Extraction techniques of Medicinal plants
Ekstraksi, karena istilah ini digunakan secara farmasi, melibatkan pemisahan obatba gian aktif dari jaringan tumbuhan atau hewan dari komponen inaktif atau inert dengan menggunakan selektifpelarut dalam prosedur ekstraksi standar. Produk yang diperoleh d ari tanaman relatifcairan tidak murni, semisolid atau bubuk yang hanya ditujukan untuk penggunaan oral atau eksternal Ini termasuk kelas persiapan yang dikenal sebagai decoctions, infus, ekstrak cairan,tincture, ekstrak pilular (semipadat) dan ekstrak bubuk. Persiapan seperti ini sudah populerdisebut galenicals, dinamai Galen, dokter Yunani abad ke-2. Tujuan dariprosedur ekstraksi standar untuk obat-obatan mentah adalah untuk mencapai terapi yang diinginkanbagian dan untuk menghilangkan bahan lembam oleh pengobatan dengan pelarut selektif yang dikenal sebagai pencair. Ekstrak yang diperoleh mungkin siap untuk digunakan sebagai agen obat dalam bentuktincture dan ekstrak cairan, dapat diproses lebih lanjut untuk dimasukkan dalam bentuk sediaan apa punseperti tablet atau kapsul, atau mungkin difraksinasi untuk mengisolasi masingmasing entitas kimia tersebut sebagai ajmalisin, hiosin dan vinkristin, yang merupakan ob at modern. Dengan demikian, standardisasiprosedur ekstraksi memberikan kontribusi signifikan terhadap kualitas akhir dari obat herbal. Metode Ekstraksi Tanaman Obat Maserasi
Dalam proses ini, obat mentah utuh atau bubuk kasar ditempatkan dalam suatu sumbatwadah dengan pelarut dan diizinkan untuk berdiri pada suhu kamar untuk jangka waktu minimal 3hari dengan agitasi yang sering sampai materi larut larut. C ampuran kemudian tegang,marc (bahan padat basah) ditekan, dan cairan gabungan diklarifikasi dengan penyaringanatau decantation setelah berdiri
Ekstraksi sirkulasi
Infusion
Infus segar disiapkan dengan cara maserasi obat mentah untuk waktu yang singkat dengan air dingin atau air mendidih. Ini adalah larutan encer dari konstituen mentah yang mud ah larut narkoba. Digestion
Ini adalah bentuk maserasi di mana panas lembut digunakan selama proses ekstraksi.Ini digunakan ketika suhu sedang meningkat tidak dapat diterima. Efisiensi pelarut darimaka menstruum meningkat. Decoction
Dalam proses ini, obat mentah direbus dalam volume air tertentu untuk waktu yang ditentukan; inikemudian didinginkan dan disaring atau disaring. Prosedur ini cocok untuk mengekstraksi air yang dapat larut, heatstablekonstituen. Proses ini biasanya digunakan dalam persiapan ekstrak Ayurvedic yang disebut"Quath" atau "kawath". Rasio awal obat mentah ke air tetap, mis. 1: 4 atau 1:16; itu volume kemudian diturunkan ke seperempat volume aslinya dengan merebus selama ekstraksi prosedur. Kemudian, ekstrak pekat disaring dan digunakan seperti itu atau diproses lebih lanjut. Percolation
Ini adalah prosedur yang paling sering digunakan untuk mengekstrak bahan aktif dalam persiapantincture dan ekstrak cairan. Perkebator (wadah sempit berbentuk kerucut yang terbuka di kedua ujungnya)umumnya digunakan. Bahan-bahan padat tersebut dibasahi dengan jumlah yang sesuai dari yang ditentukanmenstruum dan dibiarkan selama sekitar 4 jam dalam wadah tertutup baik, setelah ituMassa dikemas dan bagian atas perkolator ditutup. Tambahan menstruum ditambahkan untuk membentuk alapisan dangkal di atas massa, dan campuran dibiarkan maserasi dalam peredam tertutup untuk24 jam Pintu keluar perkolator kemudian dibuka dan cairan yang terkandung di dalamnya dibiarkanmenetes perlahan. Tambahan menstruum ditambahkan sesuai kebutuhan, sampai ukuran perkolasi sekitartiga perempat dari volume yang diperlukan dari produk jadi. Marc kemudian ditekan dancairan yang diekspresikan ditambahkan ke perkolasi. Cukup menstruum ditambahkan untuk menghasilkan yang dibutuhkanvolume, dan cairan campuran diklarifikasi dengan penyaringan atau dengan berdiri diikuti oleh decanting.
Ekstraksi Berkelanjutan Panas (Soxhlet)
Dalam metode ini, obat mentah yang digiling halus ditempatkan dalam kantong berpori atau "thimble" yang dibuatkertas saring yang kuat, yang ditempatkan di ruang E dari aparat Soxhlet (Gambar 2). Itumengekstraksi pelarut dalam termos A dipanaskan, dan u apnya mengembun dalam kondensor D. Kentalekstraksi menetes ke dalam thimble yang berisi obat mentah, dan ekstrak dengan kontak. Ketika tingkat cairan dalam ruang E naik ke atas tabung siphon C, isi cairan dari ruang E siphon ke fl bertanya A. Proses ini terus menerus dan d ilakukan sampai setetes pelarut daritabung siphon tidak meninggalkan residu saat diuapkan. Keuntungan dari metode ini, dibandingkan dengan metode yang dijelaskan sebelumnya, adalah bahwa sejumlah besar obat dapat diekstraksi dengan banyak jumlah pelarut yang lebih kecil. Ini mempengaruhi ekonomi luar biasa dalam hal waktu, energi dan akibatnya masukan keuangan. Pada skala kecil, ini digunakan sebagai proses batch saja, tetapi itu menjadi jauh lebih ekonomis dan layak bila diubah menjadi ekstraksi kontinuprosedur pada skala menengah atau besar.
Ekstraksi Beralkohol Berair dengan Fermentasi
Beberapa obat persiapan Ayurveda (seperti asava dan arista) mengadopsi teknikfermentasi untuk mengekstraksi prinsip aktif. Prosedur ekstraksi melibatkan perendaman obat mentah, dalam bentuk bubuk atau ramuan (kasaya), untuk jangka waktu tertentu,selama itu mengalami fermentasi dan menghasilkan alkohol in situ; ini memfasilitasi ekstraksi dari konstituen aktif yang terkandung dalam bahan tanaman. Alkohol itu dihasilkanjuga berfungsi sebagai pengawet. Jika fermentasi harus dilakukan di dalam bejana tanah, ituseharusnya tidak baru: air harus terlebih dahulu direbus dalam bejana. Dalam pembuatan berskala besar, kayutong, stoples porselen atau bejana logam digunakan sebagai pengganti bejana tanah liat. Beberapa contoh seperti itupersiapannya adalah karpurasava, kanakasava, dasmularista. Dalam Ayurveda, metode ini belumstandar tetapi, dengan tingkat kemajuan luar biasa tinggi dalam fermentasi teknologi, seharusnya tidak sulit untuk membakukan teknik ekstraksi ini untukproduksi ekstrak obat herbal. Counter-current Extraction
Dalam ekstraksi arus balik (CCE), bahan baku basah dihancurkan menggunakan disk bergigidisintegrator menghasilkan bubur halus. Dalam proses ini, material yang akan diekstrak dipindahkansatu arah (umumnya dalam bentuk bubur halus) dalam ekstraktor silindris di mana ia datangdalam kontak dengan pelarut ekstraksi. Semakin jauh materi awal bergerak, semakin terkonsentrasi ekstrak menjadi. Ekstraksi lengkap dengan demikian dimungkinkan ketika jumlah pelarut dan material dan laju alirnya dioptimalkan. Prosesnya sangat efisien, membutuhkan sedikit waktudan tidak menimbulkan risiko dari suhu tinggi. Akhirn ya, ekstrak yang cukup terkonsentrasi keluar salah satu ujung ekstraktor sementara marc (praktis bebas dari pelarut yang terlihat) jatuh keluar dari ujung lainnya. Proses ekstraksi ini memiliki keuntungan yang signifikan:
i) ii) iii)
iv)
Jumlah unit dari bahan tanaman dapat diekstraksi dengan volume pelarut yang jauh lebih kecildibandingkan dengan metode lain seperti maserasi, rebusan, perkolasi. CCE umumnya dilakukan pada suhu kamar, yang menghemat konstituen thermolabile daripaparan panas yang digunakan di sebagian besar teknik lainnya. Sebagai penghancuran obat dilakukan dalam kondisi basah, panas yang dihasilkan selama kominusi dinetralisasi oleh air. Ini sekali lagi memberikan konstituen termolabil dari paparan panas. Prosedur ekstraksi telah dinilai lebih efisien dan efektif dari pada be rkelanjutan ekstraksi panas.
Ultrasound Extraction (Sonication)
Prosedur ini melibatkan penggunaan ultrasound dengan frekuensi mulai dari 20 kHz hingga2000 kHz; ini meningkatkan permeabilitas dinding sel dan menghasilkan kavitasi. walaupun Proses ini berguna dalam beberapa kasus, seperti ekstraksi akar rauwolfia, aplikasi berskala besar initerbatas karena biaya yang lebih tinggi. Salah satu kelemahan dari prosedur ini adalah sesekali tetapi dikenalefek merusak energi ultrasound (lebih dari 20 kHz) pada konstituen aktiftanaman obat melalui pembentukan radikal bebas dan akibatnya perubahan yang tidak diinginkan dalammolekul obat.
Ekstraksi Cairan Superkritis
Ekstraksi cairan superkritis (SFE) adalah metode persiapan sampel alternatif dengantujuan umum pengurangan penggunaan pelarut organik dan peningkatan keluaran sampel. Faktor-faktor untukpertimbangkan termasuk suhu, tekanan, volume sampel, koleksi analit, pengubah (cosolvent)Selain itu, aliran dan kontrol tekanan, dan pembatas. Umumnya, pembuluh ekstraksi silinder adalah digunakan untuk SFE dan performanya bagus tanpa keraguan. Kumpulan analit yang diekstraksi mengikuti SFE adalah langkah penting lainnya:Kerugian analit yang signifikan dapat terjadi selama langkah ini, yang mengarahkan analis untuk percaya bahwa yang sebenarnya efisiensi buruk. Ada banyak keuntungan untuk penggunaan CO2 sebagai cairan pengekstraksi. Selain itusifat fisik yang menguntungkan, karbon dioksida adalah murah, aman dan berlimpah. Tetapi sementarakarbon dioksida adalah cairan yang disukai untuk SFE, ia memiliki beberapa keterbatasan polaritas. Pelarutpolaritas penting ketika mengekstrak zat terlarut kutub dan ketika interaksi analit-matriks yang kuathadir. Pelarut organik sering ditambahkan ke cairan pengekstraksi karbon dioksidameringankan keterbatasan polaritas. Akhir-akhir ini, bukannya karbon dioksida, argon digunakan karenaitu murah dan lebih lembam. Tingkat pemulihan komponen umumnya meningkat denganmeningkatkan tekanan atau temperatur: tingkat pemulihan tertinggi dalam kasus argon diperoleh pada500 atm dan 150 ° C.
Prosedur ekstraksi memiliki keunggulan yang berbeda: i) ii) iii)
Ekstraksi konstituen pada suhu rendah, yang secara ketat menghindari kerusakan dari panas dan beberapa pelarut organik. Tidak ada residu pelarut. Prosedur ekstraksi ramah lingkungan.
Area pertumbuhan terbesar dalam pengembangan SFE adalah ekspansi cepatnya aplikasi. SFE menemukan aplikasi ekstensif dalam ekstraksi pestisida, lingkungan sampel, makanan dan wewangian, minyak esensial, polimer dan produk alami. Penangkal utama dalam aplikasi komersial dari proses ekstraksi adalah investasi modal yang san gat mahal.
Phytonics Process
Pelarut baru berdasarkan hydrofluorocarbon-134a dan teknologi baru untuk mengoptimalkannya sifat luar biasa dalam ekstraksi bahan tanaman menawarkan lingkungan yang signifikankeuntungan dan manfaat kesehatan dan keselamatan dibandingkan proses tradisional untuk produksi yang tinggi kualitas minyak wangi alami, rasa dan ekstrak biologis. Advanced Phytonics Limited(Manchester, UK) telah mengembangkan teknologi yang dipatenkan ini disebut "proses phytonics". Ituproduk yang kebanyakan diekstrak oleh proses ini adalah komponen minyak esensial dan biologis yang harumatau ekstrak phytopharmacological yang dapat digunakan secara langsung tanpa fisik lebih lanjut atau perawatan kimia. Sifat-sifat pelarut fluorokarbon generasi baru telah diterapkan padaekstraksi bahan tanaman. Inti dari pelarut adalah 1,1,2,2-tetrafluoroetana, lebih dikenal sebagai hydrofluorocarbon-134a (HFC-134a). Produk ini dikembangkan sebagai pengganti chlorofluorocarbons. Titik didih dari pelarut ini adalah -25 ° C. Ini tidak mudah terbakar atau beracun.Tidak seperti chlorofluorocarbons, itu tidak menguras lapisan ozon. Ini memiliki tekanan uap 5,6 barpada suhu kamar. Dengan kebanyakan standar, ini adalah pelarut yang buruk.
Misalnya, tidak tercampur dengan minyak mineral atau trigliserida dan tidak melarutkan limbah tanaman. Proses ini menguntungkan karena pelarut dapat dikustomisasi: dengan menggunakan modifikasipelarut dengan HFC-134a, proses dapat dibuat sangat selektif dalam mengekstraksi kelas tertentudari phytoconstituents. Demikian pula, pelarut termodifikasi lainnya dapat digunakan untuk mengekstraksi yang lebih luasspektrum komponen. Produk biologis yang dibuat oleh proses ini sangat rendahpelarut sisa. Residu selalu kurang dari 20 bagian per miliar dan seringdi bawah tingkat deteksi. Pelarut-pelarut ini tidak bersifat asam atau basa dan, karenanya, hanya memilikiefek reaksi potensial minimal pada bahan botani. Pabrik pengolahan benar-benardisegel sehingga pelarut terus didaur ulang dan sepenuhnya pulih pada akhir masingmasingsiklus produksi. Satu-satunya utilitas yang diperlukan untuk mengoperasikan sistem ini adalah listrik dan, bahkan kemudian,mereka tidak mengkonsumsi banyak energi. Tidak ada ruang untuk pelarian dari pelarut. Bahkan jika beberapa pelarut tidak bisa lepas, mereka tidak mengandung klorin dan karena itu tidak menimbulkan ancaman bagi lapisan ozon. Itulimbah biomassa dari tanaman ini kering dan "ramah lingkungan" untuk ditangani.
Keuntungan dari Proses
• Tidak seperti proses lain yang menggunakan suhu tinggi, proses phytonik itu dingin dan lembutdan produknya tidak pernah rusak oleh paparan suhu yang melebihi ambien. • Tidak diperlukan pengupasan vakum yang, dalam proses lain, menyebabkan hilangnya volatil berharga. • Proses ini dilakukan sepenuhnya pada pH netral dan, tanpa adanya oksigen, produktidak pernah menderita kerusakan atau oksidasi hidrolisis asam. • Teknik ini sangat selektif, menawarkan pilihan kondisi operasi dan karenanya merupakan pilihanproduk akhir. • Tidak terlalu mengancam lingkungan .• Itu membutuhkan jumlah minimum energi listrik. • Melepaskan emisi berbahaya ke atmosfer dan hasil limbah yang dihasilkan (dibelanjakanbiomassa) tidak berbahaya dan tidak menimbulkan masalah pembuangan limbah. • Pelarut yang digunakan dalam teknik ini tidak mudah terbakar, beracun atau ozon yang menipis. • Pelarut benar -benar didaur ulang di dalam sistem.
Aplikasi
Proses phytonics dapat digunakan untuk ekstraksi dalam bioteknologi (misalnya untuk produksiantibiotik), dalam industri obat herbal, di industri makanan, minyak atsiri dan rasa, dan diproduksi produk aktif farmakologis lainnya. Khususnya, digunakan dalam produks idari ekstrak bermutu farmasi bermutu tinggi, intermediet aktif farmakologi, antibiotikekstrak dan fitofarmaka. Namun, fakta bahwa itu digunakan di semua bidang ini sama sekalimencegah penggunaannya di area lain. Teknik ini digunakan dalam ekstraksi berkualitas tinggiminyak esensial, oleoresin, warna makanan alami, rasa dan minyak aromatik dari segala macam tanaman bahan. Teknik ini juga digunakan dalam pengilangan produk mentah yang diperoleh dari ekstraksi lainnyaproses. Ini memberikan ekstraksi tanpa lilin atau kontaminan lainnya. Ini membantu menghapus banyak biosida dari biomassa yang terkontaminasi.
Parameter untuk Memilih Metode Ekstraksi yang Tepat
i) ii) iii)
iv) v) vi)
Otentikasi bahan tanaman harus dilakukan sebelum melakukan ekstraksi. Setiap orang asingmateri harus benar-benar dihilangkan. Gunakan bagian tanaman yang tepat dan, untuk tujuan pengendalian kualitas, catat usia tanaman dan waktu,musim dan tempat pengumpulan. Kondisi yang digunakan untuk mengeringkan bahan tanaman sangat tergantung pada sifat kimiakonstituen. Aliran udara panas atau dingin untuk pengeringan umumnya lebih disukai. Jika obat mentah dengan konten kelembaban tinggi akan digunakan untuk ekstraksi, koreksi berat badan yang sesuai seharusnya tergabung. Metode penggilingan harus ditentukan dan teknik yang menghasilkan panas harus dihindari sebanyak mungkin. Serbuk bahan tanaman harus melewati saringan yang cocok untuk mendapatkan partikel yang dibutuhkan ukuran seragam Sifat konstituen: a) Jika nilai terapeutik terletak pada konstituen non-polar, pelarut non-polar dapat digunakan.Misalnya, lupeol adalah konstituen aktif Crataeva nurvala dan, untuk ekstraksinya,heksana umumnya digunakan. Demikian juga untuk tanaman seperti Bacopa monnieri dan Centellaasiatica, konstituen aktif adalah glikosida dan karenanya pelarut polar seperti berair metanol dapat digunakan. b) Jika konstituennya adalah thermolabile, metode ekstraksi seperti maserasi dingin, perkolasi dan CCE lebih disukai. Untuk konstituen termostabil, ekstraksi Soxhlet (jika pelarut tidak berair digunakan) dan rebusan (jika air adalah menstruasi) berguna.
vii) viii)
ix) x)
c) Tindakan pencegahan yang sesuai harus diambil ketika berhadapan dengan konstituen yang menurunkan waktudisimpan dalam pelarut organik, mis. flavonoid dan propanoid fenil. d) Dalam hal ekstraksi panas, lebih tinggi dari suhu yang diperlukan harus dihindari. Beberapaglikosida cenderung pecah pada paparan terus menerus ke suhu yang lebih tinggi. e) Standarisasi waktu ekstraksi penting, seperti: • Waktu tidak mencukupi berarti ekstraksi tidak lengkap. • Jika waktu ekstraksi lebih panjang, konstituen yang tidak diinginkan juga dapat diekstraksi. Untuk Misalnya, jika teh direbus terlalu lama, tanin diekstraksi yang memberiastringency untuk persiapan akhir. f) Jumlah ekstraksi yang diperlukan untuk ekstraksi lengkap sama pentingnya dengandurasi setiap ekstraksi. Kualitas air atau menstruum yang digunakan harus ditentukan dan dikendalikan. Konsentrasi dan prosedur pengeringan harus memastikan keamanan dan stabilitas aktif konstituen. Pengeringan di bawah tekanan yang dikurangi (misalnya menggunakan Rotavapor) banyak digunakan.Lyophilization, meskipun mahal, semakin banyak digunakan. Desain dan bahan fabrikasi ekstraktor juga harus dipertimbangkan. Parameter analitik dari ekstrak akhir, seperti TLC dan sidik jari HPLC, seharusnya didokumentasikan untuk memantau kualitas batch yang berbeda dari ekstrak.
Source: Sukhdev Swami Handa, Suman Preet Singh Khanuja, Gennaro Longo, Dev Dutt Rakesh. 2008. Extraction technologies for medicinal and aromatic plants, International centre for science and high technology.
