаться аналитическим паспортом, в котором имеются данные о количестве содержащихся в Данном сырье действующих веществ. Эти сведения (ои

р котором имеются данные о количестве содержщ в Данном сырье действующих веществ. Эти сведения указываются или в процентном отношении (алкалои- ) х единиц (ЕД) на

а-с

/и

Обычно расчет упрощают, пользуясь заранее уста­новленным соотношением между 1,0 г имеющимся и стандартным сырьем в пересчете на 1,0 г. В данном случае 1,0 г имеющейся травы горицвета содержит 70 ЕД, положенные 50 ЕД будут содержаться в к г травы.

Г т. е. 0,71 г будет соответствовать 1,0 стандартной

.._ этикетке делается надпись: «0,71 г соответст­вует 1,0 г стандарта».

9—941 257

Вместо 6.0 г стандартной травы горицвета, назна­ченных в рецепте, имеющейся травы нужно взять: 0,71 г-6=4,28 г=4,3 г.

Сырье с меньшим содержанием действующих ве­ществ, чем положено по стандарту, для приготовления водных извлечений применять не разрешается.

Измельченность лекарственного растительного сырья. Необходимость измельчения растительного сырья, подлежащего извлечению, вызывается стрем­лением облегчить проникновение извлекателя в толщу материала, имеющего клеточную структуру. Клеточные оболочки являются тек более значительным препят­ствием для прохождения экстрагента, чем они толще и плотнее. Клеточные оболочки кор и корней толще и грубее, чем у цветков и листьев, поэтому коры и кор­ни нуждаются в более тонком измельчении, чем травы, листья и цветки. Большое значение имеет состав кле­точных оболочек. Основой клеточных оболочек являет­ся клетчатка — целлюлоза. Кроме целлюлозы, клеточ­ная оболочка включает в себя пектиновые вещества, склеивающие между собой оболочки отдельных клеток.

Целлюлоза нерастворима в воде, но набухает в ней. Среди пектиновых веществ встречаются раствори­мые и нерастворимые. Последние в воде лишь набу­хают, образуя студни. Под действием горячей воды не­которые из пектинов гидролизуются и переходят в раствор. Наличие пектиновых веществ является пре­пятствием для процесса извлечения, так как набухаю­щие пектины связывают значительное количество во­ды, исключая ее из процесса экстракции, а раствори­мые — увеличивают вязкость раствора и ухудшают ус­ловия диффузионного обмена. Клеточные оболочки многих растительных материалов пропитаны лигнином, изменяющим механические свойства оболочки, увели­чивающим ее твердость и уменьшающим способность набухать в воде. Иногда клеточные оболочки инкрус тированы суберином и кутином. Эти вещества не смачиваются водой и препятствуют ее проникновению внутрь клеток. Растительное сырье, клеточные оболоч­ки которого содержат много лигнина, суберина или кутина, нуждается в более тонком измельчении.

Для различных видов сырья существует определен­ное оптимальное измельчение, ниже которого измель­чать материал нежелательно, так как в противном слу­чае в извлечение переходит много мелких обрывков

тканей и других нерастворимых веществ, делающих извлечение мутным, способствующим быстрой его порче.

По ГФ XI растительное сырье должно быть измель­чено в соответствии с требованиями нормативно-тех­нической документации (см. статьи на лекарственное растительное сырье). Как правило, в аптеки оно посту­пает в измельченном виде. Оптимальной измельчен-ностью для листьев, цветков, трав считают измельче­ние частиц не более 5 мм (сито № 50); исключение составляют'листья толокнянки, эвкалипта, брусники — не более 1 мм (сито № 10). Стебли, коры, корневища и корни измельчают до 3 мм (сито № 30), плоды и се­мена не более 0,5 мм (сито № 5).

Измельчение растительного сырья должно быть пол­ным без остатка, так как в различных частях содер­жится различное количество действующих веществ (например, лист красавки). Сырье должно быть отсея­но от пыли, так как в воде балластные вещества набухают, масса будет склеиваться, обволакиваться воздухом и плохо смачиваться. Это создаст препят­ствия для проникновения извлекателя в клетку.

Соотношение количеств сырья и экстрагента.На
качество извлечений большое влияние оказывает ко­
личественное соотношение между сырьем и извлекаю­
щей жидкостью. В рецепте обычно указывается коли­
чество растительного материала и количество готового
водного извлечения. ^ч

Rp.: Infusi foliorum Uvae ursi ex 15,0 200 ml D. S. По 1 столовой ложке 2 раза в день

Данный рецепт обозначает, что из 15 г листьев толокнянки должно быть изготовлено 200 мл настоя. В соответствии с ГФ XI при отсутствии указаний в рецепте о количестве лекарственного растительного сырья настои и отвары готовят в соотношении _ЦН); из • ЗО.

Нзвлечения из лекарственного растительного сырья, содержащего сильнодействующие вещества, го­товят из экстрактов (концентратов) в соотношении 1:400. При" изготовлении настоя или отвара с исполь-"зованием экстракта (концентрата) последний берут в количестве, соответствующем количеству лекарствен­ного растительного сырья.

9* 259

Таким образом, для рецепта:

Rp.: Decocti corticis Quercus 150 ml D. S. Полоскание (2 раза в день)

должно быть взято 15 г коры дуба.

Действующие вещества, содержащиеся в раститель­ном материале, имеют определенную растворимость, полнота перехода их в извлечение во многом зависит от количества жидкости, которой обрабатывают сырье, хотя строгой пропорциональности здесь нет. Большее количество экстрагента обеспечивает лучшую экстракцию исходного сырья. Поэтому для получения полноценных извлечений необходимо использовать максимально возможное при данных условиях коли­чество воды. Рецептом предписывается количество готового извлечения, а не воды, необходимой для его получения. Часть жидкости после извлечения всегда удерживается экстрагированным сырьем. Количество экстрагированных веществ, извлеченных из раститель­ного материала, обычно не перекрывает потерь извле-кателя. Поэтому извлечения получается меньше, чем было взято воды. Для получения требуемого количест­ва извлечение обычно приходится доливать водой. При этом оно частично разбавляется.

Потеря воды происходит и в результате испарения, а также смачивания сосуда, в котором происходит настаивание. Если все потери принять за 100 %, то за счет абсорбции теряется 84 % воды, за счет испарения и смачивания сосуда — 1-6 %. Основная потеря воды зависит от свойств сырья и для различных видов является индивидуальной. Эти потери можно снизить путем увеличения в пределах возможного количества экстрагента. Поэтому для первичного заливания сырья при изготовлении водных извлечений целесообразно брать воды несколько больше, чем требуется готового извлечения. Увеличение количества воды улучшает условия извлечения действующих веществ и умень­шает их потери за счет абсорбции сырьем менее кон­центрированного извлечения. Для этого следует поль­зоваться коэффициентом водопоглощения. Коэффи­циентом водопоглощения Кв называется ко­личество извлечения, удерживаемое 1 г растительного сырья после его отжатия в перфорированном стакане инфундирки. Кв для наиболее часто применяемых видов сырья представлены в ГФ XI.

Rp.: Infusi foiiorum Mcnthae ex 20,0 200 ml D. S. Полоскание З раза в день

Воды дистиллированной для настаивания следует взять: 200+(20,0-2,4)=248 мл (2,4 —К» листьев мяты).

Установлено, что при учете Ко содержание дубиль­ных веществ в отваре коры дуба на 13 % больше, чем в отваре, приготовленном без учета Кв. Для кор­невища лапчатки разница составляла 21 %.

Если в ГФ XI К, не обозначен, то следует руковод­ствоваться условно принятыми коэффициентами: для корней — 1,5; для коры, цветков и трав — 2,0; для се-

'МЯН — J,l). ~

При изготовлении извлечений с учетом К» объем извлечения все равно получится несколько меньшим (испарение, смачивание). Поэтому ГФ XI требует пос­ле отжатия сырья объем извлечения измерить и доба­вить воду до предписанного объема извлечения. Количество воды для получения качественного извле­чения нельзя уменьшать, так как это приведет к умень­шению извлечения действующих веществ из клетки, В связи с этим при изготовлении водных извлечений из растительного сырья нельзя пользоваться концент­ратами солей из бюреточной установки (приказ Минздрава СССР № 412 от 23.05.72 г.).

Кинетика извлечения. Режим настаивания играет важную роль при получении водных извлечений. Все водные извлечения (за небольшим исключением) по­лучают путем настаивания на кипящей водяной бане или в инфундирном аппарате, причем настои в тече­ние 15 мин, отвары — 30 мин. При этом повышается растворимость дубильных веществ, алкалоидов, крах­мала, пектиновых веществ и др., увеличивается диф­фузия. Воздействие температуры приводит к гибели микроорганизмов. Растительное сырье значительно об­семенено ими, а водное извлечение является хорошей питательной средой. Очень важно, что при настаива­нии температура в инфундирке повышается постепен­но. Это приводит к тому, что пектиновые вещества, камеди, протеины успевают раствориться и продиф-фундировать раньше, чем свернутся или набухнут. Но длительное нагревание имеет и отрицательные сто­роны: возможно разрушение термолабильных веществ (гликозидов, эфирных масел) и увеличение выхода балластных веществ.

Для изготовления водных извлечений используют

несколько способов экстрагирования, отличающихся режимом настаивания. Это изготовление настоев, от­варов и слизей.

Как правило, из рыхлого растительного сырья (листья, трава, цветки) готовят настои, т. е. настаи­вают в инфундирке 15 мин. Исключение составляет лист толокнянки. Из более плотного растительного сырья (корни, корневища, коры, а также лист толок­нянки) готовят отвары (30 мин), так как диффузия идет медленно. Исключение составляют корни с корне­вищами валерианы (эфирное масло); из них готовят настой. После настаивания на кипящей водяной бане следует продолжить настаивание при комнатной тем­пературе. Настой настаивают не менее 45 мин, отва­ры — 10 мин. При охлаждении происходит дальней­шее извлечение. В это время настои и отвары обога­щаются веществами с крупными молекулами, которые медленно диффундируют (ВМС). Гликозиды напер­стянки коагулируют при нагревании и растворяются при охлаждении.

Разное время охлаждения у настоев и отваров оп­ределено экспериментально. Считают, что отвары, дли­тельно настаиваемые при нагревании, очень загустева­ют при продолжительном охлаждении, поскольку из­влекаются ВМС (крахмал, пектин), поэтому их проце­живают горячими, после 10 мин охлаждения. Исклю­чением служат отвары ид растений, содержащих ду-бильные_ вещестда (кора дуба, корневище змеевика, лист" толокнянки), которые процеживают горячими, без охлаждения, так как растворимость дубильных веществ резко зависит от температуры.

При изготовлении водных извлечений в больших объемах от 1 до 3 л увеличивают настаивание на водяной бане для настоев до 25 мин, для отваров до 40 мин. Готовить водные извлечения объемов бо­лее 3 л нерационально, так как не происходит полного извлечения действующих веществ.

Таким образом, для изготовления настоев и отва­ров измельченное лекарственное растительное сырье заливают водой комнатной температуры, взятой с уче­том Кв (см. ГФ XI), настаивают в инфундирном аппарате или в соответствующей емкости на кипящей водяной бане при частом помешивании: настои — в течение 15 мин, отвары — в течение 30 мин; затем охлаждают при комнатной температуре: настои — не

менее 45 мин, отвары — 10 мин; процеживают в мер­ный цилиндр, отжимая растительное сырье, и добав­ляют воду до требуемого объема извлечения (схе­ма 17.1).

СХЕМА 17.1. Стадии технологии настоев и отваров из расти­тельного сырья

Водные извлечения

Настои

Отвары

Измельчение растительного сырья

		Настаивание
♦
15 мин 25 мин (1ООО-3000 мл)		На кипящей водяной бане (кроме корня алтея)		—30 мин 3000 мл)
	♦
Не менее 45 мин Настой корня алтея	При номнатной температуре	10 мин (кроме сырья, содержа­щего дубильные вещества)
		♦
Процеживание через марлю и ватный тампон (на­стой корня алтея через мар­лю). Отжим сырья (кроме корня алтея)
♦
Измерение объема и доведение его водой до выписанного в прописи

Контроль качества ]

При необходимости к водным извлечениям добав­ляют консерванты: нипагин, нипазол, кислоту сорбино-вую и др., разрешенные к медицинскому применению (см. ГФ XI). Лекарственные вещества, выписанные в рецепте, растворяют в настое или отваре и снова про­цеживают. Сиропы, настойки и экстракты жидкие при­бавляют к полученному настою или отвару.

Оценку качества водных извлечений проводят в со­ответствии с приказами Минздрава СССР № 382 от 02.09.61 г. и № 582 от 30.04.85 г.

Водные извлечения быстро портятся под влиянием микроорганизмов. Их отпускают в простерилизованных флаконах бесцветного или оранжевого стекла, укупо­ренных полиэтиленовыми пробками и навинчивающи­мися пластмассовыми крышками. Хранят настои и от-

вары в соответствии с физико-химическими свойствами веществ, входящих в их состав, при температуре не выше 25 °С или в холодильнике (3—5°С). Водные извлечения, не указанные в приказе Минздрава СССР № 582 от 30.04.85 г., имеют срок годности не более 2 сут.

Кислоты лимонной следует взять 0,005 г или 0,5 мл (10 капель) 1 % раствора.

Раствора кислоты хлороводородной (1:10) надо взять:

0,83—100 мл 0,005—х

х= 0,6 мл (12 капель).