روشهای عصاره گیری

در نوشتار“عصاره‌ی گیاهی چیست و تفاوت آن با اسانس در چیست؟“ با تعریف عصاره‌های گیاهی آشنا شدیم. در این متن با روش‌های متداول عصاره‌گیری و مزایا و معایب هر یک آشنا خواهیم شد.

مواد مؤثره‌ی گیاهانی که در صنایع دارویی و بهداشتی کاربرد دارند به دو صورت در داخل گیاه ذخیره شده‌اند: به صورت روغن های فرار (اسانس‌ها) یا به صورت جامد و پایدار (مانند تانن‌ها، فلاونوئیدها و آلکالوئیدها). برای استحصال این مواد مؤثره، از چندین روش مختلف عصاره‌گیری استفاده می‌شود، از جمله:

• غوطه وری (Maceration)
• پرکولاسیون (Percolation)
• سوکسله (Soxhlet Extraction)
• استخراج با سیال فوق بحرانی (Supercritical Fluid Extraction)
• استخراج با روش التراسوند (Ultrasound- Assisted Extraction)

1. استخراج به روش غوطه‌وری (Maceration)

در این روش، اندامی از گیاه که قرار است تحت عملیات استخراج قرار گیرد، پس از خرد شدن در یک مخزن حاوی حلال مناسب (مانند آب یا الکل) ریخته می‌شود. معمولاً ۱۳ الی ۱۷ برابر وزن گیاه، حلال اضافه می‌گردد. گاهی اوقات برای تسریع فرآیند، مخزن گرم می‌شود و محتویات آن توسط میکسر هم زده می‌شود. پس از گذشت حدود ۲۴ ساعت، محلول از تفاله‌ی گیاه جدا شده و به مرحله‌ی تغلیظ فرستاده می‌شود.

مزایا:

• سادگی تجهیزات و هزینه‌ی کم
• مناسب برای استخراج ترکیبات حساس به حرارت

معایب:

• زمان استخراج طولانی
• کارایی پایین در استخراج کامل مواد مؤثره

2. استخراج به روش پرکولاسیون (Percolation)

در این روش، ابتدا گیاه خرد شده و با مقدار کمی حلال، نم‌زنی می‌شود. سپس به درون مخزن پرکولاتور منتقل شده و تا ارتفاع مشخصی بارگیری می‌شود. پس از آن حلال به آرامی به مخزن اضافه می‌شود تا به بالای سطح گیاه برسد. بسته به نوع گیاه و حلال مورد استفاده، فرآیند استحصال بین ۲۴ تا ۷۲ ساعت طول می‌کشد. پس از پایان زمان تعیین‌شده، عصاره از طریق شیر خروجی و با سرعتی متناسب با مقدار گیاه جمع‌آوری شده و در صورت لزوم برای تغلیظ، به دستگاه اواپراتور منتقل می‌شود. تفاله‌ی گیاه نیز با پرس و بازیابی حلال، مدیریت می‌شود.

مزایا:

• راندمان بالاتر استخراج نسبت به روش غوطه‌وری
• استخراج یکنواخت‌تر مواد مؤثره

معایب:

• نیاز به کنترل دقیق فرآیند و زمان‌بندی
• حساسیت بیشتر نسبت به انتخاب نوع حلال و گیاه

3. استخراج به روش سوکسله (Soxhlet Extraction)

در روش سوکسله، گیاه خرد شده درون یک محفظه‌ی مخصوص قرار داده می‌شود که در بالای یک فلاسک حاوی حلال قرار دارد. حلال توسط حرارت بخار شده، در کندانسور تقطیر شده و بر روی گیاه چکه می‌کند. این چرخه بارها تکرار می‌شود تا عصاره‌ی گیاه به طور کامل استحصال گردد.

مزایا:

• استخراج بسیار مؤثر و کامل مواد مؤثره
• استفاده‌ی بهینه از مقدار کم حلال

معایب:

• دمای بالا ممکن است باعث تخریب برخی ترکیبات حساس شود
• مصرف انرژی نسبتاً زیاد

4. استخراج با سیال فوق بحرانی (Supercritical Fluid Extraction)

در این روش پیشرفته،  از دی‌اکسید کربن در شرایط فشار و دمای فوق بحرانی برای استخراج مواد مؤثره استفاده می‌کند.

مزایا:

• استخراج اسانس‌ها و ترکیبات حساس بدون آسیب حرارتی
• حلال غیرسمی و زیست‌سازگار (CO₂)
• تولید عصاره‌های بسیار خالص

معایب:

• هزینه‌ی بالای تجهیزات و عملیات تعمیر و نگهداری
• نیاز به دانش فنی تخصصی برای کنترل دقیق شرایط
• قیمت تمام شده بالا

5. استخراج با روش التراسوند (Ultrasound- Assisted Extraction)

این روش یکی از روش‌های نوین، سریع و کارآمد در استخراج ترکیبات زیست‌فعال از گیاهان است. استخراج با التراسوند به کارگیری امواج صوتی با فرکانس بالا (معمولاً بین 20 تا 100 کیلوهرتز) برای تحریک بافت گیاهی و حلال است، به گونه‌ای که پدیده‌ای به نام کاویتاسیون (Cavitation) ایجاد می‌شود. این پدیده باعث شکستن دیواره سلولی گیاه و آزادسازی مواد مؤثره به داخل حلال می‌گردد.

مزایا:

• استخراج مؤثرتر ترکیبات حتی در زمان‌های کوتاه‌تر نسبت به روش‌های سنتی.
• نسبت به روش‌هایی مانند خیساندن (maceration) یا سوکسله، زمان بسیار کوتاه‌تری نیاز دارد.
• در بسیاری موارد می‌توان از مقدار کمتری حلال استفاده کرد.

معایب:

• خرید دستگاه‌های التراسوند با توان بالا هزینه‌بر است.
• اگر مدت زمان یا شدت امواج زیاد باشد، برخی ترکیبات ممکن است تجزیه یا اکسید شوند.
• پارامترهایی مانند شدت امواج، زمان استخراج، دما و نوع حلال که همه روی بازده تأثیرگذارند.
• کاویتاسیون می‌تواند گرمای موضعی ایجاد کند که برای ترکیبات حساس مضر است.
• نیاز به پیش‌آزمایش: برای هر نوع گیاه و ترکیب موردنظر باید شرایط بهینه استخراج به صورت تجربی تعیین شود.

نتیجه‌گیری

انتخاب روش مناسب عصاره‌گیری به نوع گیاه، ماهیت مواد مؤثره، حساسیت به حرارت، هدف نهایی استخراج و بودجه‌ی موجود بستگی دارد. هر روش مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد و لازم است بر اساس ویژگی‌های محصول مورد نظر و امکانات تولید، تصمیم‌گیری شود.