Фиты. 1. Исторические этапы развития фитохимии и организации производства фитопрепаратов
 Скачать 3.58 Mb.
|
|
56.Липоид. Их характеристика и методы удаления в технологии фитопрепаратов. Липиды — органические вещества, не растворимые в воде и хорошо растворимые в органических растворителях (экстрагентах). По своей структуре липиды представляют собой сложные эфиры жирных кислот. Липиды подразделяют на четыре группы: жиры и жирные масла, воски, фосфолипиды, гликолипиды. Свойства жиров •Высыхание — сложный физико-химический процесс, начинающийся с окисления метиленовых групп, соединённых между собой двойной связью, с последующей полимеризацией. Образование высокополимерных соединений сопровождается повышением их вязкости и ухудшением растворимости в масле. В медицине необходимы невысыхающие масла, их используют для парентерального введения лекарств (в ампульном производстве применяют персиковое и миндальное масла •Омыление. Триглицериды жирных кислот способны к превращениям, характерным для сложных эфиров. Так, под влиянием едких щёлочей происходит расщепление эфирной связи (омыление), сопровождающееся образованием свободного глицерина и щелочных солей жирных кислот (мыл). Расщепление может происходить под действием кислот или ферментов (липазы). •Прогоркание — сложный физико-химический процесс порчи жира с приобретением неприятных запаха и вкуса при хранении в неблагоприятных условиях. Методы удаления липидов 1.Предварительное обезжиривание растительного сырья путём обработки неполярными растворителями (бензином, этиловым или пстролейным эфиром). Метод используют редко в связи с необходимостью большого количества экстрагента, что определяет трудности в аппаратурном оформлении при его удалении, повышение требований к соблюдению правил техники безопасности, проведение сушки растительного материала для дальнейшего экстрагирования. Более целесообразно удаление жироподобных балластных веществ обработкой предварительно сконцентрированной вытяжки. В этом случае процесс менее трудоёмок и технологически проще. Этот метод используют при получении сухого экстракта чилибухи. 2.Замена одного экстрагента другим, например неполярного полярным. Неполярный экстрагент отгоняют, на конечном этапе отгонки добавляют воду, затем оставшийся экстрагент удаляют полностью. Можно кубовый остаток обрабатывать небольшими порциями воды. Метод применим, если лекарственные вещества растворимы в воде. Маслянистый осадок балластных веществ обычно отделяют на супер-центрифугах. Этот способ используют в технологии экстрактов красавки и черногорки. 57. Гликозиды. Общая характеристика, свойства, распространение. Классификация. Гликозиды — природные соединения, выделяемые из растений и преимущественно относящиеся к классу циклических ацеталей. В гликозидах альдегидом является сахар, взаимодействие происходит с органическими соединениями, содержащими оксигруппы. Сахар в гликозидах находится в полуацетальной В состав гликозидов могут входить различные сахара, поэтому общее название этого класса соединений — гликозиды. Наряду с общим названием используют частное название «глюкозиды» для соединений, в состав которых входит моносахарид глюкоза. Атомом, соединяющим сахаристую и несахаристую части молекул, служит, как правило, кислород. Встречаются и С-гликозиды, в которых атомы углерода сахара и агликона соединены непосредственно, Если в составе гликозидов имеется одна молекула сахара, их называют монозидами, две молекулы — биозидами, три молекулы — триозидами, более трёх — олигозидами. Гликозиды — оптически активные вещества, в зависимости от при¬роды сахара и расположения радикала могут быть право- и лево- вращающими и иметь различную оптическую активность. Большинство природных гликозидов относится к р-гликозидам. По химическим свойствам гликозиды также имеют сходство с ацеталями: легко гидролизуются кислотами и обычно стойки к действию щёлочей. Гликозиды легко разлагаются под влиянием особых ферментов — гликозидаз. В растениях обычно наряду с гликозидами содержатся ферменты, способные их разлагать. Однако ферменты в основном сосредоточены в митохондриях, а гликозиды — в вакуолях. Лишь при соприкосновении друг с другом и в присутствии влаги гли- козид разлагается до одной или нескольких молекул сахара и молекулу соединения, не принадлежащего к сахарам и называемого аг- ликоном, или генином. Растворы минеральных кислот и ферменты служат катализаторами гидролиза гликозидов. Гликозиды известны более ста лет. Большое внимание изучению гликозидов в XIX веке уделяли немецкие химики во главе с Э. Фишером. Ими установлено, что гликозиды — оптически активные вещества и могут находиться в природе в виде стереоизомеров (в D- и L-формах), Э. Фишер обнаружил, что каждому гликозиду в растении соответствует определённый фермент («глюкозид — это замок, а фермент — ключ, и для каждого замка нужно иметь определённый ключ»). Однако есть ферменты, способные расщеплять несколько гликозидов, например эмульсин может разлагать несколько (З-Ь-гликозидов, а мальтаза — несколько a-D-гликозидов. Ферменты сами не принимают участия в реакции, но ускоряют процесс расщепления гликозидов. Нагревание водных растворов гликозидов с кислотами также ускоряет гидролиз. С-гликозиды гидролизу не подвергаются, их (угле водные компонен¬ты не отщепляются ни при кислотном, ни при щелочном гидролизе. Свойства гликозидов Индивидуальные гликозиды представляют собой твёрдые кристаллические или аморфные, как правило, неокрашенные вещест¬ва. Исключение составляют флавоновые (окрашены в жёлтый цвет), антрахицоновые (в жёлтый или оранжевый цвет) и антоциановые гликозиды, обусловливающие различную окраску цветков растений (красную, синию, фиолетовую и др.). Гликозиды обычно растворимы в воде, но не всегда легко. Наилучшим растворителем служит спирт различной концентрации. Они избирательно растворимы в ацетоне, дихлорэтане, хлороформе, не растворимы в бензине и петролейном эфире. Все гликозиды обладают горьким вкусом и относятся к оптически активным веществам. Агликоны (генины) гликозидов преимущественно являются гид- роксилсодержащими соединениями. Они могут принадлежать к различным группам органических веществ, например к фенолам, ок- синитрилам, спиртам. Агликоны могут иметь в составе молекулы атомы азота или серы, редко — то и другое. Наиболее распростране¬ны циклические и полициклические агликоны (ароматические и гид-роароматические соединения). Гетероциклические агликоны содер¬жат в качестве гетероатома преимущественно кислород. Агликоны лучше гликозидов растворимы в органических растворителях и хуже — в воде. Специфическое фармакотерапевтическое действие гликозидов обусловлено структурой агликона, сахара влияют на свойства глико¬зидов, особенно на растворимость, скорость всасывания и выделе¬ния гликозидов. Классификация гликозидов может быть построена на следующих принципах. 1.По фармакологическому действию, например сердечные гликозиды, слабительные, желчегонные, анестезирующие, спазмолитики. Эту классификацию используют в медицине 2.По природе простых Сахаров, выделяющихся при гидролизе, например глюкозиды, галактозиды, рамнозиды. 3.По ботаническим семействам растений, из которых они были выделены, например гликозиды семейств вересковых, кутровых, крушиновых, гречишных. 4.По химической структуре агликонов, связанных с сахаром и выделяемых из гликозидов при их гидролизе. Эту классификацию применяют наиболее часто, так как специфическое фармакологичес¬кое действие и специфические физические свойства гликозидов обусловлены природой агликонов. Гликозиды подразделяют на девять основных групп: фенолгликозиды, цианофорные (цианогенные), тиоглнкозиды, антрахиноновые, производные циклопентанопер- гидрофенантрена, флавоновые, антоциановые, дубильные вещества, сапонины. 58. Побочные явления, сопровождающие процесс выпаривания, и способы их удаления. Вакуум-выпарные и роторно-пленочные установки. Побочные явления, наблюдаемые при выпарке Инкрустация — образование накипи. Накипь при выпаривании извлечений образуется в результате коагуляции некоторых веществ (белков) или при разложении гидрокарбонатов кальция и магния, а также при разложении кальциевых, магниевых солей органических кислот (лимонной, тиглиновой и др.). Накипь отлагается на поверхности нагрева и снижает коэффициент теплопередачи. Для предотвращения её образования производят перемешивание жидкости, используя лопастные мешалки якорного типа, мешалки комбинированного действия, удаляющие со стенок накипь. Значительно снижает возможность образования накипи циркуляция выпариваемого раствора. 1.Температурная депрессия — разность между температурой кипения раствора и температурой кипения чистого растворителя при одинаковом давлении. Значение температурной депрессии зависит от природы растворённого вещества и растворителя,  затвора. раствора и давления. По мере упаривания (удаления растворителя-извлекателя) температура кипения оставшегося раствора будет соответственно увеличиваться, что необходимо учитывать при выпарке, Таким образом, во избежание перегрева и разложения термолабильных веществ в конце процесса необходимо создание более глубокого вакуума. 2.Гидростатическая депрессия, или гидростатический эффект, Давление в верхнем и нижнем слоях жидкости в выпарном аппарате будет неодинаково, поэтому и температура кипения раствора по всей высоте аппарата различна. В наиболее глубоких слоях температура кипения раствора больше, так как пузырьки пара должны проникать через слой, преодолевая давление столба жидкости. Для сведения t минимуму гидростатического эффекта в современных аппаратах выпарку проводят в тонком слое жидкости. 3.Пенообразование. Многие растительные извлечения (особенно вытяжки, содержащие сапонины) при упаривании сильно пенятся. Для уменьшения потерь при выпарке сильно пенящихся жидкостей используют аппараты с большим паровым пространством (коэффициент заполнения приблизительно равен 0,5), перед выпариванием жидкость профильтровывают, выпаривание производят при перемешивании, во время выпарки периодически открывают воздушки, чтобы сбить пену, но это замедляет процесс выпарки. Все перечисленные мероприятия недостаточно эффективны. Для снижения це-нообразования в ряде случаев применяют пеногасители. Лучшие результаты получены при использовании силиконов (кремнийорга- нических веществ). 5. Брызгоунос — потеря извлечения в виде тумана, мелких капелек, образующихся из-за вспенивания жидкости или большой скорости вторичного пара, механически увлекающего за собой частицы жидкости. Для уменьшения потерь за счёт брызгоуноса и ценообразования на пути движения паров ставят ловушки. Установки с использованием тонкоплёночных роторных испарителей (РПИ) Основное достоинство тонкоплёночных роторных испарителей — высокая интенсивность тепло- и массообмена (за счёт устранения отрицательного влияния вязкостных сил подводом механической энергии извне и исключением гидростатического эффекта). В результате значительно сокращается время пребывания материала в зоне обработки. Интенсивность теплопередачи в них более чем в 2 раза выше, чем в трубчатых испарителях с полным заполнением трубок. В установках извлечение перемешивается ротором, так что обрабатываемый материал непрерывно движется через аппарат в виде плёнки, соприкасаясь с обогреваемой поверхностью, что способствует достижению высокой производительности выпарки. ® Группа 1 — аппараты, у которых тепло- и массообмен происходят на внутренней поверхности цилиндрического корпуса (вертикального или горизонтального), снабжённого снаружи рубашками для теплоносителя. Тонкий слой жидкости создаётся на внутренней поверхности корпуса аппарата при помощи роторного устройства. •Группа 2 — аппараты, у которых тепло- и массообмен происходят на поверхности вращающихся обогреваемых корпусов. РПИ с неподвижным корпусом могут быть исполнены в следующих двух вариантах. •Аппараты варианта «РЖ» содержат жёстко закреплённые на валу радиальные лопатки, между концами которых и поверхностью теплообмена имеется небольшой зазор (0,1—2 мм), толщина которого обеспечивает толщину плёнки. Лопасти ротора могут быть выполнены из металла, графита или пластмассы. Аппараты трудоёмки в исполнении и требуют высококвалифицированного обслуживания. Аппараты с цилиндрическим корпусом используют для упаривания извлечений до 1/6 первоначального объёма. •Аппараты варианта «РП» (с подвижными лопатками) более универсальны, позволяют обрабатывать продукты, загрязняющие поверхность теплообмена. Роторы аппаратов снабжены элементами в виде  59. Ботаническая и биохимическая классификация алкалоидов. Ботаническая классификация В начальный период развития органической химии алкалоиды подразделяли на группы в зависимости от образующих их растений, т.е. применяли ботаническую классификацию. В маке были обнаружены производные изохинолина, в табаке — пиридина, в хинном дереве — хинолина, в красавке — тропановые алкалоиды. Ботаническая классификация использована в монографии Т.А. Генри «Химия растительных алкалоидов». Однако в последующем одни и те же алкалоиды были обнаружены в растениях различных семейств, часто из одного растения выделяли различные по структуре основания (кофеин зарегистрирован в растениях, принадлежащих к шестнадцати семействам, никотин — к десяти). Названия алкалоидов, как правило, являются производными от латинского названия растения, где они впервые обнаружены, например скополамин (от скополия), кофеин (от кофе), винкалин, винканин, винервин (от растения vinca). Биохимическая классификация В биохимии существует классификация алкалоидов по характеру аминокислот, из которых они получаются в процессе биогенеза  Назначение этих соединений для жизнедеятельности растения неясно. Высказаны предположения, что вторичные вещества — продукты обмена в клетке и являются шлаками, однако их содержание измененяется в период вегетации растений даже в течение суток. По мнению ряда авторов, алкалоиды — промежуточный материал для синтеза белков, однако введение алкалоидов в питательную среду при получении биомассы не способствует усилению синтеза белков. 60. БАДы к пище, перспективы их применения производства. Биологически активные добавки (БАД) к пище — композиции биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приёма с пищей или введения в состав пищевых продуктов. Биологически активные пищевые добавки к пище, наряду со специализированными продуктами питания, являются наиболее эффективным способом устранения дефицита витаминов, но при условии содержания биологических веществ в дозах, соответствующих физиологическим потребностям человека. Биологически активные пищевые добавки в большинстве случаев относятся к классу естественных компонентов пищи и обладают выраженными физиологическими и фармакологическими влияниями на основные регуляторные и метаболические процессы человеческого организма. Изучением фармакологических свойств пищи, роли биологически активных веществ и, в конечном итоге, созданием новых видов биологически активных добавок, занимается микронутриентология. Поскольку БАД стали объектом деятельности множества коммерческих фирм (которые активно рекламируют и часто производят их кустарным образом) и поначалу не были востребованы официальной медициной, их толкование стало двусмысленным как среди потребителей, так и среди медицинского персонала. Это зачастую приводит к серьёзным заблуждениям и неправильным действиям. Расширение применения биологически активных добавок к пище санкционировано правительством России. Применение: 1.Регуляция жирового, углеводного, белкового и минерального обмена. 2.Оптимизация активности ферментных систем. 3.Структурные компоненты клеточных мембран. 4.Антиоксидантная защита. 5.Обеспечение процессов клеточного дыхания. 6.Поддержание электролитного баланса. 7.Поддержание кислотно-щелочного равновесия. 8.Гормоноподобное действие. 9.Регуляция репродуктивной функции и процессов эмбриогенеза. 10.Регуляция активности иммунной системы. 11.Участие в процессах кроветворения. 12.Регуляция свёртываемости крови. 13.Регуляция возбудимости миокарда и сосудистого тонуса. 14.Регуляция нервной деятельности. 15.Структурное и функциональное обеспечение опорно-двигательного аппарата. 16.Синтез соединительной ткани. 17.Регуляция процессов детоксикации и биотрансформации ксенобиотиков. 18.Поддержание естественной микрофлоры кишечника. 61. Теоретические основы процесса сушки. Формы связи влаги с материалом. Сушка лекарственного растительного сырья обеспечивает качество сырья, так как при ней происходит консервация содержащихся в сырье БАВ. Оптимальный режим сушки приведён в инструкциях по заготовке и сушке конкретных видов ЛРС. Общие Правила сушки: Соблюдение температурных режимов сушки. - Сырьё, содержащее эфирные масла, сушат при 25-30°С - Сырьё, содержащее гликозиды, сушат при 50-60°С, что позволяет быстро инактивировать ферменты, разрушающие гликозиды. - Сырье, содержащее алкалоиды, сушат при температуре до 60 °С. - Сырье, содержащее аскорбиновую кислоту, сушат при 80-90 °С. Сушку считают законченной, когда корни, корневища, кора и стебли при сгибании не гнутся, а ломаются; листья и цветки растираются в порошок, сочные плоды не склеиваются в комки, а при нажиме не рассыпаются. Количество остаточной влаги в сырье после сушки находится в пределах 10—15%. Методы сушки лекарственного растительного сырья подразделяют на две группы: естественную сушку и тепловую сушку (или сушку с искусственным обогревом). Естественная сушка может быть воздушно-теневой или солнечной. При обоих видах сушки во избежание увлажнения сырья на ночь его необходимо убирать в помещение или укрывать плотной тканью. - Воздушно-теневую сушку осуществляют на открытом воздухе, но в тени. Сырьё раскладывают под навесами или в специальных сушильных сараях. - Солнечную сушку приводят под открытым небом или в солнечных сушилках. Её применяют в районах с жарким сухим климатом, преимущественно для коры, корней, корневищ и других подземных органов, как правило, почти не повреждаемых солнечными лучами (вследствие их повреждающего действия на пигменты, листья, цветки и травы рекомендовано сушить только в тени). Особенно показана солнечная сушка для сырья, содержащего дубильные вещества. Содержание некоторых алкалоидов при сушке сырья на солнце снижается. • Тепловая сушка (сушка с искусственным обогревом) применяется для высушивания растительного сырья различных морфологических групп. Она обеспечивает определённый интервал температур, быстрое обезвоживание сырья и может быть использована при любых погодных условиях в любых районах заготовки. По способу подвода тепла к высушиваемому материалу различают сушилки конвективные и контактные. В конвективных сушилках теплоноситель (воздух), предварительно нагретый, движется в сушилке и соприкасается с высушиваемым материалом. В контактных сушилках передача тепла от теплоносителя к материалу происходит через разделяющую их стенку. Терморадиационную сушку относят к специальным видам сушки, при котором она осуществляется за счёт тепла, сообщаемого инфракрасными лучами. Применяют сушилки с инфракрасными излучателями (ламповыми и экранированными) либо с газовыми экранированными горелками. При терморадиационной сушке, в отличие от конвективной или контактной, можно передать высушиваемому материалу большее количество тепла и увеличить скорость испарения влаги. Для сушки лекарственного растительного сырья также использют сверхвысокочастотное воздействие. Этот метод отличают глубинное и равномерное проникновение энергии во всю массу высушиваемого материала. Химическая связь. (вода связывается с материалом в строгих соотношениях). Она бывает ионная (в гидрооксидах) и молекулярная (в кристаллогидратах). В процессе сушки, при нагревании до 120-150°С, химически связанная вода не удаляется, так как энергия химической связи велика. Химически связанная вода удаляется при прокаливании, но при этом нарушается химический состав и изменяются физико-механические свойства материала. Физико-химическая связь. (вода связана с телом в различных, не строго определенных соотношениях). Ф-х связь бывает адсорбционная и осмотическая. Адсорбционная связь характерна ДЛЯ ТИПИЧНЫХ КОЛЛОИДНЫХ тел. При поглощении типичным коллоидным телом жидкости ее молекулы адсорбируются молекулами и мицеллами внешней и внутренней поверхностей клеток коллоидного тела. Процесс адсорбции сопровождается выделением теплоты Мономолекулярный адсорбционный слой при сушке не удаляется. Адсорбционно связанная вода по сравнению со свободной имеет иные свойства: она не растворяет соли и потому является диэлектриком, обладает повышенной плотностью и свойствами упругого твердого тела; мономолекулярный адсорбционный слой не замерзает даже при температуре -78°С. Свойства последующих адсорбционных слоев постепенно приближаются к свойствам свободной жидкости. Осмотическая связь. В процессе набухания коллоидные тела — желатин и костный клей — поглощают до 2000% воды в расчете на сухое вещество, но лишь 50% воды связывают адсорбционно, а остальную влагу — осмотически вследствие разности осмотических давлений внутри и снаружи замкнутых клеток. К осмотической связи относится и структурная— связь жидкости, захваченной при образовании геля. Поглощение жидкости в обоих случаях происходит без выделения тепла, следовательно, при сушке для удаления осмотически и структурно связанной жидкости необходимо затратить лишь теплоту парообразования. Физико-механическая связь. (вода удерживается телом в неопределенных соотношениях, а энергия связи невелика). Здесь различают связи в микрокапиллярах, в макрокапиллярах связь смачивания. Влага смачивания и макро капилляров является свободной и легко удаляется при сушке; удельная энергия этих видов связи равна теплоте парообразования. |