Ekstraksiyon

Bitki öz suyu çeşitli yöntemlerle elde edilebilir: 1. Dekoksiyon (Kaynatma Yöntemi): Genellikle sert bitkisel materyaller (kökler, kabuklar) için kullanılır. - Malzemeler: Bitkinin sert kısımları. - Yöntem: Bitki parçaları su ile birlikte bir tencereye konur ve kaynatılır. 2. Infüzyon (Demleme Yöntemi): Genellikle yapraklar ve çiçekler için uygundur. - Malzemeler: Taze veya kuru bitki yaprakları/çiçekleri. - Yöntem: Bitki malzemesi sıcak suya eklenir ve belirli bir süre (genellikle 10-15 dakika) demlenmeye bırakılır. 3. Alkol ile Ekstraksiyon: Bitkilerin etken maddelerini daha iyi çözebilir. - Malzemeler: Kuru bitki materyali ve yüksek kaliteli alkol (örneğin, votka). - Yöntem: Bitki materyali, alkol ile karıştırılır ve karışım belirli bir süre (genellikle birkaç hafta) bekletilir. 4. Soğuk Presleme: Bazı meyve ve sebzelerin özlerini çıkarmak için kullanılır. - Malzemeler: Taze meyve veya sebze. - Yöntem: Bitki materyali preslenerek su ve yağ gibi öz bileşenler çıkarılır. 5. Süperkritik Karbondioksit Ekstraksiyonu: Daha modern ve teknoloji gerektiren bir süreçtir. - Malzemeler: Bitki materyali ve süperkritik karbondioksit. - Yöntem: Süperkritik karbondioksit, bitkisel materyal ile etkileşime girerek öz bileşenleri çıkarır.

Bitki ekstratı hazırlamak için genel olarak şu adımlar izlenir: 1. Ön Hazırlık: Bitkinin hasadı yapılır, temizlenir, ayıklanır ve genellikle kurutulur. 2. Ekstraksiyon: Kurutulmuş bitki, çözücü (su, alkol, yağ vb.) eklenerek ekstraksiyon kabına konur ve belirli şartlar altında (sıcaklık, süre, basınç, karıştırma) bekletilir. 3. Zenginleştirme ve Standardizasyon: Elde edilen ekstraktın fonksiyonel bileşen kompozisyonu, iyon değiştirme, membran filtrasyon veya seçici ekstraksiyon gibi yöntemlerle iyileştirilir. 4. Kurutma: Son olarak, ekstrakt kurutulur. Bu işlemler, her bir bitki türüne göre değişiklik gösterebilir ve uzmanlık gerektirir.

Soxhlet cihazı, yağlı bitkilerin tohumlarından, diğer bitkisel ve hayvansal kaynaklı gıdalardan yüksek verimle yağ elde etmek ve toplam yağ miktarını belirlemek için kullanılır. Ayrıca, çözünebilir bileşenleri katı malzemelerden sürekli solvent ekstraksiyonu yöntemiyle çıkarmak için de yaygın olarak kullanılır.

SPE (Katı Faz Ekstraksiyonu) yöntemi şu şekilde çalışır: 1. Koşullandırma: Kolondaki tutucu maddeyi aktif hale getirmek için uygun çözelti geçirilir. 2. Örnek Uygulama: Örnek çözeltisi, kolon başlığında dar bir bölge olarak yoğunlaştırılacak şekilde uygulanır. 3. Ayrılma: Örnek molekülleri ile tutucu madde arasında kimyasal bir etkileşim gerçekleşir ve analitler veya matris materyalleri emilir. 4. Yıkama: İstenmeyen bileşenler, az miktarda su veya tampon çözeltisi ile yıkanarak kolondan uzaklaştırılır. 5. Elüsyon: Belirlenecek bileşikler, uygun bir çözücü ile çözdürülerek kolondan alınır.

Ekstraktör çeşitleri genel olarak iki ana kategoriye ayrılır: mekanik ekstraktörler ve çözücü ekstraktörler. Mekanik ekstraktörler arasında şunlar bulunur: 1. Sürekli Presleme ile Yağ Ekstraksiyonu: Soya, pamuk tohumu, keten tohumu, palm çekirdeği ve yerfıstığında kullanılan expeller veya helezon presler. 2. Mekanik Dişli Öğütücüler: Yağlı tohumlardan yağ ekstraksiyonunda yaygın olarak kullanılan, kullanımı kolay ve dayanıklı bir yöntem. 3. Mekanik Ram Pres Sistemi: Kapalı bir kabinin içinde dönerek ilerleyen pistonun çekirdeklere uyguladığı kuvvetle yağın ekstrakte edildiği bir sistem. Çözücü ekstraktörler ise şu şekilde sınıflandırılabilir: 1. Batch (Kesikli) Ekstraktörler: Soxhelet tipi ekstraktörler, katı maddenin solventle temas ettirilerek yağın çözücüye geçmesini sağlayan sistemler. 2. Continuous (Sürekli) Ekstraktörler: Madde ve çözücünün sürekli olarak temas ettiği, perkolasyon ve immersiyon tipi ekstraktörler. 3. Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu: Karbondioksit gibi çözücülerin kullanıldığı, ısıya duyarlı bileşiklerin saflaştırılmasında etkili bir yöntem.

Süperkritik akışkan ekstraksiyonu (SCFE), yüksek seçicilik, düşük sıcaklıkta çalışma ve çözücü kalıntısı olmaması gibi avantajlar sunan bir yöntemdir. Çalışma prensibi: 1. Hazırlık: Biyokütle, minimum hazırlık ile ekstraktörlere yüklenir. 2. CO2 Ayarları: CO2'nin ayarları bir PLC sistemi aracılığıyla ayarlanır. 3. Süperkritik Hale Getirme: Yüksek basınçlı hücrelere pompalanan CO2, süperkritik hale geçer. 4. Çözme ve Ayırma: Süperkritik CO2, bitki bileşenlerini çözer ve hedeflenen bileşenleri ayırıcılarda toplar. 5. Geri Kazanım: Çıkarılan bileşenler, süperkritik CO2 içinde çözünür ve yeniden kazanılan CO2, kapalı bir döngüde geri dönüştürülür. Bu yöntemde, ekstraksiyon süreci sonunda üründe çözücü kalıntısı kalmaz ve yeni bir saflaştırma işlemine gerek duyulmaz.

Evet, ekstrakt ve özü aynı şeyi ifade eder. Ekstrakt, kurutulmuş bitkilerin özel ekstraksiyon yöntemleri kullanılarak elde edilen bitki özünü ifade eder.

Ekstraksiyonda kullanılan çözücüler şunlardır: 1. Su: Alkoloidler, glikozidler, şeker, müsilaj, pektin gibi maddelerin ekstraksiyonunda kullanılır. 2. Alkol (etil): Alkoloidler ve glikozidlerin ekstraksiyonunda tercih edilir. 3. Gliserin: Tanenlerin ekstraksiyonunda kullanılır. 4. Eter: Baz alkoloidler, yağlar, reçineler ve esansların ekstraksiyonunda kullanılır. 5. Aseton: Yağlar, reçineler ve esansların ekstraksiyonunda kullanılır. 6. Sirke ve bitkisel yağlar: Çeşitli ekstraksiyon işlemlerinde kullanılır. Ayrıca, süperkritik CO2 gibi özel çözücüler de ekstraksiyon yöntemlerinde kullanılabilir.

Ekstreler ve ekstraktlar aynı kavramı ifade eder. Ekstre, kurutulmuş bitkilerin özel ekstraksiyon yöntemleri kullanılarak elde edilen bitki özünü ifade eder.

Bitki özütleri çeşitli yöntemlerle elde edilebilir: 1. Dekoksiyon (Kaynatma Yöntemi): Sert bitkisel materyaller (kökler, kabuklar) için kullanılır. 2. Infüzyon (Demleme Yöntemi): Yapraklar ve çiçekler için uygundur. 3. Alkol ile Ekstraksiyon: Bitkinin etken maddelerini daha iyi çözebilir. 4. Soğuk Presleme: Bazı meyve ve sebzelerin özlerini çıkarmak için kullanılır. 5. Süperkritik Karbondioksit Ekstraksiyonu: Daha modern ve teknoloji gerektiren bir süreçtir. 6. Solvent Ekstraksiyonu: Çeşitli çözücüler (asetat, etanol vb.) kullanarak bitki özlerinin çıkarılmasıdır.

Sıvı-sıvı ekstraksiyonunda dietil eter, benzen, kloroform, metil klorür ve karbon tetraklorür gibi organik çözücüler kullanılır. Ayrıca, petrol eteri de bu amaçla tercih edilen çözücülerden biridir.

Süperkritik ekstraksiyon, karbondioksiti süperkritik durumda kullanarak çeşitli malzemelerden bileşikleri çıkarmak için kullanılan bir tekniktir. Bu yöntem şu alanlarda işe yarar: İlaç sanayi: Doğal kaynaklardan aktif farmasötik bileşenlerin ekstraksiyonu. Gıda işleme: Kahve ve çayın kafeinsizleştirilmesi, aroma ve kokuların ekstraksiyonu. Kozmetik ve kişisel bakım: Doğal içeriklerin ve esansiyel yağların ekstraksiyonu. Çevre iyileştirme: Toprak ve sudan kirleticilerin uzaklaştırılması. Nutrasötikler: Bitkilerden ve otlardan biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonu. Malzeme bilimi: İleri malzemelerin ve nanopartiküllerin üretimi.

Soxhlet ekstraktörü 100 ml, organik bileşiklerin çözücüler aracılığıyla ekstraksiyonunu (ayrışmasını) gerçekleştirmek için kullanılan bir laboratuvar ekipmanıdır. Bu ekstraktör, borosilikat camdan üretilmiş olup, bağlantı boyutları NS 29/32-45/40'dır.

Ekstraksiyon yöntemi ile özüt çıkarma, bir bileşenin çözeltiden diğer bir çözücüye geçirilerek ayrılmasını sağlayan bir ayırma tekniğidir. Bu yöntem şu şekilde gerçekleşir: 1. Ön Hazırlık: Bitki materyali uygun bir çözücüye konur. 2. Çözünme: Çözücü ile özüt çözünür. 3. Ayırma: Özüt içeren çözelti, özütün çözünemediği başka bir çözücüye eklenir. 4. Geri Kazanma: Özütün çözündüğü çözücüye geri dönmesiyle birlikte, diğer bileşenler çözücüde kalmaya devam eder ve ayrılmış bileşenlerin elde edilmesi için çözücü ayrıştırılır veya uçurulur. Ekstraksiyon yöntemi, farmasötik ürünlerin üretimi, gıda işleme endüstrisi ve kimyasal araştırmalar gibi birçok alanda kullanılır.

Katı faz ekstraksiyonu (KPE), katı halde bulunan maddelerden sıvı bir çözücü yardımıyla değerli bileşenleri ayırma işlemidir. Bu yöntem, hammaddelerin işlenmesinde ve kimyasal analizlerde kritik bir rol oynar. KPE'nin temel adımları: 1. Uygun solvent seçimi: Hedef bileşiği çözebilecek ve ayırabilecek solvent belirlenir. 2. Öğütme ve homojenleştirme: Gerekirse maddeler kimyasal reaksiyonlara tabi tutulur. 3. Solvent ekleme: Solvent, maddenin içine eklenerek hedef bileşiğin çözülmesi sağlanır. 4. Ayırma: Ekstraksiyon işlemi tamamlandıktan sonra solvent ve hedef bileşiklerin ayrılması için solvent uzaklaştırılır veya ayrıştırma yöntemleri uygulanır.

Bitki ekstraktı ve aktif madde kavramları farklı anlamlara sahiptir: 1. Bitki Ekstraktı: Bitkilerin yaprak, kök, çiçek veya meyve gibi kısımlarından elde edilen, içindeki aktif bileşenlerin yoğunlaştırılmış halidir. 2. Aktif Madde: Bir formülasyon yapısında olup, tarımsal ve beşeri ilaçların içinde bulunan ve hastalık, zararlı ve diğer etmenler üzerine biyolojik etki yapan maddelerdir.

Süperkritik akışkanlar önemlidir çünkü çeşitli alanlarda benzersiz özellikler sunarlar: 1. Ekstraksiyon: Süperkritik akışkanlar, hedeflenen bileşiklerin çözücülerden daha iyi çözündüğü için daha verimli ekstraksiyonlara olanak tanır. 2. Reaksiyon Ortamı: Düşük viskozite ve yüksek çözme gücü, katalizörlerin etkinliğini artırır ve kimyasal reaksiyonların hızını ve seçiciliğini iyileştirir. 3. Çevre Dostu: Süperkritik akışkanlar genellikle organik çözücülere göre daha az toksiktir ve çevreye zararlı değildir. 4. Yeni Malzemeler: Yüksek basınç koşulları, yeni kristal yapıların veya amorf malzemelerin oluşmasına olanak tanır. Bu özellikler, süperkritik akışkanları ilaç sentezi, malzeme bilimi, petrokimya ve gıda endüstrisi gibi alanlarda önemli kılar.

Beta karoten üretimi çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilebilir: 1. Ekstraksiyon Yöntemi: Bu yöntem, bitki materyalinden karotenoidlerin özütlenmesi esasına dayanır. Süreç şu adımları içerir: - Havuçlar yıkanır ve küçük parçalara kesilir. - Pnömatik konveyörlerle ekstraksiyon hattına iletilir. - Yüksek sıcaklıklarda (40-60°C) solvent (örneğin, 2-propanol, etanol) eklenerek karotenoidlerin öze geçmesi sağlanır. - Elde edilen karışım, evaporasyon (susuzlaştırma), sterilizasyon ve kurutma aşamalarından geçer. 2. Kimyasal Organik Sentez: Beta karotenin toplam sentezi, 1950 yılında yapılmıştır. 3. Biyoteknolojik Yöntemler: Bazı deniz alglerinden beta karoten üretimi için biyoteknolojik yöntemler de kullanılabilir.

Soxhlet ekstraktöründe soğutucu, buharlaşan çözücüyü yoğunlaştırarak çalışır. Bu çalışma prensibi şu şekilde gerçekleşir: 1. Isıtma: Çözücü, reaktör kısmına konulduğunda ısıtılır ve buharlaşır. 2. Yükselme: Buhar, soğutucuya doğru yükselir. 3. Kondensasyon: Soğutucuda buhar, soğutulur ve sıvı hale dönüşür. 4. Akış: Bu sıvı, soğutucunun alt kısmından dışarı akar ve ekstraktör tüpündeki katı madde ile buluşur. 5. Ekstraksiyon: Çözücü, katı madde ile etkileşime geçerek içerdiği çözünür bileşenleri alır ve tüpün tabanına doğru akmaya başlar. 6. Döngü: Sıvı, belirli bir seviyeye ulaştığında, bir valf aracılığıyla reaktör kısmına geri akar ve bu döngü devam eder.

Soxhlet yöntemi, katı numunelerden bileşiklerin ekstraksiyonu için kullanılan bir tekniktir. Bu yöntemde, sürekli ekstraksiyon ve solvent geri dönüşümü gerçekleştirilir. İşlem adımları şu şekildedir: 1. Numune Hazırlama: Katı numune, küçük parçacıklar halinde öğütülür ve gözenekli bir ekstraksiyon yüksüğüne yerleştirilir. 2. Ekstraksiyon: Yüksük, ekstraksiyon solventini içeren bir şişe, bir kondansatör ve bir sifon tüpünden oluşan Soxhlet ekstraksiyon aparatına yerleştirilir. 3. Çözücü Geri Dönüşümü: Buhar, kondansatöre yükselir, burada yoğunlaşır ve şişeye geri damlar, bu döngü sürekli olarak tekrarlanır. 4. Tamamlama ve Geri Kazanım: Ekstraksiyon işlemi tamamlandıktan sonra, solvent şişede toplanır ve hedef bileşikler solventte konsantre edilir. Soxhlet yöntemi, özellikle hedef bileşiklerin sınırlı çözünürlüğe sahip olduğu veya katı bir numune içinde eser miktarlarda bulunduğu durumlarda kullanılır.