Ekstrakti biljnih droga, Slajdovi od Farmakologija

Preuzmite Ekstrakti biljnih droga i više Slajdovi u PDF od Farmakologija samo na Docsity! Ekstrakti biljnih droga Definicija, proizvodnja, karakteristike, kontrola, primena Plantarum medicinalium extracta 1Beograd, 11.10.2019. 2 Preparati droga ili droge u širem smislu su homogeni proizvodi koji su dobijeni iz biljnog (ređe animalnog) organizma primenom jednostavnh procesa prerade kao što su usitnjavanje, ekstrakcija, destilacija, ceđenje, frakcionisanje, prečišćavanje ili fermentacija. Pojmom preparati biljnih droga obuhvaćeni su usitnjeni ili sprašeni oblici biljnih organa, tinkture, ekstrakti, ali i masno ulje, etarsko ulje, biljni sok, i prerađeni eksudati (sluzi, gume, oleorezine). Droge u širem smislu - preparati droga Herbal drug preparations; drug preparation Ekstrakti droga 3 Ekstrakcija predstavlja odvajanje farmakološki i biološki aktivnih sastojaka biljnih tkiva od neaktivnih ili inertnih komponenata, uz pomoć selektivnih rastvarača i primenom standardnih metoda. Ekstrakcija bijnih droga Ekstrakti droga Droge biljnog porekla mogu biti: • prečišćene pre ekstrakcije, • podvrgnute nekom prethodnom tretmanu (inaktivacija enzima, uklanjanje masnih materija). Dodatno, neželjene materije mogu da budu uklonjene nakon ekstrakcije 4 • Tokom ekstrakcije sastojci droge prelaze u rastvarač. • Ekstrakcija kao fizički proces - svodi na proces rastvaranja i difuzije, zavisno od strukture biljne sirovine. • Ceo proces na nivou čestica obuhvata: 1. kvašenje biljnog materijala i njegovo bubrenje, spiranje i rastvaranje ekstraktivnih materija sa površine razorenih ćelija. 2. prodiranje rastvarača u nerazorene ćelije i/ili sekretorne strukture uz istovremeno rastvaranje ekstraktivnih materija. 3. prenošenje ekstraktivnih materija kroz membrane ćelija iz unutrašnjosti nerazorenih ćelija i/ili sekretornih struktura do površine čestica biljnog materijala. 4. prenošenje ekstraktivnih materija sa površine čestica u masu rastvarača. Mehanizam ekstrakcije Ekstrakti droga Visoka koncentracija Niska koncentracija Difuzija 5 • Stepen usitnjenosti materijala • Dužina trajanja procesa ekstrakcije • Viskozitet sredine • Temperatura • Solvensi (voda, etanol…) Ekstrakti droga Faktori koji utiču na proces ekstrakcije OsmozaDifuzija Samo solvens prolazi kroz semipermeabilnu membranu. Rastvorena jedinjenja se ne pokreću. Solvens i rastvorena jedinjenja kreću ka izjednačavanju koncentracije. Nema semipermeabilne membrane Izjednačenje koncentracije 6 Najčešće se koristi: • alkohol različite koncentracije (20-80%), • manje polarni rastvarači (aceton, heksan, etar...), • polarniji rastvarači (propilen glikol, glicerol...) • masna ili mineralna ulja. • prečišćena voda. Ekstrakti drogaSredstvo za ekstrakciju (vehikulum) Rastvarač se može koristiti ponovo nakon uparavanja ekstrakta (regeneracija rastvarača). 7 Rastvorljivost biljnih sastojaka Rastvarač Biljni metaboliti Aceton i etar Alkaloidi, lipidi, smole, voskovi Hloroform Alkaloidi, heterozidi Etanol Alkaloidi, heterozidi, tanini, etarska ulja, smole, šećeri, organske kiseline, karotenoidi Voda Alkaloidi, heterozidi, tanini, proteini, šećeri, gume, organske kiseline, enzimi, karotenoidi Glicerol Tanini, gume, smole, skrob Propilenglikol Alkaloidi, etarsko ulje, biljni pigmenti Ekstrakti droga 8 • Jedan od najviše primenjivanih rastvarača, • Dobro ekstrahuje mnoge aktivne sastojke, ali istovremeno ekstrahuje i veliku količinu balastnih materija (ugljene hidrate, proteine, pigmente). Voda Sredstvo za ekstrakciju (vehikulum) Ekstrakti droga Nedostaci vode kao rastvarača za ekstrakciju • Niska selektivnost prema sastojcima u biljnom materijalu, • Veoma pogodna sredina za oksidativne i hidrolitičke degradacije aktivnih supstanci, • Omogućava razvoj mikroorganizama, • Intezivno bubrenje materijala može onemogućiti ekstrakciju • Visoka tačka ključanja (uklanjanje vode dugo, neekonomično, ugrožena stabilnost sastojaka). Ph. Eur. - mora odgovarati zahtevima monografije Water for preparation of extracts. 17 • Kontinuirana ekstrakcija propisano usitnjene droge na sobnoj temperaturi. • Izvodi kontinuiranim i jednoličnim proticanjem propisanog rastvarača kroz stub droge u perkolatoru, najčešće u pravcu sile zemljine teže. • Tokom perkolacije stalno dodaje svež rastavarač i održava koncentracioni gradient - postiže skoro potpuno iscrpljenje biljnog materijala (oko 95%). Ekstrakti droga Odabir metode ekstrakcije Perkolacija Cirkulaciona ekstrakcija • Rastvarač kontinuirano cirkuliše kroz stub droge. • Solvens najčešće etanol 70% V/V, 50% V/V ili voda. 18 • Postupak koji koristi komprimovani i zagrejani rastvarač, iznad njegove kritične temperature. • Najpovoljniji i najčešće korišćen superkritičan fluid u farmaceutskoj, kozmetičkoj i prehrambenoj industriji je ugljen-dioksid. Odabir metode ekstrakcije Ekstrakcija superkritičnim tečnostima Ekstrakti droga 19 Prednosti Nedostaci • Prirodan, jeftin, netoksičan i dostupan • Lako se uklanja i reciklira • Lako odvajanje katalizatora, ekstrakta i rastvarača • Čisti ektrakti se dobijaju primenom nekoliko procesnih koraka • Moguća je selektivna ekstrakcija i frakciona separacija • Mirisi i arome ostaju nepromenjeni • Ne gori i nije korozivan • Dobro rastvara polarne supstance i potpuno se meša sa H2, CO i O2 • Pošto su primenjene niske temperature u bezvodnoj sredini, smanjuje se mogućnost hidrolize i izomerizacije aktivnih supstanci. • Ne zagađuje životnu sredinu kao konvencionalni rastvarači jer ga biljke recikliraju u procesu fotosinteze • Veliki utrošak energije za komprimovanje CO2 • Oprema mora izdržati pritiske do nekoliko stotina atmosfera • Veliki investicioni troškovi za procesnu opremu Ekstrakcija superkritičnim tečnostima Ekstrakti droga 20 Lako rastvorljive Umereno rastvorljive Nerastvorljive • estri i alkoholi • aldehidi i ketoni • lako isparljiva ulja • arome • mono- i seskviterpeni • jestiva ulja • voskovi • polifenoli • šećeri • voćne kiseline • skrob • proteini • mineralne soli • glikozidi Rastvorljivost jedinjenja u ugljen dioksidu CO2 nije toliko selektivan koliko je dobar i čist rastvarač. Selektivnost i kapacitet mu se mogu poboljšati korišćenjem organskih rastvarača (korastvarača) koji imaju ulogu izmene hemijskih interakcija između CO2 i jedinjenja koje on rastvara. Odabir metode ekstrakcije Ekstrakcija superkritičnim tečnostima Ekstrakti droga 21 • Podrazumeva primenu akustičnih vibracija frekvencije veće od 20 kHz. • Prostiranjem talasa kroz tečnost nastaje negativni pritisak, mehurići i šupljine (kavitacije). • Mehurići apsorbuju energiju UZ talasa, implodiraju i nastaju mlazovi tečnosti brzine i do 400 km/h. • Udarom mlaza tečnosti o čestice dolazi do usitnjavanja i nastanka mikročestica. • Može doći do hemijske promene aktivnih materija, moguća degradacija zbog povišene temperature. • Brza, ekonomična i efikasna zamena ostalim načinima ekstrakcije. • Koriste UZ kupatila i UZ sonde. Odabir metode ekstrakcije Ultrazvučna ekstrakcija (UZE) (USE, Ultrasound-Assisted Extraction) Ekstrakti droga 22 • Podrazumeva primenu elektromagnetnog zračenja frekvencija 300 MHz – 100 GHz. • Komercijalne mikrotalasne pećnice (kućne, laboratorijske, industrijske) emituju mikrotalase frekvencije 2,45 GHz. • Ozračivanjem mikrotalasima dolazi do brzog zagrevanja i povećanja temperature sistema u kome se nalaze polarne supstance. Odabir metode ekstrakcije Ekstrakti droga Mikrotalasna ekstrakcija (MTE) (MAE, Microwave-Assisted Extraction) Ekstrakti biljnih droga su tečni (tečni ekstraktivni preparati), polučvrsti ili čvrsti preparati koji se proizvode od biljnih (ređe animalnih) droga. Svaki ekstrakt je definisan • biljnom drogom od koje se proizvodi i njenim kvalitetom; • procesom proizvodnje (rastvarač i metodologija izrade) • specifikacijom. Podela ekstrakata Postoji nekoliko načina da se ekstrakti međusobno razlikuju. Npr, konzistencija, način standardizacije… Ekstrakti drogaEkstrakti – Extracta Ekstrakti biljnih droga (Plantarum medicinalium extracta - Ph. Eur.) 23 24 Ekstrakti koji su „doterani“ do definisanog sadržaja jednog ili više sastojaka za koje je poznato da ispoljavaju određenu farmakološku/terapijsku aktivnost. Dobijaju se podešavanjem koncentracije inertnim materijalom, ili mešanjem različitih serija ekstrakata Ekstrakti drogaPodela ekstrakata na osnovu načina standardizacije Standardizovani ekstrakti Ekstrakti koji imaju definisanu količinu jednog ili više sastojaka sa poznatom terapijskom aktivnošću. Sennae folii extractum siccum normatum Mora da sadrži 5,5-8,0% hidroksiantracenskih derivata računato kao senozid B. Belladonnae folii extractum siccum normatum Mora da sadrži 0,95-1,05% alkaloida računato kao hiosciamin. 25 Dobijaju se mešanjem različitih serija ekstrakata. Ginkgonis extractum siccum normatum (50:1) Kvantifikovan tako da sadrži: 2,8-3,4% ginkolida; 2,6-3,2% bilobalida; 22-27% flavonoida, i manje od 5 ppm ginkolične kiseline. Ekstrakti drogaKvantifikovani ekstrakti Ekstrakti koji imaju definisanu količinu jednog ili više aktivnih marker jedinjenja, u dozvoljenim granicama variranja. Ekstrakti koji su „doterani“ do definisanog sadržaja aktivnih markera, koji je izražen u određenom i specifikovanom opsegu koncentracija. Ovo nije standardizovan ekstrakt u pravom smislu reči, već se radi o definisanju opsega za pojedine komponente ili grupe sastojaka. 26 Ekstrakti čiji sastav nije izražen kroz konkretan sadržaj sastojaka. • U svrhu kontrole, moguće je kontrolisati sadržaj jednog ili više sastojaka, analitičkih markera. • Minimalni sadržaj analitičkih markera - u pojedinačnoj monografiji ekstrakta. Crataegi folium cum flore extractum siccum Vodeni ekstrakt: minimalno 2,5% flavonoida računato kao hiperozid Vodeno-etanolni ekstrakt: minimalno 6% flavonoida računato kao hiperozid Hederae helicis extractum siccum (odnos droga/ekstrakt 8:1) Ekstrakti droga Ostali ekstrakti Ekstrakti su koncentrovani proizvodi, a dobijaju se iz biljnih ili animalnih sirovina koje su obično u osušenom stanju. Mogu imati tečnu, polučvrstu i čvrstu konzistenciju: • extractum fluidum - tečni ekstraktivni preparati (tečni ekstrakt i tinkture) • extractum spissum - polučvrsti ekstrakti i oleorezine, • extractum siccum - suvi ekstrakti. Ekstrakti drogaPodela ekstrakata na osnovu konzistencije Pored toga i neki macerati, infuz, dekokt, dijalizati, disperti i dr. 27 Tečni ekstrakti su ekstrakti droga koji se izrađuju tako da 1 deo tečnog ekstrakta (masa ili zapremina) sadrži aktivne principe 1 dela droge (masa). - 1:1 • Najčešće su se izrađivali postupkom perkolacije do racionalnog stepena iskorišćenja; danas se uglavnom primenjuje proces cirkulatorne ekstrakcije. Ekstrakti drogaTečni ekstrakti - Extracta fluida • Koristi se etanol odgovarajuće koncentracije ili voda za ekstrakciju. • Nekada se rastvara polučvrsti ili suvi ekstrakt u etanolu ili vodi. • Filtriraju se prema potrebi. • Može da se javi talog tokom stajanja, ali ekstrakt je ispravan dok se sastav ne promeni značajno. 28 Standardizacija postupka ekstrakcije omogućena je: • ujednačenošću kvaliteta • ulazne biljne sirovine, • solvensa (koncentracija, količina, vrsta) i drugih pomoćnih materija, • opreme. • ponavljanjem • uslova izvođenja ekstrakcije (temperatura, vreme, pritisak, veličina serije), • procesa izvođenja ekstrakcije i kasnije obrade ekstrakta, i • sistemom kontrole kvaliteta (ulaznom, međufaznom i kontrolom finalnog proizvoda). Standardizovanim postupkom ekstrakcije dobijaju se ekstrakti ujednačenog sastava sa minimalnim odstupanjem između pojedinačnih serija proizvoda. Ekstrakti droga Standardizacija postupka ekstrakcije i proizvodnje 37 Kada nije moguće standardizovati proces proizvodnje, pristupa se standardizaciji finalnog proizvoda. Proces standardizacije proizvoda obuhvata: - određivanje parametara kvaliteta ekstrakta, - podešavanjem definisanog kvaliteta ekstrakta (dodatkom rastvarača, “koncentrovanijeg” ili “razblaženijeg” ekstrakta). • Ekstrakti sadrže različite sastojke, aktivne ili neaktivne, a često se dešava da se ne zna koji je sastojak odgovoran za delovanje. • Zbog toga se ceo ekstrakt (herbal drug preparation) gleda kao aktivni sastojak. Ekstrakti drogaStandardizacija ekstrakta 38 - odnos droga : rastvarač - odnos droga : ekstrakt - suvi ostatak - ukupna količina aktivnih sastojaka izraženo kao dominantno ili najaktivnije jedinjenje - količina pojedinačne komponente u okviru kompleksa sastojaka - količina marker jedinjenja. Dokazivanje prisustva odgovarajućih sastojaka = kvalitativna analiza - najčešće se primenjuje analiza metodom hromatografije na tankom sloju adsorbensa. Provera kvaliteta ekstrakta - kvantitativna analiza - gravimetrija, volumetrija, spektrometrija; - tečna, gasna, planarna hromatografija, NMR... Ekstrakti drogaIzražavanje kvaliteta ekstrakta DER drug to extract ratio Odnos droga ekstrakt 39 TIP EKSTRAKTA KVALITET Opšta ispitivanja Posebna ispitivanja-prema monografiji za drogu iz koje je dobijen ekstrakt Extractum fluidum (1:1) •organoleptičke osobine •suvi ostatak •relativna gustina •sadržaj etanola •sadržaj metanola •sadržaj 2-propanola •zdravstvena ispravnost 1. prisustvo odgovarajućih sastojaka (kvalitativna analiza) 2. kvalitet ekstrakta (kvantitativna analiza) - ukupna količina aktivnih sastojaka izraženo kao dominantno ili najaktivnije jedinjenje - količina pojedinačne komponente u okviru kompleksa sastojaka - količina marker jedinjenja Extractum spissum (najmanje 70% ostatka posle uparavanja i sušenja) •organoleptičke osobine •suvi ostatak •ostaci (rezidue) rastvarača •zdravstvena ispravnost Extractum siccum (najmanje 95% ostatka posle uparavanja i sušenja) •organoleptičke osobine •gubitak sušenjem • voda •rezidue rastvarača •zdravstvena ispravnost Tinctura 1:10; 1:5 •organoleptičke osobine •suvi ostatak •relativna gustina •sadržaj etanola •sadržaj metanola •sadržaj 2-propanola •zdravstvena ispravnost Ekstrakti drogaIspitivanja ekstrakta 40 Količina teških metala Olovo max. 5 mg/kg Kadmijum max. 0,2 mg/kg (seme lana, cvet gloga, herba hajdučice max. 0,3 mg/kg) (list breze, kora vrbe, herba kantariona max. 0,5 mg/kg) Živa max. 0,1 mg/kg Fumiganti Rezidui etilenoksida Doza radioaktivnosti 370-600 Bq /kg (134Cs i 137Cs) Količina rezidua pesticida Alahlor 0,02 mg/kg Aldrin 0,05 mg/kg Azinpos-metil 1,0 mg/kg Brompropilat 3,0 mg/kg Cipermetrin 1,0 mg/kg DDT 1,0 mg/kg Deltametrin 0,5 mg/kg Diazinon 0,5 mg/kg Dihlorvos 1,0 mg/kg Ditiokarbamat 2,0 mg/kg Endosulfan 3,0 mg/kg Endrin 0,05 mg/kg Etion 2,0 mg/kg Fenitrotion 0,5 mg/kg Fonofos 1,5 mg/kg Fosalon 0,1 mg/kg Heptahlor 0,05 mg/kg Heksahlorbenzol 0,1 mg/kg Heksahlorcikloheksan 0,3 g/kg Hlordan 0,05 mg/kg Hloropirifos 0,2 mg/kg Hlorpirifod-metil 0,1 mg/kg Kvintozeni 1,0 mg/kg Lindan 0,6 mg/kg Melation 1,0 mg/kg Metidation 0,2 mg/kg Paration 0,5 mg/kg Paration-metil 0,2 mg/kg Permetrin 1,0 mg/kg Pirimifos-metil 4,0 mg/kg Piretrini 3,0 mg/kg Ekstrakti droga Ispitivanja ekstrakta 41 Mikrobiološka čistoća Važi ono što je dato kod droga Količina mikotoksina Aflatoksin B1: 2 µg/kg Ukupni aflatoksini B1, B2, G1, G2: 4 µg/kg Prisustvo insekata, jaja ili larvi Ne treba da budu prisutni insekti, jaja i larve Ekstrakti drogaIspitivanja ekstrakta Aflatoksin B1 Stegobium paniceum 42 Obeležavanje ekstrakta • Naziv droge biljnog ili životinjskog porekla. • Kada je primenljivo, da je svež biljni ili životinjski materijal korišćen. • Da li ekstrakt tečan, polučvrst ili suv, ili da li se radi o tinkturi • Rastvarač ili rastvarači korišćeni za ekstrakciju (npr. 65% etanol, V/V) • Kod tečnih ekstrakata, sadržaj etanola u procentima (V/V) u finalnom ekstraktu • Kod tinktura ukoliko nisu standardizovane ili kvantifikovane, odnos polazne količine materijala prema rastvaraču (1:5 ili 1:10) • Kada je primenljivo, da je ekstrakt prečišćen. • Ime i količina ekscipijensa koji je korišćen uključujući stabilizatore i konzervanse (Aerosil, maltodektrin itd.) • Kada je primenljivo, količina suvog ostatka (za tečne ekstrakte). Ekstrakti droga 43 44 Za standardizovane ekstrakte, sadržaj sastojaka poznate terapijske aktivnosti. Sennae folii extractum siccum normatum Mora da sadrži 5,5-8,0% hidroksiantracenskih derivata računato kao senozid B. Za kvantifikovane ekstrakte, sadržaj sastojaka (markera) korišćenih za kvantifikaciju Ginkgonis folii extractum siccum normatum (50:1) Kvantifikovan tako da sadrži: 2,8-3,4% ginkolida; 2,6-3,2% bilobalida; 22-27% flavonoida, i manje od 5 ppm ginkolične kiseline. Odnos polaznog materijala i dobijenog ekstrakta (odnos droga:ekstrakt) - DER; D/E, bez ekscipijensa za suve ekstrakte. Hederae helicis extractum siccum (DER 8:1) Ekstrakti droga Mogu se koristiti kao osnovna aktivna komponenta ili pomoćna komponenta proizvoda iz grupe: • biljnih lekova i tradicionalnih biljnih lekova, • medicinske kozmetike; • kozmetičkih preparata i preparata za kućnu higijenu (predmeti opšte upotrebe); • dijetetskih suplemenata; • aditiva za prehrambenu industriju i druge srodne industrije. Od krajnje primene biljnog ekstrakta zavisi: • odabir i način pripreme sirovine, • odabir rastvarača, • odabir metode i tehnologija ekstrakcije, • standardizacija, • količina koja se dodaje proizvodu. Ekstrakti droga Primena biljnih ekstrakata 45