Характеристика балластных веществ и методы их удалении

Особенность технологии густых и сухих экстрактов — их очистка от балластных веществ. Понятие «балластные вещества» относительное, так как в ряде случаев аналогичные соединения служат действующими веществами. Характер балластных веществ, извлекаемых из растительного сырья, зависит от природы экстрагентов. Поэтому в разделе рассмотрены группы балластных веществ, преимущественно удаляемых из извлечений после экстракции водой или менее полярными и неполярными экстрагентами. Удаление балластных веществ из ряда экстрактов необходимо для получения стабильных при хранении препаратов или исключения их побочного действия. Из водных вытяжек наиболее часто удаляют белковые вещества и полисахариды (слизи), из спиртовых — смолы, липиды, хлорофилл и т.д. Водорастворимые балластные вещества Белки

Методы удаления белков

1 Тепловая денатурация. Типичный пример денатурации белка - его свёртывание (коагуляция) при воздействии повышенной температуры С ростом температуры тепловая энергия может стать больше энергии нековалентных связей в молекуле белка и вызвать их разрыв с возникновением новой конфигурации. 2 Отстаивание в прохладном месте. При понижении температуры белки выпадают в осадок. Этот метод широко применяют в производстве настоек и экстрактов. 3 Дегидратация. Осаждение белка из раствора можно вызвать действием органических растворителей (этанола, метанола, ацетона), которые должны смешиваться с водой. Растворители вызывают разрушение гидратной оболочки вокруг белковой молекулы (глобулы), способствующей устойчивости белковых растворов и препятствую- цей осаждению белка. Белковые молекулы содержат на своей поверх- 10сти гидрофильные группы. Вокруг молекул ориентируются молекулы воды. Если отнять у белковых молекул связанные с ними молекулы воды и уменьшить их гидратацию, они начнут слипаться, образуя более крупные частицы белка, и начнут оседать из раствора в виде осадка. То есть возникает коагуляция белка. 4. Высаливание - осаждение белков из раствора при добавлении солей. 5. Осаждение солями тяжёлых металлов. В производстве очищенных (новогаленовых) препаратов для удаления белков из вытяжек применяют растворы тяжёлых металлов (уксусно-кислого свинца, гидроксид меди и др.), образующие с белками нерастворимые соединения. 6. Диализ. Для отделения лекарственных веществ от белков используют коллоидный характер их водных растворов (диаметр белковых частиц в растворе превышает 0,001 мкм). Белки не проникают через поры полупроницаемых мембран (например, пергаментные плёнки), что используют для разделения содержащихся в первичной вытяжке ионизированных и высокомолекулярных веществ с помощью диализа или для ускорения процесса методом электродиализа при производстве алкалоидов. 7. Создание изоэлектрической точки. Аминокислоты, входящие в состав белков, в связи с наличием карбоксильной и аминной групп обладают амфотерными свойствами. Изоэлектрическая точка — значение рН среды, при котором аминокислота нейтральна. В изоэлектрической точке белковые молекулы имеют, как правило, наименьшую растворимость и склонны к ассоциации.

Ферменты

Ферменты обусловливают разрушение действующих веществ (в частности, гликозидов) и понижение биологической активности фитопрепаратов. Для сохранения биологической активности фитохимических препаратов необходимо предусмотреть меры для быстрого удаления или инактивации ферментов. При этом следует учитывать их высокую специфичность (действие каждого фермента строго ограничено одним или несколькими, родственными по структуре субстратами) и высокую лабильность (каталитическое действие ферментов зависит от температуры и рН среды, ферментативные процессы не происходят при температуре выше 70 °С). Так, при производстве соков из свежего растительного материала первичное извлечение (отжатый сок), содержащее ферменты, обрабатывают крепким спиртом для денатурации белковых веществ. С целью инактивации ферментов его быстро нагревают до 75—78 °С, выдерживают при этой температуре в течение 30 мин, затем быстро охлаждают (во избежание разложения лекарственных веществ). Инактивация ферментов при нагревании сходна с тепловой денатурацией растворимых белков. Денатурация ферментов в водных растворах начинается примерно при тех же температурах, при которых инактивируются белки. Полная инактивация ферментов совпадает с моментом полной денатурации белка. При температуре 100 "С денатурация белков и инактивация ферментов наступают почти мгновенно. Кроме нагревания, и другие химические и физические факторы, вызывающие денатурацию растворимых белков, вызывают разрушение ферментов. Например, они подобно белкам осаждаются спиртом, ацетоном и сернокислым аммонием. Так, в технологии густого экстракта из листьев трилистника для сохранения действующих веществ (гликозидов, легко подвергающихся гидролизу) и инактивации ферментов в качестве экстрагента применяют кипящую воду.