2) образование первичного сока, смачивание сырья и проникновение экстрагента в сырье, растворение и десорбцию веществ внутри клетки, массопередачу
3) диффузию веществ через ламинарный слой, растворение и десорбцию веществ внутри клетки, образование первичного сока, массопередачу
4) смачивание сырья и проникновение экстрагента в сырье, растворение и десорбцию веществ внутри клетки, образование первичного сока, массопередачу (+)
Экстракция высушенного лекарственного растительного сырья начинается со смачивания его поверхности и капиллярного проникновения экстрагента в поры, межклеточные пространства и обезвоженные ткани. На этом этапе сырьё набухает, восстанавливается проницаемость клеточных оболочек, увеличивается площадь контакта с экстрагентом. Без полноценного смачивания последующее извлечение биологически активных веществ будет неполным.
После проникновения экстрагента происходит растворение веществ, находящихся в клеточном содержимом, и их десорбция с внутриклеточных структур. В результате внутри клеток формируется первичный сок — концентрированный раствор экстрагируемых компонентов. Только после образования этой подвижной жидкой фазы возникает устойчивый градиент концентрации между клетками сырья и внешним экстрагентом.
Градиент концентрации обеспечивает последующую массопередачу веществ через клеточные оболочки, межклеточные пространства и пограничный ламинарный слой в объём экстрагента. Поэтому приведённая последовательность отражает причинно-следственный механизм процесса: смачивание и проникновение, растворение и десорбция, образование первичного сока, затем массопередача. Помещение массопередачи на начальный этап методически неверно, поскольку до формирования растворённой внутриклеточной фазы отсутствует источник диффундирующего вещества.
| Стадия | Основной процесс | Технологическое значение | Факторы, влияющие на эффективность |
|---|---|---|---|
| Смачивание сырья | Замещение воздуха экстрагентом на поверхности частиц и в крупных порах | Создание непосредственного контакта между сырьём и растворителем | Поверхностное натяжение, дисперсность, предварительное увлажнение |
| Проникновение экстрагента | Капиллярное поступление жидкости в клеточные оболочки и межклеточные пространства | Доставка экстрагента к внутриклеточным депо действующих веществ | Пористость, степень измельчения, вязкость и температура экстрагента |
| Растворение веществ | Переход экстрагируемых компонентов в жидкую фазу внутри клетки | Формирование раствора, способного перемещаться по градиенту концентрации | Полярность экстрагента, растворимость, температура, pH |
| Десорбция | Освобождение веществ от клеточных структур, белков и поверхностных центров | Увеличение доли вещества, доступной для дальнейшего извлечения | Природа сырья, состав экстрагента, продолжительность контакта |
| Образование первичного сока | Накопление растворённых компонентов во внутриклеточной жидкости | Возникновение разности концентраций между клеточным содержимым и внешней фазой | Соотношение сырья и экстрагента, степень набухания, полнота растворения |
| Массопередача | Диффузия и конвективный перенос веществ через оболочки, поры и пограничный слой | Переход действующих веществ в общий объём экстрагента | Градиент концентрации, перемешивание, площадь поверхности, толщина ламинарного слоя |
На практике полноту экстрагирования повышают подбором оптимального размера частиц и соотношения сырья с экстрагентом. Перемешивание уменьшает толщину пограничного слоя и ускоряет перенос, однако чрезмерное измельчение может затруднять фильтрование и вызывать уплотнение массы. Температуру и продолжительность процесса выбирают с учётом устойчивости целевых веществ, поскольку перегрев способен ускорять их разрушение. Контроль последовательности стадий позволяет получать экстракты с воспроизводимым содержанием действующих компонентов.