استخراج مواد موثره و اسانس گیاهان دارویی
استخراج گیاهان دارویی : گیاهان در پروسه رشد خود، ترکیبات فراوانی را تولید می کنند که در اندام های مختلف گیاه تجمع می یابند.
ترکیباتی در گیاه به عنوان متابولیت های ثانویه شناخته می شوند که بتوان آن ها را استخراج کرد که برخی از آن ها اسانس نامیده می شود.
اسانس گیاهان دارویی چیست؟
اسانس ها ترکیبات معطری هستند که در اندام های مختلف گیاهان یافت می شوند، این اسانس های معطر در سلول های مخصوص اسانس، غده ها یا مجاری ترشحی داخل گیاه قرار دارند.
به علت تبخیر در اثر مجاورت هوا در حالت عادی، آن ها را روغن های فرار یا اسانس های روغنی می نامند.
ویژگی اسانس های گیاهی
- بی رنگ هستند و به علت اکسیداسیون و رزینی شدن رنگ آن ها تیره می گردد.
- اسانس ها در الکل محلول و به میزان کمی در آب حل می شوند.
- بعضی از اسانس ها فقط در اثر واکنش های آنزیمی به دست می آیند.
- هر اسانسی صدها ترکیب آلی دارد که تاثیر درمانی، خصوصیات عطر و بوی هر ماده گیاهی را موجب می شود.
- اسانس ها از قسمت های مختلف گیاه مانند گل، جوانه، دانه، ریشه، برگ ترکه (Twig) ، چوب و یا از همه اندام های گیاه استخراج می شود.
طبقه بندی ترکیبات اسانس
- الکل ها
- آلدهیدها
- اکسیدها
- استرها
- فنول ها
- کتون ها
- کومارین ها
- مونوترپن ها
- سرکوئی ترپن ها
روش های استخراج مواد موثره
- تقطیر (Distillation)
- فشار سرد (Cold pressing)
- استخراج به وسیله حلال (Solvent Extraction )
- استخراج با روغن های جاذب (Enfleurage)
- تقطیر در شرایط خلا به وسیله میکروویو (Vacuum Microwave Distillation)
- استخراج به وسیله خیساندن ( Extraction)
نکته: محصولات حاصل از استخراج معمولا به عصاره تام (Conectrte)، ابسولوت (Absolute)، پماد یا رزیوند معروف اند، در حالی که روغن های تقطیر شده یا استخراج شده اسانس نام گذاری می کنند.
- اگر چه استخراج و تقطیر همان عملیات استخراج مواد است اما از واژه استخراج به مفهومی وسیع تر برای به دست آوردن مواد قابل استحصال مانند اسانس ها و سایر ترکیبات دارویی و معطر از مواد گیاهی به وسیله روش های شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی استفاده می شود.
روش های اسانس گیری
انتخاب روش اسانس گیری با توجه به نوع گیاه، مواد موثره ذخیره شده و درجه خلوص صورت می گیرد.
تقطیر با آب
- این نوع روش قدیمی ترین، ارزان ترین و ساده ترین روش اسانس گیری است.
- در مورد گیاهانی به کار برده می شود که خشک باشند و در اثر جوشاندن خراب نشوند.
- گیاهانی مانند گل محمدی، ریشه ها، چوب ها و مواد فندقه که اندام های سخت و محکمی دارند از این روش معمولا برای اسانس گیری این گیاهان، استفاده می شود.
- در این روش، مواد گیاهی داخل مخزن تقطیر ریخته شده و به مقداری که همه مواد گیاهی در آن غوطه ور باشند
- آب در مخزن تقطیر ریخته می شود و آب به وسیله گرم کردن مستقیم مخزن به جوش می آید.
- در طول این پروسه، اسانس ها از سطح یا از داخل گیاه و در دمای کم تر ار 100 درجه سانتی گراد، به وسیله
- عامل انتشار وارد آب می شوند.
- در مرحله بعد، مواد معطر خارج شده از گیاه همراه با بخار آب بالا می رود و وارد سیستم مبرّد می شود و در آنجا
- سرد و به فاز مایع تبدیل شود.
- این مخلوط در مرحله بعد، به سیستم جدا کننده اسانس به نام ظرف فلورنتین (Florentine Vessel) می رود
- با توجه به اختلاف چگالی بین اسانس و آب این دو از هم جدا می شوند.
- مایع تقطیر جدا مانده که محصول فرعی است گلاب یا عرق نام دارد که برای اسانس گیری باید دوباره آن را به سیستم تقطیر اضافه کرد.
معایب روش تقطیر با آب
- مواد گیاهی با آبی که در حال جوشیدن است در تماس مستقیم است که برای جلوگیری از انباشتگی مواد سنگین گیاهی و اطمینان از اینکه آن ها پیوسته در تماس مستقیم با آب باشند، مواد گیاهی باید در مخزن تقطیر چرخانده شود.
- که این چرخاندن، سپس حرارت دیدن بیش از اندازه گیاه می شود و کیفیت اسانس به دست آمده پایین می آید.
- این روش نیاز به نیروی کار ماهر و تعداد زیاد دستگاه های تقطیر دارد.
- اسانس های موجود در این روش به طور کامل استخراج نمی شود.
- اسانس های تولید شده در این روش از کیفیت پایینی برخوردار است.
- این روش در کشورهای در حال توسعه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
تقطیر با آب و بخار
- این روش ترکیبی از تقطیر با آب و تقطیر با بخار است.
- این روش برای گیاهان تازه و گیاهان خشک استفاده می شود.
- از گیاهانی که برای اسانس گیری آن گیاهان از این روش استفاده می شود عبارت است: علف لیمو، اکالیپتوس، آویشن، میخک، نعنا فلفلی، نعنای هندی (Patchouli)
- در این روش، مواد گیاهی را داخل مخزن بر روی شبکه توری می ریزند و گیاهان را بالای آبی نگه می دارند که با حرارت مستقیم با لوله های بخار یا روش های دیگر که در حال جوشیدن است و به وسیله بخار مرطوبی که فشار پایینی دارد، عملیات تقطیر انجام می شود.
- گیاهان خشک یا تر را باید به طور منظم و یکنواخت در مخزن ریخت تا عبور یکنواخت بخار از بین آن ها به خوبی انجام شود.
معایب روش تقطیر با آب و بخار
- مواد گیاهی نمی توانند مستقیما با منبع حرارتی کف دیگ در تماس باشند، اما به دلیل انکه دیواره های مخزن گرما را به خوبی منتقل می کنند ، تاثیر ناخواسته مخزن را به وسیله گرم شدن بیش از حد مواد گیاهی مشاهده کرد.
- بخار مرطوب می تواند سبب باقی ماندن مواد گیاهی ریزتر روی صفحه متخلخل و کاهش سرعت تقطیر شود.
- نکته: این روش از نظر زمان و مصرف سوخت نسبت به روش تقطیر با آب به صرفه تر است و مقدار اسانس بیشتری می دهد.
تقطیر با بخار مستقیم
- بهترین و رایج ترین روش اسانس گیری است.
- حدود 80% الی 90% از اسانس گیری با این روش انجام می شود.
- این روش بیشتر برای اسانس گیری گیاهان تر و تازه استفاده می شود.
- از نمونه گیاهانی که با این روش اسانس گیری می شود عبارت است از: نعنا فلفلی، بابونه آلمانی و گل محمدی
- در این روش هیچ آبی داخل مخزن تقطیر وجود ندارد.
- ابتدا گیاهان را بر روی صفحه متخلخل که در داخل مخزن تقطیرن می ریزند، بخار اشباع شده یا بسیار گرم که خشک و فشار بالایی دارد، به داخل دیگ و زیر مواد گیاهی ترزیق می شود.
- این بخار به وسیله دیگ بخار جداگانه ای یا به وسیله دستگاه بخار ساز تولید می شود.
- گیاهان داخل مخزن باید به طور یکنواخت در داخل مخزن توزیع شود تا بخار داخل مخزن با کم ترین مقاومت
- رو به رو شود.
- در مرحله بعد، بخار آب از بین مواد گیاهی عبور می کند و در نتیجه پدیده انتشار، اسانس از مواد گیاهی
- خارج می شود.
- بخار همراه با میزان مشخصی اسانس بالا می رود و وارد بخش مبرّد می شود که به وسیله آب در حال حرکت
- سرد می شود، در آنجا بخار متراکم شده و به فاز مایع منتقل می شود و سپس مخلوط آب و اسانس را جمع آوری کرده و در ظرف فلورنتین از یکدیگر جدا می شود.
مزایای روش تقطیر با بخار
- این روش برای اسانس گیری در مقیاس تجاری مناسب تر و به صرفه تر است.
- ارزان ترین و بهترین روش برای کاهش هزینه ها است.
- تقربا 85 درصد از اسانس موجود در گیاه، با این روش اسانس گیری از گیاه خارج می شود.
- امکان تغییر فشار در این روش وجود دارد و می توان برای مواد فرارتر از فشار کم تر و برای موادی که کم تر فرارند، از فشار بیشتری استفاده کرد.
- احتمال وارد شدن خسارت به اسانس های حاوی مواد واکنش دهنده مانند استرها کم تر است. ( به علت سرعت تقطیر بالا)
- بالاترین کیفیت اسانس از روش تقطیر مستقیم با بخار به دست می آید و کیفیت اسانسی که در این روش به دست می آید ثابت و قابل تکرار است.
روش آنزیمی
- اسانس های گلوکزیدی را به وسیله هیدرولیز آنزیمی گلوکزیدی به دست می آورند. ( مانند اسانس دام تلخ و اسانس خردل)
- در مغز بادام تلخ در اثر عمل امولسین بر روی آمیگدالین اجسامی مختلفی حاصل می گردند که از بین آن ها
- می توان اسانس را به روش تقطیر مجزا نمود.
- روش فشردن در حرارت معمولی
- بعضی اسانس ها مانند اسانس لیمو و برگاموت در اثر تقطیر تجزیه می گردند بنابراین از روش های مکانیکی دیگر
- جهت جدا کردن اسانس های مکانیکی استفاده می کنند.
- یکی از این روش ها متلاشی کردن غده های اسانس دار با مالش میوه بر روی صفحاتی که دارای تیغه تیز به
- اندازه ای که فقط به داخل لایه اپیدرم نفوذ نمایند و در نهایت قطرات اسانس به داخل ظرف می ریزند و بعد آن را جمع آوری می کنند.
استخراج به کمک حلال
- از این روش هنگامی استفاده می شود که اسانس موجود در گلبرگ ها کم است و استخراج اسانس مشکل است.
- برای این روش، روغن بی بوی مایع را در بشقاب شیشه ای به ضخامت کم قرار می دهند و گلبرگ ها را چند ساعت در داخل بشقاب قرار می دهند، سپس مجدد گلبرگ های تازه را قرار می دهند.
- پس از اشباع شدن روغن از مواد اسانس می توان اسانس را به کمک الکل، از روغن جدا نمود.
- از این روش قبلا جهت تهیه عطر و پماد استفاده می شده است.
- در صنایع عطر سازی، قسمت اعظم اسانس ها را با روش استخراج به کمک حلال مانند نفت، بنزین و اتر
- به دست می آورند، برای این کار ماده خام گیاهی در مجاورت یک حلال غیر قطبی در حرارت 40 الی 50 درجه
- قرار می دهند، مدت زمان قرار گیری ماده خام گیاهی در مجاورت حلال بستگی به نوع ماده، نوع حلال و حالت گیاه دارد.
- حلال به کار رفته شده قسمت اعظم مواد موثره موجود در گیاه را در خود حل می کند.
- در مرحله بعد، محلول را جهت تخلیص و خارج نمودن حلال تقطیر می کنند، محلول به دست آمده که کانکرت موسوم است، علاوه بر مواد معطر شامل واکس ها و مواد رنگین گیاهی می باشد که در صورت نیاز آن را تخلیص می کنند.
- برای تخلیص، ابتدا کانکرت با الکل متیلیک یا اتیلیک آمیخته و حرارت می دهند تا مواد موثر عطری در الکل حل شوند.
- محلول حاصل را صاف نموده تا از واکس ها جدا شوند، سپس محلول الکل را در جهت خارج نمودن حلال در خلاء نسبی
- تقطیر می کنند تا اسانس خالص گردد.
استخراج به کمک گازها
- این روش یکی از شیوه های جدید تقطیر است که اصول آن بر پایه میعان گاز CO2 در حوالی نقطه بحرانی است.
- دی اکسید کربن به حالت مایع قادر است مواد معطر را در خود حل نماید و در حالت گازی تشگیل دو فاز دهد.
- در حوالی نقطه بحرانی طی دو عامل متناوب فشردن (Compression) که دی اکسید کربن در این مرحله
- به صورت مایع در می آید و انحلال صورت می گیرد و در آخر انبساط (Expanssion) که همراه با تغییر دی اکسید کربن از حالت مایع به حالت گازی بوده، ضمن همراه آوردن اسانس ها از مواد معطر جدا می شود.
تقطیر تجزیه ای
- از این روش برای به دست آوردن اسانس هایی که دارای بوی سوخته (Empyreumatic) می باشد استفاده می شود.
- هنگامی که چوب یا رزین گیاهان خانواده کاج را بدون وجود هوا حرارت دهند، در اثر تجزیه ترکیبات فرار متعددی حاصل می شود و توده باقی مانده عبارت از زغال خواهد بود و مواد معطر تقطیر شده به دو لایه آبکی حاوی الکل متیلیک، پیرولینگو (اسید استیک ناخالص) و لایه تیره رنگ دیگر محتوی قطران کاج و ترکیبات دیگر است که ترکیب آن به نوع چوب بکار برده شده بستگی دارد.
- این تقطیر خشک معمولا در دیگ های دردار انجام می گیرد ، در صورتی که چوب بکار برده شده خرد یا آسیاب شده باشد، یا سریعا به آن حرارت دهند، مقدار قطران حاصل معادل 10% چوب بکار برده شده خواهد بود.
