ما هي عملية الاستخلاص

الاستخلاص

الاستخلاص طريقة لفصل المادة المرغوبة عند مزجها مع مواد أخرى. يتلامس الخليط مع مذيب تكون فيه المادة المعنية قابلة للذوبان، لكن المواد الأخرى الموجودة غير قابلة للذوبان. تستخدم عمليات الاستخلاص مرحلتين غير قابلتين للامتزاج (هذه مراحل لا تختلط، مثل الزيت والماء) لفصل المادة من مرحلة إلى أخرى.

مثال على الاستخلاص

من الأمثلة السهلة على عملية الاستخلاص صنع الشاي. نقوم بغلي أوراق الشاي في الماء لاستخراج التانينات، الثيوبرومين، البوليفينول والكافيين من أوراق الشاي الصلبة إلى الماء السائل. الاستخراج المخبري هو من ضمن الاستخلاصات المعملية النموذجية وهي نقل للمركبات العضوية خارج الطور المائي إلى الطور العضوي. غالبًا ما يتم إجراء ذلك باستخدام قمع فصل.

كيف تتم عملية الاستخلاص في المنتجات الطبيعية؟

كانت الأدوية الطبيعية هي الخيار الوحيد للوقاية من الأمراض البشرية وعلاجها لآلاف السنين. المنتجات الطبيعية هي مصادر مهمة لتطوير الأدوية. دائمًا ما تكون كميات المنتجات الطبيعية النشطة بيولوجيًا في الأدوية الطبيعية منخفضة نسبيًا. ومن الضروري معرفة وتحديد وتطوير طرق فعالة وانتقائية لاستخراج وعزل المنتجات الطبيعية النشطة بيولوجيًا. حيث أن عملية الاستخلاص هي الخطوة الأولى المستخدمة لفصل المنتجات الطبيعية المرغوبة عن المواد الخام.

تشمل طرق الاستخلاص الاستخلاص بالمذيبات وطريقة التقطير والضغط والتسامي وفقًا لمبدأ الاستخراج. الاستخلاص بالمذيبات هو الطريقة الأكثر استخدامًا.

كما أن اختيار المذيب أمرًا ضروريًا للحصول على المذيب، حيث يجب مراعاة الانتقائية والذوبان والتكلفة والسلامة عند اختيار المذيبات، واستنادًا إلى قانون التشابه والتباين (مثل يذوب مثل)، من المرجح أن تعمل المذيبات ذات القيمة القطبية بالقرب من قطبية المذاب بشكل أفضل والعكس صحيح. الكحولات (EtOH وMeOH) هي مذيبات عالمية في استخلاص المذيبات من أجل التحقيق الكيميائي النباتي. بشكل عام، كلما كان حجم الجسيمات أدق، كانت النتيجة الأفضل التي يحققها الاستخراج. سيتم تعزيز كفاءة الاستخراج من خلال حجم الجسيمات الصغير بسبب الاختراق المعزز للمذيبات وانتشار المواد المذابة. ومع ذلك، فإنّ حجم الجسيمات الدقيق للغاية سيكلف الامتصاص المفرط للمذاب في المادة الصلبة وصعوبة في الترشيح اللاحق.

تزيد درجات الحرارة المرتفعة من الذوبان والانتشار، ومع ذلك فإنّ درجات الحرارة المرتفعة جدًا قد تتسبب في فقد المذيبات، ممّا يؤدي إلى مستخلصات من الشوائب غير المرغوب فيها وتحلل المكونات القابلة للتحلل بالحرارة. تزداد كفاءة الاستخراج مع زيادة مدة الاستخراج في نطاق زمني معين. لن تؤثر زيادة الوقت على الاستخراج بعد الوصول إلى توازن المادة المذابة داخل وخارج المادة الصلبة. كلما زادت نسبة المذيب إلى المادة الصلبة، زاد إنتاجية الاستخلاص، ومع ذلك فإنّ نسبة المذيبات إلى الصلبة المرتفعة للغاية ستؤدي إلى مذيب استخلاص مفرط وتتطلب وقتًا طويلاً للتركيز.

طرق الاستخلاص

تعتمد طرق الاستخلاص التقليدية والتي تشمل على كل من النقع والترشيح واستخراج الجزر على المذيبات العضوية، وتتطلب كمية كبيرة من المذيبات ووقت استخلاص طويل. تمّ أيضًا تطبيق بعض طرق الاستخراج الحديثة أو الأكثر اخضرارًا مثل استخراج السوائل الحرجة للغاية (SFC) واستخراج السائل المضغوط (PLE) والاستخراج بمساعدة الميكروويف (MAE)، في استخلاص المنتجات الطبيعية وهي توفر بعض المزايا مثل انخفاض استهلاك المذيبات العضوية، وقت استخراج أقصر وانتقائية أعلى. ومع ذلك فإنّ بعض طرق الاستخراج مثل التسامي والضغط على الطارد والتشبع نادرًا ما تستخدم في التحقيق الكيميائي النباتي الحالي.

طريقة النقع

في النقع مع غلات استخراج متطابقة تقريبًا، والتي يمكن ترجمتها إلى فوائد اقتصادية. يوفانوفيتش وآخرون قامو بتقييم كفاءة استخلاص البوليفينول من (Serpylli herba) باستخدام تقنيات الاستخلاص المختلفة (النقع، الاستخلاص بمساعدة الحرارة والاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية).

بناءً على محتوى البوليفينول الكلي، أنتج الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية أعلى إنتاجية إجمالية للفلافونيدات، كما تستخدم أوراق الكاجانوس في الطب الشعبي الصيني لعلاج التهاب الكبد وجدري الماء ومرض السكري. مركبات الفلافونويد هي المركبات النشطة بيولوجيا. تمّ العثور على كفاءة استخلاص أورينوسايد، لوتولين، وإجمالي مركبات الفلافونويد الأقل في المستخلص من طريقة النقع.

طريقة الترشيح

يعتبر الترشيح أكثر كفاءة من النقع لأنّه عملية مستمرة يتم فيها استبدال المذيب المشبع باستمرار بمذيب جديد، حيث قام مجموعة من العلماء بمقارنة بين طرق الاستخراج والترشيح لاستخراج (Undaria pinnatifida)، ووجدوا أنّ محتويات المكون الرئيسي، من طريقة الاستخلاص بالترشيح كانت أعلى من تلك الموجودة في طريقة الارتداد، بينما لم يكن هناك فرق كبير في إنتاجية المستخلص بين الطريقتين.

(Goupi patch) عبارة عن مستحضر طبي صيني مركب يتكون من 29 دواء صيني. استخدم العلماء محتوى القلويات بالكامل الذي تم تحديده بواسطة معايرة القاعدة الحمضية كمؤشر وحسّن طريقة ترشيح الإيثانول مثل: نقع الدواء بنسبة 55٪ كحول لمدة 24 ساعة ثم ترشيحها بـ 12 ضعف كمية الكحول 55٪.