Экстракты растений с углекислотой

В пищевой, косметической, фармацевтической промышленности часто возникает необходимость вытащить саму «душу» растений: ароматичные масла, биологически активные вещества и подобное.
Когда мы завариваем чай, настаиваем настойку или просто бросаем лаврушку в суп у нас те же цели: перенести запах или какие-то вещества из растений в раствор. Только для промышленности такие способы малоэффективны.

Сейчас бурно развивается сверхкритическая флюидная экстракция. Это если по-научному. А по-простому – метод «доставания» нужных веществ из растений, используя в качестве растворителя газ под давлением, чаще всего – углекислоту.

Суть метода. При температуре 31,4 ˚С и давлении 7,4 МПа привычный нам углекислый газ переходит в особое состояние сверхтекучего флюида, превращаясь в некий гибрид газа и жидкости. От давления его плотность становится сравнимая с жидкостями и появляется свойство растворять разные вещества, а от газа остаётся проникающая способность. Газ легко проходит сквозь клеточные стенки растений и «вымывает» нужные субстанции. Дальше раствор поступает в испаритель, там давление ниже, углекислота возгоняется, а растворённое – остаётся. Углекислый газ опять сжимается и цикл повторяется.

Метод относительно недавний. В Краснодаре в институте масленичных культур в 60 годах прошлого века разрабатывалась технология схверкритической экстракции. В 1978 г технологию реализовали для добывания кофеина из кофе, в 1982 использовали для промышленной экстракции шишек хмеля. Сейчас использование способа не просто увеличилось, а продолжает бурно возрастать. И не зря.

Преимущества метода.
• Экологичность. Углекислый газ – обычный продукт жизнедеятельности организмов, широко распространён в природе. Нет сточных вод и отработанного растворителя. Нет проблемы утечек, агрессивного или ядовитого воздействия на окружающую среду или рабочий персонал – углекислота просто не обладает опасными свойствами.

• Микробиологическая чистота. Полученные с помощью углекислоты экстракты не подвержены микробиологическому разрушению – весь процесс идёт без доступа кислорода. Полученное вещество стерильно и бактериостатично. Проблемы последующего хранения, в сравнении с тем же сырьём в виде сухих растений, не существует.

• Преимущества транспортировки и применения. Полученный экстракт занимает меньший объем и легче в транспортировке, лучше хранится, смешивается с массой конечного продукта.

• Пожаро- и взрывобезопасность. Углекислота не горит и не поддерживает горение, промышленные установки на её основе не несут никакого риска в этом отношении.

• Разнообразие формы экстрактов – сухие, жидкие, пастообразные, силиконовые.

• Дешевизна. Углекислота – относительно дешёвый газ, простой в получении и применении.

• Биологическая активность. Благодаря особым свойствам углекислотной экстракции, биологически активные вещества извлекаются полнее, в естественном состоянии и том же соотношении, что и присутствовали в сырье. Соотношение составляющих благоприятно в смысле биологического воздействия.

• Нет остаточных количеств растворителя в получаемом продукте. Углекислый газ просто испаряется на конечной стадии. При этом – что важно – он не вступает в химически реакции с экстрагируемыми веществами. Извлекаемое остаётся в неизменном виде, не портится.

Углекислым газом извлекают нужные вещества в фармацевтическом производстве. В химическом. Косметологи используют его для извлечения масел, жиров, восков, смол из сырья. Сверхкритические флюиды и их особые свойства нашли применение не только для экстракции, существуют другие способы использования углекислоты в таком состоянии.

Интересные факты на эту тему.

• В пивоварении хмель сейчас напрямую практически не используется: проблемы хранения больших объёмов шишек, защиты их от разрушения под действием влаги или бактерий, транспортировки – зачем? Проще извлечь экстракт и в дальнейшем применять именно его.

• Напиток «Тархун» не настаивается на травах. Туда добавляют экстракт тархуна.

• Экстракт ромашки, извлечённый растворением водно-спирто-глицериновой смесью, содержит комплекс из 5 биологически активных веществ (БАВ). Извлечённый пропиленгликолевой раствором – 7 БАВ. А с помощью углекислоты извлекается комплекс из 17 БАВ! Благодаря этому для эффективности крема достаточно ввода меньше процента вещества, полученного этим методом, по сравнению с обычными 1-20%.

• Фирма «Грумант» возникла из идеи куда-то девать углекислый газ, получаемый как побочный продукт в работе предприятия «Казцинк». И начинали с получения хвойного экстракта из отходов рядом расположенных питомников по выращиванию новогодних ёлок. А там и не догадывались, что прибыли от переработки их отходов сравнимы с тем, что сами питомники получают, реализуя основную продукцию .

• Из 12 кг сухого шалфея (большая охапка сена) выходит 150 г. экстракта, из 100 кг горошка чёрного перца – 4 кг. Причём не чувствуется на зубах размолотого порошка в той же колбасе, а само вещество легко и равномерно распределяется по всей массе фарша.

• Для получения 1 литра масла требуется переработка 5 тонн лепестков из розы.

• На Сицилии и Карибдии (часть современной Италии) в 19 веке для получения масел бергамота и лимона использовали оригинальную перчатку. На кожаную основу наклеивали осколки камня. Массу давили рукой, собирали выдавленное на губку, которую выкручивали в ведёрко.

• Кофейные масла очень летучи. Сразу после помола они начинают покидать продукт. При приготовлении кофе важно всё делать максимально быстро, после помола кофе должен быть тут же затрамбован в рожок (портафильтр) и помещён в эспрессо машину, которую тут же включает. Если всё делать медленно, экстрагировать в напиток будет нечего: большая часть ароматических масел испарится.

• При экстракции углекислотой извлекается не только ароматические масла. Метод позволяет извлекать из сырья практически все известные сейчас биологически активные вещества из неполярных: насыщенные и ненасыщенные жирорастворимые кислоты; терпены; терпеноиды; витамины; воски; пигменты; алкалоиды; фенолсодержащие соединения; фитостерины; фитокумарины.

Углекислый газ для экстракции или других целей можно приобрести в компании «DP Air Gas». Кроме углекислоты, здесь реализуют кислород и азот, гелий и аргон, водород и пропан. Фирма занимается и другими газами, их смесями, а также выполняет проверку, сертификацию, покраску, доставку, реализацию любых емкостей, оборудования и всего, связанного с торговлей газами и газовыми смесями. Более подробную информацию нетрудно найти по этой ссылке.