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Estrazione di fitosostanze

Peter Forster



Pagina in allestimento
a cura di Daniela Rüegg

L'estrazione di sostanze da piante è la parte centrale della fitogalenica: la preparazione del tè o del caffè è la forma più semplice (infuso, decotto) di estrazione. Ma anche il brodo (senza dadi) è un decotto di carne e/o vegetali, e il dado è un estratto secco (Extr.siccum) di quest'ultimi.

Su questa pagina si tratta prevalentemente l'estrazione in senso galenico, processo genericamente semplice ma tecnicamente assai sofisticato.

1.  Estrazione di fitosostanze in generale

L'estrazione di fitosostanze in senso generale è ogni processo che solve determinate sostanze dalla pianta in un solvente:

  • un (Infuso) è un estratto in acqua calda per tanti minuti, un decotto (Decoct.) in acqua bollente per tanti minuti, un macerato in acqua tiepida per tante ore. Si potrebbe anche scrivere Inf.acqu. o Decoct.acqu. o Macer.acqu.
  • una tintura (Tinct. o TM) è un'estrazione di una definita quantità di pianta a freddo (macerato) idroalcolica alcol di una definita gradazione. Si potrebbe anche scrivere Mac.idroalc.
  • un "olio" (Ol.) è un'estrazione di piante in oli Si potrebbe anche scrivere Mac.ol. o Decoct.o. per un macerato o un decotto in olio
  • un estratto in senso galenico è un preparato che non contiene alcol e di solito si ottiene con un "decotto". Spesso questi decotti, come primo passo, si preparano come "decotti idroalcolici" distillando poi l'alcol e la maggior parte degli olii essenziali. Secondo la concentrazione dell'estratto c'è la distinzione in estratto liquido Extr.liqu., in estratto denso Extr.spiss. e in estratto secco Extr.sicc.

Si noti che le indicazioni Inf., Decoct., Mac. segnano la procedura / temperatura mentre il solvente Acqu., Alc., Idroalc., Ol. segnano il solubile

2.  Estratti galenici


Estrazione: principio

Un estratto galenico (Extract.) è invece il risultato di una procedura più complessa a cicuito chiuso di:

  • evaporazione e condensazione del solvente
  • levare dalla sostanza della pianta gli ingredienti solubili

Schematicamente funziona ca. così:

  • Si evapora un solvente (p.es. acqua, alcol, ...) in un recipiente chiuso e lo si conduce in un recipiente raffreddante (condensatore).
  • Il condensato solvente caldo si fa sgocciolare sul materiale erboso in un recipiente tra evaporatore e condensatore dove scioglie le sostanze solubili (a caldo, perché il condensato non è del tutto raffreddato).
  • Il soluto (nel solvente) si accumula nel recipiente di estrazione finché raggiunge la cima di un sifone: a questo punto ...
  • ... si scarica automaticamente nel recipiente di evaporazione e il ciclo ricomincia, aumentando man mano la concentrazione del soluto nel solvente.

Dopo un certo numero di passaggi (da 3 ... 5) il materiale erboso è quasi privo di sostanze solubili. Si inserisce una nuova cartuccia con materiale erboso nuovo e si ripete, finché la concentrazione dell'estratto è sufficiente.

3.  Estrattori

Si distinguono galenicamente diversi processi di estrazione:

  • estrazione a ribollizione
  • estrazione a riciclaggio

L'estrazione a ribollizione si può fare in modo aperto oppure a circuito chiuso. La ribollizione aperta trattiene solo delle sostanze farmaceutiche solubili e non volatili, mentre l'estrazione chiusa trattiene anche almeno una bella parte di sostanze volatili.

3.1  Estrattori a ribollizione aperta

L'estrazione a ribollizione aperta è semplicemente un decotto in acqua con la norma galenica, che il liquido rimanente abbia il peso della pianta fresca cotta.

Esempio Extr.Thymi Si cuociono in una pentola 100 grammi di lavanda fresca. Dopo un certo tempo (p.es. mezz'ora) si filtra la pianta e poi si addensa il "brodo" cuocendolo fino ad arrivare a una dose di 100 ml (grammi). Si versa in una bottiglia sterilizzata: etichettare Extr. Lavandulae, data, firma.

Come si capisce dall'esempio:

  • si estraggono dalla pianta delle sostanze solubili in acqua (idrosolubili)
  • delle sostanze non idrosolubili (p.es. resinose) non vengono estratte o solo in minime dosi
  • le sostanze volatili (temperatura di ebollizione < 100°C come p.es. alcol, oli essenziali) evaporano e non si trovano più (o in minime dosi) nel preparato.

Nella procedura è importante:

  • sminuzzare la droga abbastanza finemente, umidificarla prima della cottura ed ev. pestarla in un mortaio per facilitare l'accesso dell'acqua
  • di portare inizialmente il "minestrone" ad ebollizione e tenerlo in questo stato per un minuto o due (blanchir): il motivo è di quello far "esplodere" le cellule delle piante per liberare anche le sostanze contenute in esse. Poi si procede a fuoco più basso.
  • di bollire anche le bottigliette e di riempirle e chiuderle in condizioni sterili

3.2  Estrattori a ribollizione chiusa

Gli estrattori chiusi hanno il vantaggio di non perdere delle sostanze che evaporano sotto la temperatura di ebollizione dell'acqua. Si raggiunge questo scopo per condensazione del vapore e restituzione del condensato nella pentola.


Hotpan® KUHN

Una soluzione moderna per questo compito è la pentola Hotpan® della ditta KUHN RIKON : una volta portato ad ebollizione e poi depositato in un cesto termoisolante mantiene la temperatura per ca. 2 ore senza far evaporare ulteriormente del contenuto. Il prezzo è intorno ai 100 Euro.

Questa soluzione è perfettamente adatta per estratti idrici, meno per estratti idroalcolici, perché durante la fase di ebollizione tra 70 ... 100°C evapoara una bella parte del alcol contenuto.


Estrattore a ribollizione chiuso

Per degli estratti idroalcolici conviene attrezzare la pentola di un raffreddamento che condensa tutti i vapori e li lascia risgocciolare nella pentola.
Questa soluzione è adatta sia per estratti idrici che idroalcolici. Trattengono bene anche le sostanze volatili come p.es. gli oli essenziali.

L'estrazione idroalcolica si usa anche se come risultati finale si intende ad avere un estratto non alcolico: in un secondo passo si distilla l'alcol. Il preparato ha il vantaggio che contiene sia le sostanze idrosolubili che le sostanze alcolsolubili. Le sostanze volatili come gli oli essenziali si trovano poi invece nell'alcol distillato e si chiama "spirito della pianta" come p.es. spirito di timo (Spirit. Thymi).


3.3  Estrattori a riciclaggio (Soxhlet)


Franz Ritter
von Soxhlet

Franz Ritter von Soxhlet, chimico nell'industria alimentare germanica (zucchero, latte, ...), nella seconda metà del '800 inventò un apparecchio ingegnioso per l'estrazione di sostanze in laboratori chimici e farmaceutici: l'estrattore Soxhlet che è ancora adoperato oggigiorno.

Funzionamento dell'estrattore


Funzionamento
estrattore Soxhlet

Un dispositivo Soxhlet è usato per l'estrazione delle resine, di oli pesanti e di resinoidi, nessuno dei quali è particolarmente volatile e quindi scarsamente adatti all'estrazione con vapore. Queste sostanze sono estratte in modo efficiente impregnandole in un solvente e utilizzando appunto un Soxhlet.

Come si può vedere, il solvente è riscaldato nella caldaia in basso ed il vapore puro sale attraverso il tubo di bypass, unico percorso possibile, e raggiunge la parte superiore del contenitore di Soxhlet, che è chiuso in basso. Il vapore continua a salire fino a che non viene a contatto del condensatore, allora il liquido gocciola nel ditale (sostituibile) che contiene il materiale dal quale desideriamo estrarre le sostanze. Questo ditale è poroso, in modo che trattiene non solo il prodotto solido, come semi o bacche, ma agisce anche da filtro evitando che il materiale blocchi il tubo del sifone. Quando il livello del liquido nel contenitore di Soxhlet raggiunge lo stesso livello della parte superiore del sifone, il liquido contenente i residui dissolti è travasato nuovamente nella caldaia.

L'animazione mostra che il livello di liquido nel ditale diminuisce più lentamente del liquido circostante, poiché il liquido nel ditale deve impregnarsi dai lati porosi e questo accade solo quando il livello del liquido nel contenitore scende sotto il livello nel ditale.

Il risultato finale è che il materiale nel ditale è sottoposto ad un ripetuto impregnamento nel solvente puro, e questo rende il processo molto più efficiente di un'impregnazione continua in un solvente che in cui la concentrazione dei residui estratti aumenta costantemente, giacché forma uno strato che ne impedisce progressivamente la liberazione della matrice.

descrizione secondo: www.galenotech.org; immagine secondo: www.amphora-society.com

Costruzione di un estrattore


Estrattore Soxhlet moderno
(clic per leggere!)

Di seguito ho abbozzato il progetto per un estrattore moderno che per meno di sFr. 500.- offre l'estrazione efficace per ca. un litro di estratto alla volta. Richiede una piastra elettrica regolabile da riscaldamento (del forno in cucina) e un allacciamento all'acqua.



Lista materiale estrattore Soxhlet


4.  Solventi

Qualsiasi solvente con fasi liquide e vaporose può essere usato come solvente di estrazione.
Nella pratica domestica per dei fitorimedi si usano:

  • acqua per l'estrazione di sostanze idrosolubili: il risultato corrisponde all'incirca a un decotto acquoso molto concentrato
  • idroalcolici tra 40 ... 60% di gradazione per sostanze idrosolubili e lipidici: il risultato corrisponde all'incirca a un decotto idroalcolico (o ad una tintura) molto concentrata.

Caratteristiche di solventi a pressione normale:

Solvente Densità
g/cm3
Temp. di
fusione °C
Temp. di
ebollizione °C
Temp. di
autoignizione °C
Alcol 95% (etanolo C2H6O) 0.79 -114.3 78.4 425
Acqua distillata (H2O) 1 0.0 100.0 -

Da notare: Dalle carattteristiche dei solventi risulta che l'alcol bolle a ca. 80°C mentre l'acqua a ca. 100°C. Per produrre estratti idroalcolici c'è da osservare che la temperatura sia vicino ai 100°C, altrimenti si "distilla" solo l'alcol e si produce un estratto alcolico invece di idroalcolico.


5.  Tinture estratte

Si possono preparare delle tinture tramite estrazione. Il vantaggio è che sono fattibili in poco tempo invece di dover aspettare un mese per la macerazione (a freddo) idroalcolica. Lo svantaggio è che non è indicato per un'estrazione di sostanze termolabili come p.es. mucillaginose.

Preparativi

Bisogna preparare il solvente idroalcolico (p.es. grappa 50%) e 20% del peso di pianta fresca o 7% di pianta essicata.

P.es. 700gr di grappa e 140gr di pianta fresca oppure 50gr di pianta essicata.

Si carica l'evaporatore con i 7dl di grappa e una cartuccia con la pianta quanto è possibile

Nota: le piante sono da sminuzzare fino a ottenere una polvere grossolana (granulato) p.es. nel mulino da caffè.

Estrazione

Si mette a fuoco e si tenta di raggiungere una temperatura di evaporazione sopra i 90°C. Si osserva quanto tempo ci vuole finché il sifone si svuota la prima volta. Dopo ca 5 cicli la prima cartuccia è estratta.
Si spegne la placca e si inserisce la seconda cartuccia attenti, scotta; meglio usare guanti e pinze e si ripete la procedura finché tutto il materiale erboso è estratto.
Poi si spegne definitivamente la placca e si lascia rafreddare.

Nota: Per controllare la temperatura metto un termometro rialzato dal fondo nella fiala. sarebbe molto costoso organizzare il riscaldamento di una fiala con un allacciamento di un termometro

Finitura

Versare il contenuto della fiala in una bottiglia.
Etichettare la bottiglia a regola d'arte: (gr pianta, gr alcol, data, firma).
Pulire gli attrezzi.
Riciclare le cartucce (costano ca. sFr. 5.- al pezzo).

6.  Extractum liquidum

Un estratto liquido Extr.liqu. nel senso galenico è un estratto a base di acqua dove la soluzione ha il peso della pianta elaborata:

Peso della pianta fresca = Peso dell'estratto

Adoperando piante essicate si ha bisogno di ca. 1/3 delle piante fresche; la formula è quindi:

Peso della pianta essicata = 1/3 Peso dell'estratto

Un Extr.liqu. in questa preparazione è un decotto densissimo. Come tale va usato prevalentemente per preparati di radici.

Altre piante si estraggono invece in idroalcolici per liberare anche delle sostanze alcolsolubili. Conviene farlo a circuito chiuso a meno di 70°C per non far evaporare l'alcol prezioso.
Volendo però alla fine un estratto acquoso, bisogna distillare l'alcol alla fine (a ca. 80°C). Così si recupera l'alcol.

Usando un alcol al 50%, inizialmente ci vuole evidentemente almeno la doppia dose di liquido; l'altra metà si distilla alla fine. Non dev'essere molto esatta la quantità iniziale di liquido, basta pesare dopo la procedure e diluire con acqua se manca o andare avanti con la distillazione finché quadra il conto.
L'alcol distillato è lo spirito della pianta usata (Spir.) usabile per tante applicazioni o per fare altri estratti della medesima pianta.

Preparativi

Estrazione

Finitura












7.  Commenti

Peter26 April 2009, 12:40

Test

daniela 27 aprile, 16:30

"Esempio Extr.Thymi Si cuociono in una pentola 100 grammi di lavanda fresca. Dopo un certo tempo (p.es. mezz'ora) si filtra la pianta e poi si addensa il "brodo" cuocendolo fino ad arrivare a una dose di 100 ml (grammi)...."

100gr in quanta acqua?


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