Эстетическая медицина

Методы получения эфирных масел. Анализ эфирных масел (подлинность, доброкачественность, определение примесей).

Материалы по медицине / Фамакогнозия / Методы получения эфирных масел. Анализ эфирных масел (подлинность, доброкачественность, определение примесей).

Приятный аромат  душистых растений обусловливается наличием в них эфирных масел. Эфирные масла представляют собой смесь жидких, легко летучих веществ, перегоняющихся с водяным паром. Название этой группы веществ дано давно, когда о их химизме еще ничего не было известно. Эфирными они названы потому, что улетучиваются, как эфир, а маслами потому, что на ощупь они жирные и плавают на воде. Однако они ничего  общего не имеют.

Эфирные масла получают путем: 1) перегонки с водяным паром; 2) экстракцией некоторыми экстрагентами; 3) анфлераж; 4) механическим путем. Использование того или иного метода зависит от морфолого-анатомичнских особенностей сырья, количества и состава эфирного масла. Количество эфирного масла в сырье колеблется в весьма широких пределах: в цветочных почках гвоздики оно доходит до23% в то время как в цветках фиалки его только около 0,004%.

Для выделения эфирных масел из растения существует несколько способов, но чаще всего применяют перегонку с водяным паром, с водой или комбинированным способом, при котором сырье заливают водой или соляным раствором, а затем пропускают пар.

При перегонки с водой растительный материал и воду нагревают в одном и том же кубе. При перегонке с водяным паром в куб помещают только растительный материал  и сквозь него пропускают ток пара, получаемого в отдельном парообразователе, что исключает возможность пригорания материала. При обоих способах водяные пары увлекают эфирное масло и, проходя через соответствующий холодильник, стекают в приемник в виде мутной воды, в которой плавают капельки масла. Масло постепенно собирается над водой, а если его удельный вес выше единицы, то под водой. Приемником служит “флорентийский бутыль”, имеющая отводную трубу у дна, согнутую коленом и доходящую почти до горлышка бутылки; через нее во время перегонки непрерывно по каплям уходит отстоявшаяся вода, в бутыли же остается масло. При маслах тяжелее воды, конечно, соответственно меняется и конструкция приемника.

Из сырья, содержащего большое количество эфирного масла, заключенного в крупных поверхностных вместилищах, его получают механическим путем в специальных вращающихся барабанах с зубчиками на внутренней поверхности. Зубчики при этом разрывают вместилища с эфирным маслом, и оно вытекает (плоды цитрусовых).

Применяют также настаивание или мацерацию – способ, основанный на свойствах эфирных масел растворяться в жирах и жирных маслах. Свежие цветы при постоянном помешивании настаивают на масле  при нагревании до 50С 1 – 2 дня в зависимости от материала. После настаивания жир отделяют от цветов и на настаивают новую порцию. Повторяя настаивание на одном и том же жире раз 10 – 15, получают жир с большим или меньшим содержанием эфирного масла.

Применяется также способ поглощения, или анфлераж, основанный на свойствах жиров и жирных масел адсорбировать, т.е. поглощать, эфирные масла, испаряющиеся из цветов. Этот способ применяется главным образом для тех цветов, которые после того, как сорваны, выделяют более или менее продолжительное время новые количества эфирного масла, например цветы жасмина, туберозы.

Для поглощения эфирного масла применяют специально приготовленную смесь из 3 частей свиного и 2 частей бычьего сала. Смесь намазывают слоем 3мм с обеих сторон на стеклянные пластинки площадью 50х50см, вставленные в деревянные рамки высотой около 5см. На слой намазанного жира накладывают тонкую металлическую сетку, на которую насыпают цветы, и рамки ставят одну на другую приблизительно в рост человека. Цветы в зависимости от их свойств оставляют в рамках на сутки и более и, когда они перестанут издавать запах, заменяют свежими. В дальнейшем жир соскребают со стекол и, подобно жиру, полученному способом настаивания, применяют для приготовления косметических препаратов или, для приготовления духов. Иногда для поглощения эфирных масел применяют активированный уголь. Цветы помещают в бак и продувают через них воздух или инертные газ, который затем направляют в цилиндр, заполненный активированным углем. Из насыщенного таким образом активированного угля эфирное масло извлекают спиртом или другими обычно применяемыми для экстракции растворителями.

Способ экстрагирования основан на извлечении эфирного масла из растения летучими растворителями, например эфиром или петролейным эфиром, которые легко отгоняются от растворенного эфирного масла. Экстракторы работают по принципу аппарата Сокслета. Такой аппарат состоит из колонки, внутри которой сырее по шнеку поднимается вверх, а навстречу ему сверху поступает экстрагент.

В последнее время экстракция эфирных масел стала производиться также сжиженными газами (углекислота, бутан и др.)

К экстракционным способам получения эфирных масел должна быть отнесена и мацерация цветочного сырья жирами. Для этого сырье в тканевых мешочках погружают в емкость с жировым корпусом на 24-48ч. Далее эфирное масло извлекают из масла спиртом.                                             

Анализ эфирных масел. Анализ имеет целью установление подлинности, чистоты и доброкачественности эфирного масла. Подлинность устанавливается путем определения цвета, запаха, прозрачности, вкуса (сравнивая со стандартным образцом), растворимости в спирте определенной концентрации и температуры застывания, а при возможности – путем количественного  определения главной составной части. Чистота определяется отсутствием примеси спирта, жирных и минеральных масел. Из физических числовых показателей доброкачественности и отчасти подлинности определяют: удельный вес, угол вращения плоскости поляризации, показатель преломления. Из химических показателей определяют: кислотное число (количество свободных кислот), эфирное число (количество сложных эфиров), эфирное число после ацетилирования (количество свободных спиртов).

Описание. Бесцветные или окрашенные прозрачные жидкости, чаще желтоватого цвета, со специфическим запахом и вкусом. Как правило, эфирные масла легче воды.

Под влиянием воздуха и света многие эфирные масла, постепенно окисляясь, изменяют запах и цвет (темнеют). Некоторые эфирные масла при хранении загустевают.

Растворимость. Мало растворимы  в воде, очень мало растворимы или практически не растворимы в воде; легко растворимы или растворимы в спирте, эфире и других органических растворителях.

Растворимость в спирте определяется следующим образом: в мерный цилиндр вместимостью 10мл наливают 1мл масла и постепенно приливают из бюретки при тщательном взбалтывании по 0,1мл спирта определенной концентрации при 20С до полного растворения масла.

Подлинность. Цвет и прозрачность определяются, поместив 10мл масла в цилиндр из прозрачного стекла диаметром 2-3см, наблюдая в проходящем свете. Запах определяют, нанося около 0,1мл (2капли) масла на полоску фильтровальной бумаги длинной 12см и шириной 5см так, чтобы масло не смачивало края бумаги, и сравнивают запах испытуемого образца через каждые 15мин с запахом контрольного образца, нанесенного таким же образом на фильтровальную бумагу. В течении 1ч запах должен быть одинаков с запахом контрольного образца. Вкус определяют, прикладывая к языку полоску фильтровальной бумаги с нанесенной на ней каплей масла, или смешивают 1 каплю эфирного масла с 1г сахарной пудры и пробуют на язык.

Посторонние примеси. Спирт. 2-3 капли эфирного масла наносят на воду, налитую на часовое стекло, и наблюдают на черном фоне;  не должно быть заметного помутнения вокруг масла. 1мл масла наливают в пробирку, закрывают ее рыхлым комочком ваты, в середину которого помещен кристаллик фуксина, и прогревают до кипения; не должно быть фиолетово-розового окрашивания ваты.

Жирные и минеральные масла. 1мл эфирного масла взбалтывают в пробирке с 10мл спирта; не должно наблюдаться помутнения и капель жирного масла.

Вода. Содержание воды определяют методом дистилляции.

Числовые показатели. Температуру затвердевания; при этом слой масла должен быть не менее 5см.

Плотность. Большинство эфирных масел легче воды, однако имеются масла и тяжелее ее. Самое легкое из известных эфирных масел – это масло Pinus sabiniana с массой плотностью 0,6962, а самое тяжелое – гуальтерпеновое масло, имеющее плотность 1,188.

Плотность одного и того же эфирного масла может изменятся в зависимости от стадии развития растения, способа получения масла, условий и продолжительности хранения. Таким образом, по отклонениям от установленных пределов плотности можно судить о доброкачественности масла. Например, пониженная плотность может свидетельствовать о пониженном количестве кислородных соединений, что обычно бывает у эфирных масел, полученных из сырья, преждевременно собранного. Наоборот, более высокая плотность (одновременно с побурением масла) свидетельствует об “осмолении” масла вследствие окисления его кислородом воздуха. Плотность эфирных масел определяют с помощью пикнометра.

Угол вращения плоскости поляризации определяется в поляриметре. Поскольку эфирные масла представляют собой смеси оптически активных веществ, причем, обладающих часто различными по величине и противоположными знаками вращения, то определяемая константа является алгебраической суммой вращения данной смеси. По этой причине угол вращения в ряде случаев не всегда может служить надежным признаком для характеристики эфирного масла. Однако в ряде случаев, когда в составе эфирного масла определенно преобладает тот или иной компонент, эта константа может свидетельствовать о качестве масла.

Показатель преломления определяется рефрактометром. Высокая рефракция, как и высокая плотность, обычно характеризует богатство исследуемого эфирного масла кислородными соединениями, что может свидетельствовать, в частности, о своевременности сбора сырья. Точно так же и  при длительном хранении в виде окисления, полимеризации и других процессов, протекающих в масле, рефракция его увеличивается.

Кислотное число (КЧ) означает количество миллиграммов КОН, пошедшее на нейтрализацию свободных кислот, содержащихся в 1г эфирного масла. Это важная константа,  поскольку содержание свободных кислот обычно колеблется в определенных пределах у каждого эфирного масла. Оно, как правило, невелико (0,5-5), но при хранении увеличивается в результате разложения сложных эфиров.

Кислотное число определяют в навеске 1,5-2г масла, взятой с погрешностью  ? 0,01г и растворенной в 5мл нейтрализованного спирта.

Эфирное число, обозначающее количество миллиграммов едкого кали, пошедшее на омыление сложных эфиров, содержащихся в 1г эфирного масла, определяют в растворе, полученном после определения кислотного числа. К этому раствору прибавляют 20мл спиртового раствора едкого кали (0,5моль/л) и нагревают на водяной бане в колбе с воздушным холодильником (диаметр трубки 1см, длина 100см) в течение 1ч, считая с момента закипания. Затем раствор разбавляют 100мл воды и избыток едкого кали оттитровывают раствором серной кислоты  (0,25моль/л) (индикатор-фенолфталеин).

 Это очень важная константа, так как приятный аромат эфирных масел обычно обусловливается ими.

Эфирное число после ацетилирования обозначает количество миллиграммов едкого кали, необходимое для омыления суммы сложных эфиров, содержащихся первоначально в 1г масла и образовавшихся при ацетилировании.

Эфирное число после ацетилирования определяют в тех эфирных маслах, качество которых характеризуется количеством таких ценных спиртов, как даналоол, гераниол, цитронеллол и др.

Определение проводят следующим образом: 10г масла помещают в специальную колбу для ацетилирования с пришлифованным воздушным холодильником, приливают 10мл уксусного ангидрида и прибавляют около 2г безводного ацетата натрия. Смесь кипятят на песчаной бане в течение 2 ч. После охлаждения прибавляют 20мл воды и нагревают на водяной бане при частом взбалтывании в течение 15мин. Затем смесь переносят в делительную воронку вместимостью 100мл и отделяют слой масла. Масло 4-5раз промывают при взбалтывании 50мл насыщенного раствора хлорида натрия (до нейтральной реакции промывных вод) (индикатор -  метиловый оранжевый), затем масло дважды промывают порциями воды по 20мл для удаления следов хлорида натрия, обезвоживают безводным сульфатом натрия (около 3г) и фильтруют.

Кроме указанных химических констант, в отдельных эфирных маслах проводят количественное определение в них основных компонентов, обусловливающих количество продукта (ментол в мятном масле, анетол в анисовом масле, цинеол в эвкалиптовом масле и т.д.).

Эфирные масла сохраняют в темных, наполненных доверху склянках в прохладном месте. На воздухе и на свету эфирные масла окисляются, при этом изменяется их цвет, запах, удельный вес, они густеют и осмоляются.