Univerzita palackého V olomouci přírodovědecká fakulta bakaláŘSKÁ práce olomouc 2012 Jakub Přichystal univerzita palackého V olomouci
|
|  Yüklə 1.93 Mb.
|
2.8 Metody izolace oleje či jeho složek pro potřeby analytického testováníVýše popsaná destilace vodní parou je využitelná zejména pro zpracování velkých množství rostlinného materiálu, jak je tomu v komerční produkci. Pro destilaci menších množství oleje může posloužit destilační aparatura vytvořená ze sudu, jak je uvedeno na obr. 7. Přesto je tato aparatura vytvořená pro příliš velké množství rostlin, než s jakým se běžně pracuje v rámci analýzy. Pro potřeby analytického testování byly vyvinuty různé metody analýzy složek oleje včetně metod pro izolaci oleje přímo z rostlinného materiálu. Do analytické laboratoře je většinou dodána bylina buď čerstvě nasbíraná, nebo častěji usušená na suchém vzduchu. Jelikož jsou olejové žlázky lehce poškoditelné, musí se zajistit, aby při sběru a sušení nedošlo k jejich nadměrnému poškození a ztrátě oleje pro analýzu. Těkavé složky oleje můžeme zachytit na porézním uhlíkovém vlákně extrakcí tuhou fází. Olej můžeme extrahovat i do alkoholů (methanol, ethanol) či jiných organických rozpouštědel a samotnou maceraci urychlit použitím ultrazvuku. Velmi hojnou metodou extrakce je vodní destilace a nadkritická fluidní extrakce oxidem uhličitým. Do metod izolace oleje byly zahrnuty i modernější technologie, jako například využití mikrovlnné energie. Samotná analýza složek oleje probíhá nejčastěji pomocí plynové chromatografie s připojeným hmotnostním spektrometrem. Dále se využívá kapalinové chromatografie nebo různých modifikací plynové chromatografie.
2.8.1 HydrodestilacePro laboratorní účely jsou komerčně vyráběné skleněné destilační aparatury pro destilaci oleje z malých množství rostlinného materiálu. Hojně využívanou je Clevengerova aparatura (obr. 14). Destilační proces probíhá po dobu 2 až 3 hodin bez ohledu na množství materiálu, jež se pohybuje od 50 do 250 g. Získaný olej po odseparování od vody se suší bezvodým síranem sodným (0,5 g). Do analýzy se uchovává v tmavých vzduchotěsných nádobách při teplotách 5 – 8 °C. [132,133,121,134,135]. Obr. 14: Clevengerova aparatura pro hydrodestilaci. (zdroj: http://www.glasscolabware.com/laboratory-glassware/products.php?p=eea247) 
2.8.2 MikroextrakceSkupina zahrnuje dvě hojně používané metody – mikroextrakci tuhou fází (SPME) a mikroextrakci jednou kapkou. Obě metody při této aplikaci extrahují složky z plynného prostoru nad rostlinným materiálem nebo esenciálním olejem (tzv. headspace). Mikroextrakci tuhou fází lze provádět bez spojení s hydrodestilací, čímž se extrahují těkavé složky uvolňované z materiálu na dně nádoby. Při spojení s hydrodestilací (obr. 15) se zachytí i méně těkavé složky oleje. Rozpouštědlo používané při metodě jedné kapky může být n-hexadekan, p-xylen. Výhodami obou metod je menší množství potřebného rostlinného materiálu (půl gramu až několik desítek gramů). Doba extrakce je srovnatelná s dobou průběhu hydrodestilace. [133,136,137,138]. Obr. 15: Nákres aparatury pro mikroextrakci na tuhou fázi ve spojení s hydrodestilací [137]. 
2.8.3 Alkoholový extraktSložky z rostlinného materiálu jsou extrahovány do methanolu (MeOH) nebo ethanolu, jež bývají často spolu ve směsi s vodou v různých poměrech. Používá se rozdrcený rostlinný materiál, který je možno extrahovat v Soxhletově extraktoru (Obr. 16) nebo v uzavíratelné nádobě v ultrazvukové lázni. Obě metody mohou pracovat se stejným množstvím rostlinného materiálu (cca 2 g). Soxhletova extrakce je časově více náročná (několik hodin až dny), kdežto ultrazvuková extrakce probíhá přibližně půl hodiny až hodinu. Získaný extrakt se následně filtruje či centrifuguje, separuje a koncentruje. Rozdíl je i ve spotřebě rozpouštědla, jehož se spotřebuje mnohonásobně více při Soxhletově extrakci [132,138]. Obr. 16: Nákres Soxhletova extraktoru (zdroj: http://www.ped.muni.cz/wchem/sm/hc/labtech/pages/soxhlet.html): 
2.8.4 Fluidní extrakce oleje nadkritickým oxidem uhličitýmOxid uhličitý se stal nejvíce používaným extrakčním plynem, díky nízké hodnotě kritických veličin (Tk = 31,1°C a pk = 7,38 MPa), tak schopnosti rozpouštět širokou škálu polárních i nepolárních sloučenin. Pro použití této metody je potřeba speciální aparatury (obr. 17), které jsou již komerčně dostupné, a je možnost spojení fluidní extrakce s plynovou chromatografií či jinou vhodnou analytickou metodou. Hlavními výhodami je ovlivnitelnost extrakčních vlastností a selektivity extrakce pro určité látky pouze ovlivněním teploty a tlaku, nízká cena extrakčního média a jeho zdravotní nezávadnost. Pro zvýšení polarity média je možný přídavek např. methanolu jako modifikátoru. Doba extrakce je přibližně půl hodiny. Množství vzorku se pohybuje v řádu několika gramů [132,139,138,140]. 2.8.5 Izolace oleje s využitím mikrovlnné energieZahrnutí mikrovlnné energie vede k výraznému zkrácení extrakční doby destilačních metod (hydrodestilace, vakuová destilace, destilace vodní parou) na několik minut až půl hodiny. Mikrovlnná energie umožňuje efektivnější zahřívání a jeho lepší ovládání, rychlejší počáteční ohřev a přeměny energie a redukci extrakčních kroků. Metody založené na mikrovlnné energii jsou neustále ve vývoji, zejména v oblasti optimalizace a komerční produkce extrakčních aparatur. Hlavním přínosem mikrovlnné technologie je ve výrazném snížení časové náročnosti izolace oleje z rostlinného materiálu, který je v případě využití tradičních postupů několikahodinovým procesem [15,138,140]. 3. Experimentální část3.1 Pomůcky a přístrojeV rámci praktické části byly použity tyto přístroje a pomůcky:
|