Ekstraksiya usuli

3.Ekstraktsion jarayonning farmatsevtik tahlilda qo'llanilishi
Farmatsevtik sifat va miqdoriy tahlilda ekstraktsiya usullari keng qo'llaniladi.
Masalan, bromid Br- va yodid J- ionlarini ochishda avval ular tegishlicha molekulyar Br₂ va J₂ gacha oksidlanadi, so'ngra organik erituvchi, ko'p hollarda xloroform (yoki benzol) bilan ekstraktsiyalanadi. Bromning xloroformli ekstrakti sarg'ish-jigarrang, iodning xloroformli ekstrakti esa binafsha rangda bo'ladi. Oksidlovchi sifatida xlorlisuv (xlorning suvdagi eritmasi) yoki kaliy permanganat KMnO4 eritmasi va boshqalar ishlatiladi. Xlorli suv bilan oksidlanganda reaktsiya quyidagicha boradi:
2Br-+Cl₂ Br₂ + 2Cl-
2J-+Cl₂ J₂ + 2Cl-
Hosil bo'layotgan molekulyar brom yoki yod xloroform yoki benzolda yaxshi erigani uchun ularga suvli eritmadan ajralib o'tadi.Farmatsevtik miqdoriy tahlilda ekstraktsiya biror fizik-kimyoviy usul bilan uyg'unlashgan holda amalga oshiriladi. Ko'pgina dori-vositalarini aniqlash ekstraktsion-fotometrik usulda bajariladi. Masalan A vitamin miqdorini aniqlash uchun uning tahlil etiluvchi dori shakliga (kukun holida yanchilgan draje yoki tabletka) ishqor bilan ishlov berib olingan A vitamin suvli eritmasidan efir bilan ekstraktsiyalanadi, efir xaydaladi. Qoldiq propanol-2 da eritiladi va hosil bo'lgan eritmadagi A vitaminning miqdori spektrofotometrik usulda aniqlanadi.
E vitaminining dori shaklidagi (draje, tabletkadagi) miqdorini aniqlash usullarining birida avval tahlil etiluvchi namunaga ishqor bilan ishlov berib olingan suvli eritma efir bilan ekstraktsiyalanadi. Ekstrakt spektrofotometrik usulda tahlil etiladi.Ekstraktsion usullar, ayniqsa, dorivor o'simlik xom ashyosining tahlilida, hamda qaynatma, tindirma, damlama, dori modda ekstraktini tayyorlashda juda keng qo'llaniladi. Mazkur holda ekstrakt, ma'lum talablarga muvofiq ekstraktsiya usulida tayyorlangan, dori shakli ma'nosini anglatadi.
Davlat Farmakopeyasining XI nashrida damlama va qaynatmalarga – «dorivor o'simlik xom ashyosidan suv bilan ajratib olingan suyuq dori shakllari, hamda quruq yoki suyuq ekstraktlarni(kontsentratlarni) suvdagi eritmalari» deb ta'rif berilgan.Farmakopeyaga ko'ra ekstraktlar – dorivor o'simlik xomashyodan olingan kontsentrik ajratmalardir. Tindirmalar – dorivor o'simlik xom ashyosidan, isitilmasdan ekstraktsiya usulida olingan rangli, spirtli yoki suvli-spirtli ajratmalardir.Damlama va qaynatma maydalangan dorivor o'simlik xom ashyosini suv bilan ekstraktsiyalab tayyorlanadi, ekstraktlar esa suv, etanol yoki boshqa ekstragentlar yordamida olinadi.
Damlama va qaynatma tayyorlash uchun ekstraktsiya quyidagicha bajariladi. Dorivor o'simlik xom ashyosini maydalangan namunasiga kerakli xajmda xona xaroratidagi suvdan qo'shib qaynab turgan suv hammomida (damlama – 15 daqiqa, qaynatma – 30 daqiqa) aralashtiriladi, xona xaroratida damlama ~45 daqiqa, qaynatma ~10 daqiqa davomida sovitiladi, fil`trlab tiniq fil`trat olinadi, kerak bo'lsa suv bilan suyultiriladi.Olingan damlama va qaynatmalar tarkibidagi farmakologik faol moddalarning miqdori farmakopeya maqolasida ko'rsatilgan turli analitik usullar vositasida aniqlanadi.
Ekstraksiya jarayonining mohiyati va erituvchilar sifatiga qo‘yilgan umumiy
talablar. Ekstraksiya usuli bilan yog‘ olishning qisqcha tarixi
Fermentlar, ba‟zi bir erituvchilar yordamida yog„li urug„lardan maksimal
ravishda yog„ olish muammosi olimlar diqqatini ko„pdan buyon o„ziga jalb qilib
kelgan.
Birinchi marta muhandislardan Gramm va Kolloglar mayda yanchilgan
yong„oq mag„izidan suv yordamida yog„ olishni taklif qildi.
Shu usulning bir oz o„zgartirilgan nusxasini Skipin ham amalga oshirdi.
Lekin suv bilan ish olib borilganda kunjarada ko„p yog„ qolishi sababli ba‟zi
polyar bo„lmagan erituvchilarni ishlatish yo„llari qidirila boshlandi. Shvitserning
aytishicha, o„simlik urug„laridan erituvchilar yordamida yog„ ekstraksiya qilish
tajribalari 1843 yildan boshlanib, 1856 yilda Fransiyada birinchi marta sanoatda qo„llanilgan. Bu zavodda zaytun urug„ining kunjarasidan uglerod sulfid (sulfinikum korbanikum) yordamida yog„ ekstraksiya qilingan. Bundan keyingi qurilgan zavodlarda benzin bilan ishlaydigan ekstraktorlar o„rnatila boshlandi.Fol, so„ngra (1879 yil) Adamson, undan keyingi yillarda Seltsaem, Rixter va Merular yaratgan apparatlarni yaxshi ishlangan birinchi ekstraksion agregatlar deb hisoblash mumkin. Meruning apparati o„z-o„zidan (sifon prinsipida) yog„ni avtomatik ravishda apparatdan haydab turishi va boshqa bir qancha afzalliklari tufayli sanoatda ko„p tarqalgan edi.O„tgan asrning oxirida batareyalik ekstraktor ixtiro qilinib, Geyl sistemasida ishlangan agregatlar qo„llana boshladi.Mintaqamizda birinchi ekstraksion zavod 1926 yilda Kropotkin shahrida
qurilgan. Bu zavodda Keber sistemasida ishlangan batareyali ekstraktor o„rnatilgan
edi.
Ekstraksion usul rivojlanib borib, uzlukli ishlovchi ekstraktorlar uzluksiz
ishlaydigan nusxalari (Bolman, Gildebrandt) bilan almashtirildi. Gildebrandtning
shnek shaklida ishlangan vertikal ekstraktori o„zining qulayligi, ishlatishda
o„ng„ayligi sababli keng tarqaldi.
Birinchi uzluksiz ishlovchi ekstraktor 1947 yilda Ukrainada kungaboqar
xom ashyosini ishlash uchun ishga tushirildi. Keyingi yillarda O„rta Osiyodagi
ko„pgina zavodlarning press agregatlari uzluksiz ishlovchi ekstraktorlar bilan
almashtirildi.
Ekstraksion usul xom ashyodan maksimal ravishda yog„ olish imkoniyatini
beradi. Lekin benzin yoki boshqa xil o„ta xavfli bo„lgan erituvchilar ishlatilgani
uchun yong„inga, portlashga va zaxarlashga qarshi tadbiriy choralar ko„rish
alohida diqqatni talab qiladi.
Ekstraksiya usuli bilan moyli mahsulotdan maksimal ravishda moy olish
imkoniyatini beradi. Lekin ekstraksiya benzini va boshqa xil erituvchilar
ishlatilganda yong„inga, portlashga va zaharlanishga qarshi tadbiriy choralar
ko„rish alohida diqqatni talab qiladi.
O„simlik moylarini ekstraksiya usuli bilan olishda ishlatiladigan erituvchilar
ekstraksiya jarayonining texnika va texnologiyasi talablariga javob berishi kerak.
Bular, ekstraksiya bilan to„liq miqdorda yog„ olish, sifatli yog„ va shrot olish,
erituvchini odam organizmiga zararli ta‟sir qilmasligini ta‟minlash va ishlaganda
xavfsizlikni kamaytirish maqsadida qo„yilgan talablardir.
Ma‟lumki, o„simlik moylari organik moddalardan tashkil topgan bo„lib,
ko„pchilik organik erituvchilarda yaxshi eriydi, sanoatda ishlatiladigan erituvchilar
quyidagi asosiy talablarga javob berishlari lozim:
1. faqat moyni yaxshi va tez eritib, u bilan aralashib yuradigan hamrox
moddalarni va boshqa komponentlarni eritmasligi kerak;
2. kimyoviy jihatdan sof, yuqori bo„lmagan qaynash haroratiga, past issiqlik
sig„imiga va yuqori bo„lmagan nisbiy bug„lanish issiqligiga ega bo„lishi kerak;
3. saqlanayotgan paytda va ekstraksiya jarayonining turli bosqichlarida o„zining
kimyoviy tarkibini va xususiyatlarini o„zgartirmasligi kerak;
4. suv bilan aralashmasligi va u bilan azeotrop birikmalar bermasligi kerak;
5. moy va shrotdan imkoniyati boricha past haroratda to„liq haydalishi, ularga
begona hid va ta‟m bermasligi va organizm uchun zararli mahsulotlar paydo
qilmasligi kerak;
6. toza holda, suv va suv bug„lari bilan aralash holda ishlatilayotgan apparaturaga
yemiruvchi sifatida ta‟sir qilmasligi kerak;
7. suyuq, bug„ va suv bug„lari bilan aralash holda xizmat ko„rsatish hodimlarining
sog„lig„iga zarar keltirmasligi lozim;
8. yong„in va portlashga nisbatan xavfsiz bo„lishi darkor;
9. ishlab chiqarishda katta mashtablarda foydalanilishi uchun bemalol topiladigan
ya‟ni arzon va notanqis bo„lmog„i kerak.
Hozirgi davrda ushbu talablarga javob beruvchi bironta ham erituvchi
topilmaydi. Shunga qaramasdan sanoat miqyosida neftning yengil fraksiyalaridan
bo„lgan, yengil uchuvchi benzin fraksiyasi ekstraksiya sanoatida keng ishlatiladi.
Ekstraksiya benzinlar asosan ikkita talabga to„liq javob bermaydi:
1) yong„in va portlash nisbatan o„ta xavfli;
2) oz bo„lsada, benzin bug„lari nerv-paralitik zahar hisoblanadi. Agarda
qo„yilayotgan talablarning barchasiga javob beruvchi erituvchi topilagnda, u ideal
erituvchi hisoblanard edi. Shuning uchun sanoat erituvchilarini tanlashda ularni
xossalarini ideal erituvchi xossalari bilan taqqoslab, farqi eng kam bo„lgan
erituvchi olinadi.
O‘simlik moylarining organik erituvchilarda eruvchanligi va
eritmalarning tabiati. O„simlik moylarining organik erituvchilarda eruvchanligi
ularning ba‟zi bir xususiyatlari yaqinligidan namoyon bo„ladi. Avvalo bu xususiyat
o„xshashligi erituvchilarning va o„simlik moylarining elektrik o„tkazuvchanligi
yoki ularning polyar yoki nopolyarligida akslanadi. Bu xususiyat o„simlik
moylarining dielektrik doimiylik koeffisienti bilan belgilanadi va solishtirish uchun
qulay hisoblanadi. Oddiy sharoitda barcha o„simlik moylarining dielektrik
doimiylik koeffisienti 3,0-3,2 atrofida bo„ladi. Faqat kanakunjut urug„idan olingan
moyning tarkibida retinol kislotasi bo„lganligi uchun, bu moyning dielektrik
doimiyligi 4,6-4,7 ga teng. Organik erituvchilarga kelsak, ko„pchilik alifatik
uglevodorodlar o„zlarining dielektrik doimiyligi bilan o„simlik moylariga yondosh
keladi va bu qiymat 3-16 atrofida bo„ladi o„zgarishi mumkin.
Boshqaroq qilib aytganda erituvchi va o„simlik moylarining elektr
o„tkazuvchanligi nihoyatda past bo„lib, ular orasida o„zaro molekulyar tortish
kuchlari Vander-Vals nazariyasi asosida nihoyatda bir-biriga yaqinligidan deb
hisoblanadi. Shuning uchun uzun uglevodorod radikali eritmalarda, ya‟ni alifatik
to„yingan ular vodorodlar gomolog qatorida yaxshi eriydi. Deyarli barcha
to„yingan uglevodorodlar nopolyar erituvchi turkumiga kiradi.
Polyar erituvchilarga kelsak, masalan, spirtlar, ketonlar va boshqalarning dielektrik
doimiyligi yuqori bo„lganligi uchun o„simlik moylarini yomon eritadi yoki yuqori
temperaturagina lozim bo„lgan erituvchanlikka ega bo„lishi mumkin. Masalan,
ketonlar turkumiga kiruvchi aseton (dielektrik doimiyligi ε=21,5ga teng) faqat,
quruq holatda o„simlik moylarini eritadi, lekin ozgina namlanishi bilan
erituvchanlik qobiliyati susayib ketadi, chunki suvning dielektrik doimiyligi yuqori
bo„lib, 81 ga teng. Shu sababli moylarning suvda eruvchanligi arzimas bo„lib,
amaliy jihatdan ahamiyatsizdir.
Xlorli uglevodorodlarni oladigan bo„lsak ular ham polyar eritmalarga xos
bo„lib, moylarni yomon eritish lozim edi, lekin erituvchida galogen elementi
borligi sababli dielektrik doimiyligi katta bo„lishidan qat‟iy nazar o„simlik
moylarini yaxshi eritadi. Bundan kelib chiqadiki, bir-biriga yaqinlashtirilgan
triglitserid va erituvchi molekulalari o„rtasida o„zaro molekulalar tortish kuchlari
nisbatan tenglashish kerak va shu holdagina turli qovushqoqlikka ega bo„lgan
suyuqliklar bir-birida cheksiz aralashishi yoki erishi mumkin.
Metil, etil va izopropil spirtlar xona haroratida o„simlik moylarini qisman eritadi,
isitilganda moyning erishi ortadi. Kastor moyining erishi boshqa yog„lardan farq
qiladi. Xona xaroratida bu moy benzin va geksanda yomon eriydi, agar qizdirilsa
erish tezlashadi. Xona haroratida kastor moyi toza etanolda va metanolda yaxshi
eriydi, bu moy tarkibidagi retinol kislotasining spirtdagi OH– guruhi bilan bog„
hosil qilishi bilan tushuniladi.
O„simlik moylari kichik qutblilikka ega. Shuning uchun «qutbsiz»
erituvchilarda (benzin, geksan, dixloretan va boshqa u.v.lar) yaxshi eriydi. Qutbsiz
erituvchilarda moy har qanday nisbatda aralashadi.
Erituvchilarning qutblanganligiga bog„liq holda ularda moylarning va suvning
eruvchanligi 9.1-rasmda illyustratsiya qilingan.
O‘simlik moylari eritmalarining tabiati. Moylarni organik
erituvchilardagi eritmasini tabiati qanaqa, molekulyar eritmami yoki kolloid
eritmami? Shuni hisobga olish kerakki ekstraksiya jarayonida faqat yog„lar emas,
balki yog„ tarkibiga kiruvchi hamroh aralashmalar ham mitssellaga o„tadi.
Triglitserid molekulasi o„lchami katta, lekin kolloid zarrachalarnikidan kichik, bu
mitssellani kolloid eritma bo„lishiga sabab bo„lmaydi.
Kungaboqar, paxta, soya, zig„ir va boshqa keng tarqalgan moylarni
triglitseridlarining molekulyar massasi 863-938 bo„ladi. Triglitseridlar
molekulasining shakli, tarkibidagi yog„ kislotalar radikaliga qarab har xil bo„ladi.
Ularning o„lchamlari kolloid zarrachalarnikiga o„xshash bo„lib, kolloid xossalarni
namoyon etmaydi.
Moylarning organik erituvchidagi eritmalari esa kolloid eritmalarga xos
xususiyatlarni namoyon etmaydi: agregativ barqarorligini oson o„zgartirmaydi
(masalan, koagulyatsiya). Bu xususiyat kolloid eritmalarni chin eritmalardan
ajratib turadi.
Moyli eritmalarning kolloid holat ko„rsatkichlariga xos birgina xususiyati bu
ularning struktura qovushqoqligidir.
Kolloid eritma deb hisoblashga asos shuki, yog„ eritmalarini analiz qilganda shu
narsa ma‟lum bo„ladiki yog„ni qovushqoqligining tuzilishi kolloid holatga
yaqindir.
Struktura qovushqoqligi moydagi hamroh moddalar borligi sababli va
harorat pasayishi bilan moydagi yuqori haroratda eruvchan triglitseridlar va boshqa
moddalar holatining o„zgarishi bilan yuzaga kelishi mumkin. Masalan kungaboqar
moyi tarkibida to„yingan yog„ kislotalar ko„pligi sababli zig„ir moyiga nisbatan
ko„proq struktura qovushqoqligiga ega.
Eritmalar tabiati haqida erituvchida erigan moddalarning diffuziya
koeffitsientidan foydalanib fikr yuritish mumkin. Masalan, 20
0
Cda ekstraksion
benzinda eritilgan muhim o„simlik moylarining molekulyar diffuziya koeffisienti
0,59 ·10
-5
– 0,72·10
-5
sm
3
/s ga teng, kolloid eritmalarda esa bu ko„rsatkich ancha
past.
Yuqorida keltirilgan dalillar yog„ning erituvchidagi eritmalarini molekulyar
eritmaga yaqin deb qarashga olib keladi. Moylarni organik erituvchilar bilan
aralashtirganda quyidagi hodisalar kuzatiladi: eritma hajmining oshishi,
(zichlikning kamayishi); eritma qovushqoqligining kamayishi, eritma ustidagi bu g„
bosimining ortishi (14.1-rasm).
Adabiyotlarda, soya moyini erituvchilardan biri bilan aralashtirilganda
qandaydir ijobiy issiqlik effekti hosil bo„lishi (bir xil og„irlikdagi moy va erituvchi
aralashtirilganda harorat 0,25–3,01
0
Cga oshadi) va boshqa erituvchilar bilan esa
aksincha bo„lishi (0,67–3,00
0
Cga kamayadi) ko„rsatilgan. Biroq issiqlik effekti
haqidagi u ma‟lumotlar ushbu erituvchilarning boshqa xususiyatlari bilan
bog„lanmaydi va issiqlik effektlaridagi farq sabablari aniqlanmagan. Moylarni
erituvchila bilan aralashtirganda shu kabi hodisalarning borligi – shuni
ko„rsatadiki, ular molekulasi orasidagi o„zaro ta‟sir moy va erituvchi
molekulalarining o„zaro ta‟siridan farq qiladi. Bularning barchasi yog„ning organik
erituvchilardagi eritmalarini o„zining ayrim xossalari bilan ideal eritmalardan farq
qilib, Raul qonuniga to„liq bo„ysunmasligini ko„rsatadi.
Ekstraksiya vaqtida missellaga o„tgan yog„ning hamroh moddalari uning
xossalariga sezilarli ta‟sir ko„rsatadi, chunki ular moy tarkibida kolloid zarracha
ko„rinishida bo„lishi mumkin.
Shunday qilib, mitssellaning ayrim xossalarini belgilab beruvchi, ajratib
olingan erituvchi va moyning molekulyar eritmalari, yog„dagi hamroh
moddalarning kolloid zarrachalariga muhit hisoblanadi.
Masalan, ma‟lum konsentrasiyali mitssella gidratlanishi va undagi fosfatid
emulsiyasi ajralishi mumkin, chunki undagi fosforli birikmalar kolloid holatda
bo„ladi. Mitssellani distillyatsiyalash vaqtida hosil bo„ladigan ko„pik unda ko„pikni
barqarorlashtiruvchi sirt faol moddalar borligi bilan izohlanadi. Bu moddalar
mitssellada kolloid zarracha ko„rinishida mavjud bo„lishi mumkin. Mitssella
xossalarining Raul qonunidan chetlanishi ko„plab tadqiqotchilar tomonidan
o„rganilgan va bu chetlanish ayniqsa yuqori konsentrasiyadagi mitssella misolida
ko„rinadi.