Obtención de extractos a partir de plantas medicinales

Extractos botánicos para fines farmacéuticos
Los extractos de plantas medicinales se utilizan por el hombre desde la antigüedad para la cura de múltiples dolencias. Se obtienen mediante la separación de porciones biológicamente activas presentes en los tejidos de plantas, con el uso de un solvente (alcohol, agua, mezcla de estos u otro solvente selectivo) y un proceso de extracción adecuado.

Para la industria farmacéutica las plantas medicinales son una fuente de nuevas moléculas con efectos farmacológicos, que son utilizables directamente y que permiten obtener productos farmacéuticos con menores efectos secundarios y satisfacer las necesidades crecientes del uso de productos naturales. La Figura 1 muestra algunas de las etapas generales para la obtención de extractos vegetales.

Materia prima vegetal para la obtención de extractos
Uno de los aspectos más importantes en la producción de extractos medicinales es garantizar altos rendimientos del material vegetal y elevado contenido de principios activos, lo que depende entre otros aspectos de:

Elección adecuada del material vegetal (por su empleo tradicional o validación científica de su uso).

Factores precosecha: disponibilidad de la especie, factibilidad del cultivo, lugar y época de cultivo e identificación botánica.

Factores postcosecha: selección, secado, molinado y almacenaje.

Las condiciones de cosecha y procesamiento influyen en la cantidad final de metabolitos recuperables del tejido de las plantas. Se debe conocer la parte de la planta a cosechar, la época y la forma de corte. Chife (2005) ejemplifica sobre la época óptima de cosecha la que varía con el órgano vegetal

Parte de la planta = Época de cosecha

Hojas = Fase más activa de la fotosíntesis

Frutos = Cuando están totalmente desarrollados

Flores = Estado de botón floral

Raíces = Cuando están bien desarrolladas

Cortezas = En primavera, evitando períodos de lluvias
intensas


Del manejo postcosecha dependerá en gran medida que el material mantenga y conserve las características físicas, químicas, organolépticas y farmacológicas.

El material fresco debe ser inmediatamente bien manipulado de forma que no se deteriore, desechando partes manchadas o enfermas de la planta, así como realizar el lavado con agua corriente de ser necesario.

Por regla general se recomienda secar el material vegetal antes del molinado lo que evita el riesgo de contaminación por hongos. Rivero (2002) evaluó la influencia de la preparación de la materia prima vegetal en el rendimiento del proceso de extracción, concluyendo que el molinado del material después del secado permitió obtener un tamaño de partículas más pequeño y homogéneo, lo que favoreció la unión de las células con el solvente al existir mayor superficie de contacto entre éste y el material vegetal.

Las condiciones de secado deben ser estudiadas debidamente pues la humedad excesiva, la incidencia de sol directo y el polvo atmosférico deterioran el material destruyendo sus propiedades medicinales, con la consecuente disminución de la calidad de la materia prima. Lo recomendable es secar el material hasta aproximadamente un 10 % de humedad (4).

Entre los métodos de secado más utilizados encontramos: secado en estufa, secado al sol y secado a la sombra, siempre teniendo en cuenta que el secado del material vegetal se debe realizar a condiciones moderadas de temperatura.

Para la reducción del tamaño del material vegetal existe una amplia variedad de equipos, se destacan los molinos de diferentes tipos como: molinos de cuchilla (corta y desgarra), molinos de martillo (rompe y fragmenta) y molinos de rodillos (machaca y tritura).

Durante el almacenamiento de la materia prima vegetal, debe ser evaluada su estabilidad ya que los procesos de envejecimiento que ocurren durante estas etapas pueden degradarla considerablemente.

Especificaciones de calidad de la droga vegetal
Entre las especificaciones de calidad exigidas para la evaluación de materias primas vegetales con fines medicinales se encuentran:

Características macroscópicas (forma, tamaño, caracteres superficiales, textura y fractura).

Identificación y cuantificación de sustancias activas o marcadores.

Sustancias solubles.

Cenizas totales.

Materias extrañas.

Contenido de agua.

Tamaño de partículas.

Control microbiológico.

Metales pesados.

Métodos de extracción

La extracción sólido-líquido es una operación que está presente prácticamente en todos los procesos tecnológicos relacionados con la industria químico y médico-farmacéutica; dentro de ésta, los métodos de extracción por maceración y la precolación o lixiviación son los más utilizados.

-Maceración

El material crudo previamente triturado se pone en contacto duradero con cantidad suficiente de solvente, en un tanque cerrado a temperatura ambientedurante 2-14 días hasta el agotamiento de la droga vegetal. Puede utilizarse agitación. Posterior a este tiempo la mezcla es filtrada, el material insoluble es lavado con el mismo solvente y los filtrados se mezclan para concentrar el extracto.

-Percolación o lixiviación

El material crudo previamente triturado se pone en contacto con cantidad suficiente de solvente de forma tal que el solvente cubra la capa de sólido en el tanque percolador. El solvente se renueva de modo continuo manteniéndose un gradiente de concentración, el disolvente puro desplaza al que contiene la sustancia extraída sin ser necesario aplicar presión. La droga residual es prensada y el fluido obtenido es combinado con el percolado para concentrar el extracto.

Clasificación de los extractos vegetales

Dependiendo del grado de concentración de los extractivos, los extractos pueden clasificarse en:

-Extractos fluidos o líquidos

-Extractos semisólidos o blandos

-Extractos secos

Obtención de extractos
Es importante establecer los parámetros de extracción para lograr la estandarización del proceso, esto garantizará la calidad, rendimiento, seguridad y eficacia del producto medicinal,por ejemplo:

- naturaleza química de la materia prima vegetal: conocer las características del metabolito o compuesto químico a extraer.

- selección del solvente: definir la selectividad del solvente a emplear, el solvente óptimo será el que logre extraer un mayor rendimiento del compuesto de interés.

- relación sólido-líquido: la proporción más conveniente de trabajo será aquella con la que se alcancen los mayores rendimientos de extracción.

- tamaño de partícula del sólido: de la forma y dimensión de los sólidos depende en gran medida el éxito de la lixiviación, a menor tamaño de partícula, mayor superficie de contacto entre la droga y el disolvente, y por tanto, mayor acceso de los principios activos al medio líquido; no obstante, tamaños de partícula muy pequeños conducen a la formación de polvos demasiado finos, que pueden causar problemas en el proceso de extracción.

- temperatura: el aumento de la temperatura favorece la extracción, hay que prestar especial atencióncuando la sustancia de interés es termolábil o el menstruo es volátil, además, temperaturas elevadas pueden conducir a lixiviar cantidades excesivas de solutos indeseables.

- velocidad de agitación y tiempo de extracción: los óptimos valores de estos parámetros serán aquellos que logren extraer un mayor rendimiento del producto. A mayor tiempo de contacto, mayor capacidad tendrá el disolvente para alcanzar el equilibrio de concentraciones.

- viscosidad del medio: no deben seleccionarse solventes de viscosidad relativamente alta.

El extracto vegetal obtenido se debe caracterizar en cuanto a: sustancias activas y marcadores, densidad, solventes residuales, sólidos totales, pH, control microbiológico y volumen total.

La separación sólido líquido.
La separación sólido-líquido se realiza con el objetivo de retirar el residuo de la droga después de la extracción. En la actualidad prácticamente en todos los procesos tecnológicos relacionados con la industria química y médico-farmacéutica se incluyen etapas de separación sólido-líquido sobre los cuales recae una gran importancia técnico-económica.

La selección de un separador con este fin es una tarea mucho más compleja que la selección de otros equipamientos utilizados en los procesos tecnológicos. En la industria se emplean procedimientos de sedimentación, filtración (filtro nutche, prensa) o centrifugación.

Para la selección del equipo de separación adecuado hay que tener en cuenta el tipo de separación, tamaño de las partículas de los sólidos suspendidos, contenido de sólidos en la alimentación, densidad relativa de los componentes, capacidad de procesamiento deseado y capacidad abrasiva, inflamable o explosiva.

Concentración de extractos
Toda vez que se ha realizado la etapa de extracción y separación, se procede a eliminar parte del solvente de extracción para aumentar el contenido de sólidos en el extracto. Este proceso se realiza a presión reducida con lo que se disminuye la temperatura de calentamiento necesaria para la salida del solvente, el rotaevaporador es una buena alternativa para trabajos en el laboratorio y es ampliamente usado mientras que sistemas análogos se utilizan a escala industrial (evaporadores, condensadores).

También pueden utilizarse métodos de precipitación del principio activo, combinados con etapas de filtración, extracción líquido-líquido, entre otras.

Secado
Para preservar los componentes naturales presentes en los extractos de plantas, se emplean métodos de secado para su obtención en forma de polvos. Estos pueden ser secados por atomización y lecho fluidizado fundamentalmente. En estos procesos es muy importante evaluar las variables: concentración de sólidos, temperatura de secado, humedad, presión, flujo y velocidad de trabajo, así como la utilización de aditivos inertes como coadyuvantes del secado para favorecer el rendimiento.


Última modificación: jueves, 7 de junio de 2018, 07:40