Jak použít Soxhletův extraktor?

Dobrý den i Vám pane Jindřichu,

stejně jako Vy jsem velmi nespokojen s liknavostí české pošty. Budeme se asi muset poohlédnout i po jiných možnostech doručení než je poštovní dobírka.

1. Jak dlouho extrahovat ...

... Odpověď bude s Vaším laskavým prominutím poněkud delší. Můžete si za to sám – kdo se ptá ten se doví :)

Soxhlet ve své podstatě není nic jiného než eluční kolona s recyklací rozpouštědla. Doba extrakce na koloně obecně závisí na čtyřech faktorech:

1. měrné rychlosti difuze extrahované látky do rozpouštědla
2. granulometrii extrahovaného materiálu
3. kvalitě konstrukce extraktoru
4. teplotě

Podívejme se na ně bod po bodu:

1. Měrná rychlost difuze extrahované látky do rozpouštědla

Závisí jednak na poměru afinity extrahované látky k extrahovanému materiálu / její afinity k rozpouštědlu, jednak na rychlosti difuze látky v rozpouštědlem nasáklých extrahovaných částicích, která zase závisí na molekulové hmotnosti extrahované látky, viskozitě rozpouštědla a členitosti vnitřních pórů extrahovaných částic. Vlastností Soxlehetova extraktoru je to, že umožnuje teoreticky 100% extrakci i v případě že poměr afinit je velmi špatný, tedy že extrahovaná látka podstatně raději zůstává vázána v materiálu než rozpuštěna v rozpouštědle – jen to v takovém případě trvá déle. V případě ženšenu se těmihle problémy naštěstí nemusíte příliš zabývat – účinné látky v ženšeni nejsou nijak extra pevně vázány, jejich molekulární hmotnost je nízká (max. pár 100 Da) a i ty méně polární se rozpouští alespon trochu i v té čisté vodě, nemluvě o směsi vody a alkoholu.

2. Granulometrie extrahovaného materiálu

Čím jemnější rozemletí, tím rychlejší difuze ven z částic, avšak tím větší průtokový odpor kolony. Svou roli hraje i tvar částic. Nejsem odborník na laboratorní metody, ale z buněčné biologie si pamatuji jednoduché pravidlo, že za tělní teploty se difuze na mikrometrové vzdálenosti děje ve zlomcích sekundy, na desítky mikrometrů v sekundách a na stovky mikrometrů v minutách. V našem konkrétním případě kořenu ženšenu jsou tři možnosti – nasypat tam ty plátky jak jsou, rozmělnit je nahrubo (třeba roztlouct), nebo je rozemlít na jemný prášek (což se běžně dělá na kávovém mlýnku s rotujícími noži, jak jsem už psal v jiné odpovědi na našem webu). V tomhle konkrétním případě by technicky optimální asi bylo mlít tak jemně, jak to jde s ohledem na průtočnost patrony, ale pokud to neděláte v průmyslovém měřítku, nemusíte se s tím párat – je téměř stejně dobré použít ty plátky tak jak jsou.

3. Kvalita konstrukce extraktoru

U ideální kolony a ideálního rozpouštědla se doba eluce asymptoticky blíží době průtoku rozpouštědla kolonou (=patronou), kterou bych u normálního většího Soxhletu odhadl řádově na minuty. Ovšem my ale používáme Soxhlet právě k překlenutí obtížných extrakcí, očekáváme tedy že budeme potřebovat desítky průtoků. Rychlost průtoku patronou je omezena jednak destilačním výkonem Soxhletu, jednak průtočností patrony samotné (omezující je menší ze dvou hodnot). Dalším problémem je pravidelnost průtoku – pokud např. destilát kape doprostřed patrony, jádro sloupce se ryche vylouhuje, zatímco okraje zaostávají. Tyhle parametry ale závisí na konstrukci Vašeho extraktoru, takže je nemáte šenci ovlivnit.

4. Teplota

Zvláštní zmínku zasluhuje teplota. Pracovní teplota normálního Soxhletu je řádně na bodu varu použitého rozpouštědla za daného tlaku, a lze ji regulovat jen změnou tohoto tlaku. Při vyšší teplotě je rychlejší difuze a lepší extrakce, u choulostivých látek je ale nutné použít teploty nižší. U ženšenu se tímhle naštěstí opět nemusíte příliš zabývat – ginsenosidy snadno přežijí i dlouhé vaření ve vodě a teplota varu alkoholové směsi je ještě nižší.

Abych to tedy shrnul:

Ženšen, a zvláště červený ženšen, je pro extrakci tak snadnou kořistí, že ji bez výpočtů zvládneme i na extraktoru podřadné kvality. Při pozorném čtení našeho webu si můžete všimnout že neříkám extrahovat "hodinu", ale "nejméně hodinu". Očekávám že za hodinu i u podřadného extraktoru urazí eluční sloupec několikanásobek efektivní délky extrakční patrony, což by u červeného ženšenu mělo plně stačit. Extrakční čas delší než hodina povinně předpisovat nechci. Ginsenosidy jsou sice velmi stabilní, některé z nich se ale přece jenom pomalu rozkládají odštěpováním cukerných zbytků. Nerozumím ženšeni ještě tak, abych věděl jestli je tohle dobře nebo špatně. V asijských receptech se dlouhé vaření ženšenu přímo doporučuje, avšak červený ženšen který dodáváme již má za sebou několikahodinové paření – právě proto druhé dlouhé vaření již nechci předepisovat. Pokud jde o několikatýdenní louhování, to probíhá při teplotě nižší o 80°C. Víme že kolem pokojových teplot rychlost běžných reakcí roste zhruba dvojnásobně při zvýšení teploty o každých deset K, při 20°C to tedy jde asi 256-krát pomaleji než při 100°C – proto místo hodin musíme při pokojových teplotách loužit týdny.

Přejděme tedy konečně k další otázce ...  jestli nějak poznáte že už je hotovo ...

... Ano, lze to poznat. Barva červeného ženšenu se při louhování ztrácí. Zcela vylouhované plátky se zvětší, ztratí chuť i aroma a získají šedobílou barvu, která se dalším louhováním nemění. Říká se jim ženšenové pokrutiny a obvykle pořád ještě obsahují imunostimulační polysacharidy.

2. Jestli je extrakce lepší než louhování ...

... tak téměř ani ne, co ale lepší je, je použít alkoholovou směs místo čisté vody – snáze se v ní rozpustí nepolární látky a ty ginsenosidy, které v důsledku zahřívání nějaké cukry ze své kostry ztratily. A když už používáte alkohol a nechcete loužit týdny, tak s teplotou musíte na bod varu, co zase nemůžete dělat v hrnku na plotně, protože by se Vám brzy vypařila nejen většina alkoholu, ale i relativně prchavých vonných látek ženšenu. Z tohoto důvodu musíte alkohol vařit v uzavřeném prostoru nebo v extraktoru, v němž se unikající páry recyklují.

3. Kolik tinkury užít k seznámení se ženšenem ...

... Na  webu si můžete přečíst doporučení k seznámení se ženšenem ekvivalentu 5-6g drogy červeného ženšenu (pro odvážné lze i více) jednou až dvakrát denně po dobu několika málo dnů. Vy sám musíte vědět, jak koncentrovanou tinkturu jste si připravil (tedy kolik gramů drogy máte ve 100ml). Pokud např. máte 50g ve 100ml, musíte užít 2*5 = 10ml tinktury. Alkohol v mililitrových dávkách je prospěšný, ale pokud si chcete být jisti že se seznamujete jen a pouze se ženšenem, můžet použít vodní vývar. Potřebná dávka ženšenu závisí také na Vašem metabolismu a váze. Řiďte se svými pocity, ženšenem se neotrávíte.

-boris-