DSC03653 (2)

cznym aparacie Snxhle(n. Próbka w gilzie ekstrakcyjnej jest wstępnie wymywana wrzącym rozpuszczalnikiem, n następnie w sposób ciągły poddawana ekstrakcji świeżym eluenlem. Konstrukcja lego typu cksirnktorów, jak np.: Soxtcc (Tecatar, Perstorp Analitycal Inc., USA) umożliwia równoczesne zatężanic otrzymywanego ekstraktu (rycina 2). Powyższą metodę wykorzystuje się między innymi do analizy zawario-ści pestycydów w roślinach (21).

Ekstrakcja w aparacie Soxhlctn jest przykładem ekstrakcji wielokrotnej. W ekstrakcji zwykłej jednokrotnej próbkę ogrzewa się wraz. z rozpuszczalnikiem w kolbie pod chłodnicą zwrotną (6,37).

W metodzie ekstrakcji wytrząsaniowo-fill-racyjnej. subtelnie rozdrobniony materiał wytrząsa się ręcznie lub automatycznie z rozpuszczalnikiem. Roztwór analitu oddziela się od matrycy przez sączenie, dekantowanie lub wirowanie. podobnie jak w ekstrakcji jednokrotnej. Tylko próbki o dobrej rozpuszczalności w stosowanym solwencie mogą być przygotowywane tymi metodami (21).

W przypadku próbek stanowiących świeży, nie wysuszony materiał roślinny wykorzystuje się metodę ekstrakcji opartą na procesie homogenizacji. Próbka wraz z odpowiednim rozpuszczalnikiem jest homogenizowana w mikserze. Dla zapewnienia swobodnego przepływu rozpuszczalnika dodaje się suchy lód lub ziemię okrzemkową (21).

Kolejna metoda - ekstrakcja ultradźwiękami jest polecana dla próbek roślinnych o twardej, grudkowej konsystencji. Naczynie z rozdrobnioną próbką i rozpuszczalnikiem jest zanurzone w łaźni wodnej i poddawane działaniu fal ultradźwiękowych. Rozpuszczanie oznaczanych ciał czynnych jest dodatkowo wspomagane przez wytwarzane ciepło (21).

W ekstrakcji dużej liczby związków roślinnych wiele zalet posiada ekstrakcja w stanie nadkrytycznym - SFE (Sttpercritical Fluid Ex-iraction) (5.16.34-36.41). Na początku lat 80. ekstrakcja ta była jedynie elementem systemu, połączonym z chromatografem w stanic nad-krytycznym (8.9,16). SFE charakteryzuje się małym zużyciem rozpuszczalników oraz próbki. krótkim czasem analizy oraz ścisłą kontrolą selektywności procesu, gwarantującą odpowiednie oczyszczenie oznaczanej substancji (8.9.16.21.36). W metodzie tej próbka poddawana jest działaniu fluidu w sianie nadkrytycz-

drobnienia wzrastają opory w przepływie rozpuszczalnika. u wraz / lyni zmniejsza sic wy-dnjnotfć ekstrakcji. Rozwiązaniem lepo problemu dla ,surowców sproszkowanych. slnnowią-cych zwarli) musę o dużym oporze, jesi dodaiek milicrialu ziarnistego, np. piasku, który umożliwia swobodny przepływ solweniu. Przy zastosowaniu rozpuszczalników nie mieszających się z wodą. próbka powinna być wcześniej wysuszona, ponieważ zawartość wilgoci wpływa niekorzystnie na przenikanie ekstrahentu (20.21).

W badaniach surowców roślinnych wykorzystuje się wiele metod ekstrakcji ciał stałych. Do tradycyjnych zaliczane są: ekstrakcja w aparacie Sozhleta. zwykła, jednokrotna ekstrakcja ciało stnle-ciccz. ekstrakcja metoda wytrząsn-niowo-filtracyjna oraz homogenizacja (21). Nowsze techniki obejmują ekstrakcję z zastosowaniem ultradźwięków, ekstrakcję w stanie nadkryiycznym oraz ekstrakcję z zastosowaniem mikrofal (21.36,41).

Od około 100 lat powszechnie stosowana metoda ekstrakcji z ciał stałych jest ekstrakcja w aparacie Soxhleta (21). Podstawą metody jest przygotowanie z porowatego materiału (bibuła filtracyjna) gilzy ekstrakcyjnej, w której zostaje umieszczony sproszkowany surowiec roślinny (rycina I). Gilzę wprowadza się następnie do aparatu Soxhleta. w którym skraplające się pary rozpuszczalnika (ekstrahentu) lub mieszaniny rozpuszczalników (mieszanina azeotropowa) wymywają selektywnie składniki próbki (skład-1 niki próbki muszą być trwale i nie mogą ulegać rozkładowi w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika). W aparacie Soxhleta jest zachowany tzw. ..ciągły" przepływ świeżego, czystego rozpuszczalnika. możliwy dzięki odpowiedniej konstrukcji szklanego syfonu, a rozpuszczalne substancje są zawracane do kolby z wrzącym rozpuszczalnikiem, stanowiącym jednocześnie zbiornik dla otrzymywanego ekstraktu. Ekstrakcja w aparacie Soxhleta jest metodą czasochłonną (24 h lub dłużej), ponadto wymaga dużych objętości rozpuszczalnika i masy analizowanego materiału (21,37). Obecnie dostępne są także ekstraktory typu 5oxhlet o odpowiednio mniejszej objętości rozpuszczalnika, umożliwiające ekstrakcję miligramowych próbek surowców roślinnych. Skróceniem czasu ekstrakcji (4-10-krotnie) i mniejszym zużyciem rozpuszczalnika. w porównaniu do metody klusycz-nej. charakteryzuje się ekstrakcja w automaty

412

Kiiriiiaujii 1'nUka. Tom 5H, m V. 200?

pary

rozpuszczalnika

gilza

oksirakcyjna

kolba

Rycina 1. Aparat Soxhleta.

nym, a ekstrahowana substancja jest zbierana w roztworze fluidu lub zatrzymywana na adsorbencie, z którego następnie jest desorbowana termicznie lub wymywana odpowiednim rozpuszczalnikiem. Ekstrahent - fluid nadkrytycz-ny jest stanem materii występującym powyżej punktu krytycznego o cechach fizycznych gazu i cieczy. Z połączenia właściwości gazów (napięcie powierzchniowe, lepkość) i cieczy (gęstość oraz dyfuzyjność pośrednia między gazem a cieczą) wynika jego bardzo dobra penetracja matrycy - surowca roślinnego. Jako cechy fluidu - cieczy w stanie nadkrytycznym. wpływające na proces ekstrakcji, wymienia się: wyższe współczynniki dyfuzji od cieczy, zbliżone do nich właściwości solubilizacji oraz proporcjonalność siły rozpuszczania do gęstości cieczy nadkrytycznej, jako funkcji ciśnienia i tempera-

Rycina 2. Trójetapowa ekstrakcja w automatycznym aparacie Soihteta: a) ekstrakcja analltu z matrycy wrzącym rozpuszczalnikiem, b) ekstrakcja ciągła matrycy świeżymi porcjami rozpuszczalnika, c) zagęszczania ekstraktu z odprowadzeniem rozpuszczalnika do ponownego utycia (Soztec, Tecator USA).

tury (8.9.I6.2I). Jako fluid nadkrytyczny najczęściej jest stosowany dwutlenek węgla. Charakteryzuje się on wysoką czystością, niskim kosztem i łatwą dostępnością. Ponadto jest on obojętny chemicznie, bezpieczny, niepalny, bezwonny. nietoksyczny i nie tworzy trujących odpadów. Jako jego wady należy wymienić niską polamość. modyfikowaną metanolem. Dodatek tego modyfikatora, zwiększając wydajność ekstrakcji, wprowadza niekiedy więcej zanieczyszczeń, np. chlorofilu (S. 16.21.36). Wykazano, że wydajność ekstrakcji nadkrytycz-nej danej substancji zależy w dużym stopniu od charakteru matrycy (36). W ekstrakcji niektórych związków stosuje się jako fluidy nad-krytyczne dwu- i trójskładnikowe z dodatkiem modyfikatorów, które zmieniając właściwości matrycy ułatwiają penetrację ekstrahentu. lub jak wspomniany metanol, zwiększają solubili-zację związków polarnych i w rezultacie zwiększają wydajność procesu (16).

Od wielu lat SFE w skali przemysłowej znajduje zastosowanie w ekstrakcji chmielu, kawy i surowców przyprawowych (1635.36). Innymi przykładami wykorzystania tej metody w analizie materiału roślinnego są ekstrakcja i wyodrębnienie:

-    olejków eterycznych m.in. z rumianku, goździków, lawendy, mięty pieprzowej, rozmarynu. tymianku, pałczatki cytrynowej.

-    eugenolu z pieprzu angielskiego.

413

fiiiiiMCjn PnMiu. Tum ,'K. nr V. 2IKI2