СВЕРХКРИТИЧЕСКАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ (СКФХ) ЭКСТРАКТОВ ЦВЕТКОВ ДЖИДЫ И ЛИСТЬЕВ ЩЕЛКОВИЦЫ

АННОТАЦИЯ

В статье приведены данные по извлечению и разделению на отдельные фракции липидных компонентов щелковицы и джиды. Обсуждается преимущества метода, использующего СО₂ во флюидном состоянии в качестве растворителя.

ABSTRACT

The article presents data on the extraction and separation of lipid components of lye and jida into separate fractions. The advantages of the method using CO₂ in the fluid state as a solvent are discussed.

Ключевые слова: листья щелковицы, цветки джиды, экстракция, хроматография, растворитель.

Keywords: mulberry leaves, jida flowers, extraction, chromatography, solvent.

Введение. СКФХ имеет целью фракционировать очень схожие по строению вещества, например, токоферолы, каротины, липиды. Хроматографическое разделение веществ при помощи СКФ можно применять и для аналитических целей, в особенности, когда сочетаются несколько операций в одной технологической цепочке с применением одного флюида. Фракционирование в сверхкритической флюидной экстракции осуществляется изменением давления и температуры, а для выделения ингредиентов используют адсорбционную колонну – хроматографический метод [ 1,2].

Целью данной работы было выделение суммарных токоферолов в масле из семян с применением системы, которая после СКФ – экстракции позволяет фракционировать хроматографическим методом СКФХ.

Результаты и их обсуждение.

Было обнаружено, что при давлении в 12 Кпа экстрагируются только липиды, поглощающие при значениях λ, меньших 220 нм, а токоферолы экстрагируются лишь в незначительных количествах. При повышении давления до 18 Кпа начинается экстракция токоферолов. При экстрагировании при 22 Кпа токоферолы экстрагируются и на соответствующей зависимости поглощения от времени наблюдается сначала резкий подъём кривой, которая затем образует широкое плато, после чего медленно снижается [3].

Фракции, полученные при различных давлениях (12,18,22 Кпа) различаются по цвету, имеют специфический запах. Можно отметить, что это обусловлено различным составом компонентов масел, экстрагированных при различных давлениях.

Таблица 1.

Зависимость выхода токоферолов от давления при СКФ – экстракции цветков джиды

Из данных табл.1. видно, что выход токоферолов при СКФЭ-СО₂ сильно зависит от давления и возрастает с его увеличением. Для выделения индивидуальных компонентов из жидкой фазы или для разделения различных групп веществ используется сверхкритическое флюидное фракционирование (СКФФ)  [3].

Экстракция с фракционированием. СКФФ  особенно выгодно применять при высокой селективности экстрагента относительно извлекаемых веществ. Этот метод используется для ароматизации ферментированных дистиллированных напитков, дезалколизации вин, фракционирования полиненасыщенных жирных кислот полярных липидов, фитостеролов, токоферолов. СКФФ может быть использовано как на извлечение целевых, так и на элиминацию нежелательных побочных веществ. В этом случае в одной схеме последовательно сочетаются экстракция, фракционирование, осаждение, сепарация и др. Например, SAS-технология (SAS-сверхкритический анти сольвент) позволяет с помощью СКФ осаждать вещества определённой группы и отделять их от целевых соединенной сепарированием [4,5].

В экспериментах с цветками джиды раствор ( 1 % раствор КОН в этаноле) подавался в рабочую камеру и в результате мгновенного перехода его в СКФ происходит осаждения вещества, нерастворимых в СК-СО₂. Выбор параметров процесса (табл.2) основан на ожидаемых растворимостях в СК-СО₂ различных веществ, входящих в состав экстракта. Этанол сравнительно редко растворяется в СК-СО₂ и поэтому использовался для данного процесса.

Таблица 2.

Условия опытов по СК-фракционированию цветков джиды

Проведённая работа показывает потенциальную возможность выделения определённых целевых веществ в пределах одного опыта, варьированием условий экстрагирования и фракционирования.

В экспериментах с листьями щелковицы экстракцию проводили в изотермическом режиме в 3 стадии, в результате чего были выделены СК-СО₂ – экстракты, которые значительно отличались по количественному составу, внешнему виду и органолептическим показателям. При давлении 8 Кпа было получено 2,88 г первой фракции, представляющей собой подвижную прозрачную жидкость жёлто-коричневого цвета при давлении в 10 Кпа из того же образца была получена фракция массой 2,04 г – густая малоподвижная масса коричневого цвета. На 3-й стадии получили фракцию массой 0,42 г при давлении 12 Кпа, представляющую собой густую массу тёмного цвета.

Результаты сравнительного химического анализа, полученных СК – экстрактов, показывают (табл.3), что дробное экстрагирование позволяет выделить несколько продуктов, различающихся главным образом соотношением компонентов.

Таблица 3.

Фракционный химический состав СК-СО₂ экстрактов листьев шелковицы

Степень истощения сырья в зависимости от давления была следующей:

Основываясь на этих данных, можно сделать вывод о том, что для получения целевого биологически активного вещества методом СК-СО₂ экстракции достаточно применить условия 2-й стадии экстрагирования (Р=10 КПа) до полного истощения сырья.

Полученные данные показывают значительное различие в соотношении компонентов по фракциям. В 1-й фракции экстракта щелковицы доминируют компоненты эфирного масла: моно- и сесквигериены (около 58 % по массе). Во 2-й фракции наблюдается примерно равное соотношение эфирного масла и высокомолекулярных спиртов. В химическом состава 3-й фракции вместе с эфирным маслом и спиртами заметно возрастает массовая доля насыщенных углеводородов. Следует отметить, что доля сложных эфиров по стадиям остается практически неизменной.

Основываясь на эти данные можно сделать вывод о том, что для получения целевого биологически активного вещества методом СК-СО₂ экстракции достаточно применить условия 2-й стадии экстрагирования (Р = 10 КПа) до полного истощения сырья.

Заключение. Таким образом, используя метод СК-СО₂ экстракции и хроматографии можно выделить и раздельно изучить липидные компоненты, содержащиеся в различных органах растительных материалов.

Список литературы:

1. Мухамадиев Б.Т. «Кинетика экстракции сверхкритической СО₂ с сорастворителем жиросодержазих материалоав из семян дыни» Сб.научн.т.Рос: хим.техн. Универ. Им.Д.И.Менделеева, Выпуск. 138, Москва, 2016 с.
2. Б.Т.Мухамадиев «Скорость экстракции липидов из смеян дыни сверхкритической СО₂ с сорастворителям» Хим.Журн.Казахистан Алматы, № 2, 2016, 169-176 с.
3. Б.Т.Мухамадиев “Спектрокопическое исследование флюидных экстрактов” Тез.докл.науч. конф. “Совр.проблемы физики конденс.состояния”, СПФК-2016, Бухара, 2018, 93-95 с.
4. Silva M.V. The solubility of aromatre components of wine in supercritical carbon dioxide. Proceg. Meeting on Supercrit. Fluids, Unuv. Borolcaux, T,2, 2012
5. Cверхкритическая флюидная хроматография, под.ред. Р.Смита, Мир, М, 2011
6. Садикова М. И., Мухамадиев Б. Т. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИОГЕННЫХ ПОРОШКОВ, ОБОГАЩЕННЫХ СО2-ЭКСТРАКТАМИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ //Universum: химия и биология. – 2020. – №. 12-2 (78). – С. 13-15.
7. Мухамадиев Б.Т., Садикова М.И. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ (ЭМП НЧ) В ПРОИЗВОДСТВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ //Universum: химия и биология. – 2020. – №. 11-2 (77). – С. 34-36.
8. Атоев Э. Х., Гафурова Г. А. Рафинирование и экстракция семян тыквы сверхкритической углекислотой //Universum: технические науки. – 2020. – №. 5-2 (74). – С. 26-28.
9. Мухаммадиев, Б. Т., Ахмедов, В. Н., Рахматов, М. С., & Гафурова, Г. А. (2017). СВЕРХКРИТИЧЕСКАЯ ЭКСТРАКЦИЯ И РАФИНИРОВАНИЕ МАСЛА СЕМЯН ТЫКВЫ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА. In Актуальные проблемы теории и практики электрохимических процессов (pp. 33-38).