Я кое-что знаю о современных трендах, поэтому я определенно собирался вернуться к теме получения активных ингредиентов из природных источников для фармацевтического или косметического применения. Ранее я уже обсуждал методы очистки источников природных соединений, а теперь я хотел бы перейти к обсуждению этапа их концентрирования с целью получения полезных соединений. Узнайте в этой статье, как оптимизировать условия ротационного упаривания природных соединений.

Несколько дней назад я был в парикмахерской, и рядом со мной сидела девушка, которой проводили окрашивание волос. От нечего делать, я начал подслушивать разговор между ней и ее парикмахером. Она хотела выглядеть «натуральной» брюнеткой и попросила краску с большим количеством «природных ингредиентов». Ее мастер порекомендовал ей итальянский бренд красок для волос, в которой применялись красители на основе йогурта.

Что ж, все, что мне нужно было услышать, – это «природные ингредиенты», прежде чем я осознал, что это та тема, которую мне хотелось бы раскрыть более подробно. Если вы помните, я потратил некоторое время в предыдущем посте, обсуждая, как можно очищать природные соединения, но я никогда не переходил к последующим этапам процесса. Как вы смотрите на то, чтобы в этой статье сосредоточиться на следующем после очистки этапе, а именно на концентрировании природных соединений?

Вначале давайте разберемся, когда нам требуется этап концентрирования природных соединений в процессе работы с активными ингредиентами, полученными из природных источников.

Процесс в целом состоит из следующих этапов:

1. Скрининг исходного сырья.
2. Экстракция из предварительно отобранного сырья.
3. Оценка биологической активности.
4. Идентификация активных молекул.
5. Корректировка параметров процесса экстракции.
6. Создание готовой формы.

Скрининг исходного сырья должен соответствовать строгим протоколам. Основным природным источником активных ингредиентов является растительное сырье, но могут также использоваться насекомые, улитки, губки и многие другие источники.

Чтобы провести скрининг источника природного сырья, необходимо выполнить множество экстракций. В зависимости от стоящей перед исследователем задачи используются такие методы экстракции, как горячая мацерация, экстракция по методу Сокслета , экстракция растворителем под давлением (PSE) и сверхкритическая флюидная экстракция (сверхкритический CO2).

Первый раз необходимость концентрирования природных соединений возникает сразу после стадии экстракции. После завершения экстракции удаление растворителя является важным, но часто игнорируемым этапом. Наиболее распространенный метод удаления растворителя при концентрировании натуральных продуктов – это вакуумная перегонка с использованием ротационного испарителя.

При ротационном упаривании водно-спиртовых смесей часто возникают проблемы, связанные с довольно высокими температурами кипения растворителей. Для них требуется чрезмерный нагрев водяной бани, что может повредить некоторые термочувствительные соединения. Также существует риск вскипания при превышении температуры кипения или по ходу продолжительной по времени сушки.

Чтобы оптимизировать скорость дистилляции при концентрировании природных соединений, я советую увеличить разницу температур между нагревательной баней и холодильником, или между парами и холодильником. Часто бывает, что температуру бани повышать еще больше нельзя – вместо этого отрегулировать скорость процесса можно путем понижения давления и температуры холодильника, сохраняя при этом постоянную температуру бани.

Помните, что оптимизацию рассмотренного типа можно провести только в том случае, если холодильник имеет достаточно большую площадь поверхности, чтобы обеспечить полную конденсацию растворителя и защитить вакуумный насос.

Я решил проверить, действительно ли большая площадь поверхности высокопроизводительного холодильника позволяет конденсировать больше пара, ведь это дало бы более высокую скорость дистилляции при соблюдении оптимальных параметров. Поскольку я сейчас на пенсии и не имею доступа к лаборатории, я позвонил нескольким коллегам из BUCHI и попросил их провести для меня эксперимент. Короче говоря, им пришлось сушить водно-спиртовой экстракт мирры на ротационном испарителе, оборудованном нагревательной баней, охладителем, управляющим интерфейсом, вакуумным насосом и датчиком пены, используя следующие настройки системы:

Действительно, мои коллеги заметили значительную экономию времени при испарении 50 мл экстракта мирры при использовании высокоэффективного конденсатора с оптимально подобранными температурными условиями. Если вы хотите увидеть другие применения, в которых высокопроизводительный холодильник может творить чудеса, ознакомьтесь с моим предыдущим постом, в котором обсуждались конденсаторы большего размера.

Таким образом, если использовать высокопроизводительный холодильник, баню большой емкости (5 л) и датчик пены, то можно добиться более короткого времени перегонки без изменения температурных параметров даже при испарении водно-спиртовых смесей.

Здесь я также настоятельно рекомендую задействовать датчик пены. Он не позволит произойти резкому вскипанию и сделает весь процесс более безопасным, предотвратив потери образца и устранив проблемы с очисткой и загрязнением, а также обеспечит работу испарителя в автоматическом режиме.

После того, как этап концентрирования природных соединений окончен, следует охарактеризовать фитохимический состав продукта. Для этой цели используются такие аналитические методы, как высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), газовая хроматография (ГХ) или тонкослойная хроматография (ТСХ), а также тесты in vitro, модели ex vivo или in vivo.

Следующая стадия процесса включает определение характеристик активных молекул. Для этого необходимо фракционирование (или очистка) экстракта, чаще всего с использованием методов хроматографии. После разделения фракций можно оценить их биологическую активность и идентифицировать соединения или семейства соединений, ответственные за активность.

После хроматографии обычно снова требуется стадия концентрирования природных соединений. Как я только что описал, ротационное упаривание служит подходящим методом для удаления растворителя.

На этом этапе можно попытаться оптимизировать условия экстракции, изменив массовое соотношение «растительное вещество/растворитель», природу вашего растворителя, время экстракции, температуру экстракции и другие параметры процесса. Как только будут найдены оптимальные условия, вы можете перейти к последней стадии получения готовой формы, которая часто требует использования системы распылительной сушки или оборудования для инкапсулирования для получения конечного продукта в его окончательном виде.

Итак, теперь у вас есть краткое описание методов очистки и концентрирования природных соединений. Думаю, я должен более подробно остановиться на заключительном этапе – получении готовой формы, – но я хотел бы сохранить небольшую интригу до тех пор, пока не напишу пост по этой теме. Поэтому я приглашаю вас заглядывать в блог, чтобы не пропустить это сообщение. Надеюсь, когда я завершу этот процесс, то смогу слышать слова «природные соединения» со спокойной душой.

До новых встреч,