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Research Collection

Doctoral Thesis

Untersuchungen über die Turboextraktion von Chinarinde

Author(s): Walter, Werner

Publication Date: 1961

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Prom. Nr. 3165

Untersuchungen über die

Turboextraktion von Chinarinde

Von der

EIDGENÖSSISCHEN TECHNISCHEN

HOCHSCHULE IN ZÜRICH

zur Erlangung

der Würde eines Doktors der Naturwissenschaften

genehmigte

PROMOTIONSARBEIT

vorgelegt von

WERNER WALTER

dipl. Apotheker

von Winterthur (Kt. Zürich)

Referent: Herr Prof. Dr. K. Steiger

Korreferent: Herr Prof. Dr. H. Flück

Juris-Verlag Zürich

1961

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Meinen lieben Eltern

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Die vorliegende Arbeit entstand unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. K.

Steiger-Trippi an der galenischen Abteilung des pharmazeutischen Institutes

der Eidgenössischen Technischen Hochschule.

Für die zahlreichen wertvollen Anregungen und das stets rege Interesse an

meiner Arbeit möchte ich meinem Lehrer an dieser Stelle nochmals herzlich danken.

Die Mithilfe bei der statistischen Sicherung unserer Resultate sei hier auch Herrn

Prof. Dr. A. Linder nochmals gebührend verdankt.

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- 7 -

INHALTSVERZEICHNIS

1 Theoretisches über die Extraktion 13

11 Der Extraktionsvorgang 13

12 Die Einflüsse auf den Extraktionsvorgang 14

121 Einflüsse allgemeiner Art 14

122 Aeussere Einflüsse 14

2 Die Extraktionsmethoden 15

21 Die bisher gebräuchlichen, mit Losungsmitteln arbeitenden Extraktions¬

methoden 15

211 Diskontinuierliche, einstufige Verfahren 15

211.1 Die Mazeration 16

211.2 Die Digestion 16

211.3 Die Schuttelmazeration 16

211.4 Die Extraktion mittels Vibromixer 17

211.5 Anwendung von Schall 17

211.6 Industrielle Verfahren 17

212 Diskontinuierliche, mehrstufige Verfahren 17

212.1 Die Abkochung (Decoctum) und der Aufguss (Infusio) 18

212.2 Alle übrigen Verfahren 18

213 Kontinuierliche Verfahren 19

213.1 Die Perkolation 19

213.2 Die Diakolation 19

213.3 Die Evakolation 20

213.4 Die Soxhletextraktion 20

213.5 Industrielle Verfahren 21

22 Neuere, mit Losungsmitteln arbeitende Extraktionsmethoden 21

221 Diskontinuierliche, einstufige Verfahren 21

221.1 Die Ultraschall-Extraktion 21

221.2 Die Turbo-oder Wirbelextraktion 21

221.3 Das Zentnfugieren 22


222.1 Die Returbo- oder Diturboextraktion 22

23 Zusammenstellung der Extraktionsverfahren 23

3 Extraktionsapparate 24

31 Die bisher gebräuchlichen, mit Losungsmitteln arbeitenden Extraktions¬

apparate 24

311 Apparate fur diskontinuierliche Extraktion 24


311.2 Die Digestion, Decoction und Infusion 24

311.3 Die Schuttelmazeration 24

311.4 Die Extraktion mittels Vibromixer 24

311.5 Die Anwendung von Schall 24

311.6 Die Apparate der Industrie 25

312 Apparate fur kontinuierliche Extraktion 25


- 8 -



312.4 Die Soxhletextraktion 25

312.5 Apparate der Industrie 26

32 Neuere Extraktionsapparate 26

321 Die Ultraschall-Extraktion 26

322 Die Turboextraktion 27

323 Die Zentrifugierung 27

4 Arbeiten über die Drogenextraktion mit besonderer Berücksichtigungder Chinarinde 29

41 Untersuchungen betreffend das Menstruum 29

42 Grundlagenforschung betreffend einzelne Extraktionsmethoden 31

421 Diskontinuierliche Verfahren 31



421.3 Die Turboextraktion 33


422.1 Die mehrstufige Mazeration 33

423 Kontinuierliche Verfahren 34




423.4 Die Heissperkolation 37

423.5 Die fraktionierte Perkolation oder Re-Perkolation 37

43 Vergleichende Arbeiten 37

431 Bisher gebräuchliche Methoden 37

431.1 Vergleich diskontinuierlicher, einstufiger Verfahren 37

Allgemeine Vorschriften für:

Die Mazeration in einigen Arzneibüchern 38

Die Perkolation in einigen Arzneibüchern 39

Die Herstellung von:

Chinarinden-Trockenextrakt in einigen Arzneibüchern 40

Chinarindentinktur in einigen Arzneibüchern 41

Perkolationsvorschriften verschiedener Autoren für Chinarinde 41

431.2 Vergleich diskontinuierlicher, einstufiger mit diskontinuierlichen,mehrstufigen Verfahren 42

431.3 Vergleich diskontinuierlicher mit kontinuierlichen Verfahren 42

431.4 Vergleich kontinuierlich arbeitender Verfahren 43

432 Vergleiche mit neuen Methoden 44


432.2 Die Turboextraktion 45

Tabelle der im Text erwähnten Literatur 46

5 Zielsetzung der eigenen Untersuchungen 47

51 Einleitung 47

52 Bietet die Turboextraktion Vorteile vor den gebräuchlichen Extraktions¬

methoden der Chinarinde? 47

- 9 -

6 Auswahl der Droge und des Menstruums 48

61 Auswahl und Charakterisierung der Droge 48

62 Auswahl des Menstruums 50

7 Beschreibung der verwendeten Apparate 51

71 Ueberprüfung des Rührgerätes 51

711 Das für unsere Versuche verwendete Gerät POLYTRON-45 ST 51

712 Die minimale Charge 51

713 Die Tourenzahl in Luft, Wasser und im Extraktionsgemisch in

Abhängigkeit von Stromstärke und Spannung am Rührmotor 53

714 Der durch das Rühren ohne Kühlung bedingte Temperaturanstiegim Extraktionsgemisch 54

72 Die Kühleinrichtung 55

721 Die Kühlspirale um das Extraktionsgefäss 56

722 Der Thermostat 58

723 Die Kühlung des Thermostaten 59

724 Steuerung der Kühleinrichtung 59

73 Heizung des Extraktionsgefässes 59

74 Zentrifuge zur Abtrennung der Droge von der Extraktlösung 59

8 Die Herstellung der Extraktlösungen, die Abtrennung vom Drogen¬material und die Bestimmung der Inhaltsstofie 61

81 Die Herstellung der Extraktlösungen 61

811 Die Mazeration 61

812 Die Perkolation 61


814 Die Diturboextraktion 63

82 Die Abtrennung der Extraktlösungen von der teilweise extrahierten

Droge 63

821 Abtrennung der Extraktlösungen von der mazerierten Droge 63

822 Abtrennung der Extraktlösungen nach der Turboextraktion 64

822.1 Filtration 64

822.2 Zentrifugieren 65

822.3 Filtration des in zwei Hälften aufgeteilten Extraktionsgemisches 66

83 Messgrössen 66831 in allen Extrakten 67

832 in allen Trockenrückständen 67

84 Bestimmungsmethoden 67

841 Gesamtalkaloide 67

841.1 Alkaloidbestimmung in Chinin-HCl-Lösung mittels Ionen¬

austauschern 68

841.2 Bestimmung des Gesamtalkaloidgehaltes in Chinarinde 70

841.21 Mittels Ionenaustauschern 70

841.22 Nach der Methode der Ph.Helv. V.Suppl.I 73

841.3 Bestimmung der Gesamtalkaloide in den Extraktlösungen 73

842 Die Bestimmung der Gerbstoffe 74

842.1 In der Droge (Uebersicht über die Methoden) 74

- 10 -

842.11 Nach dem Vorschlag für die Ph. Helv. VI 77

842.111 Vorversuche mit Kastanienholzextrakt 77

842.112 Hauptversuche mit Succiruba-Rinde 81

842.12 Die kolorimetrische Hautpulvermethode 83

(Kolorimeter, Cuvetten, Reagens)842.121 Vorversuche mit Kastanienholzextrakt 85

842.121.1 Die Extinktionskurve 85

842.121.2 Die Haltbarkeit der gefärbten Lösungen 87

842.121.3 Der für die Messungen geeignete Konzentrationsbereich 88

842.121.4 Die notwendige Menge Reagens pro 100 ml Messlösung 88

842.121.5 Der Einfluss der Konzentration der Sodalösung 89

842.121.6 Aufnahme der Eichkurve mit Kastanienholzextrakt 89

842.122 Hauptversuche mit Chinarinde 93

842.13 Zusammenfassung der bisherigen Resultate der Gerbstoff¬

bestimmung 94

842.2 Die Bestimmung der Gerbstoffe in der Extraktlösung 94

842.21 Einfluss von Menstruum auf die kolorimetrische Messung 94

842.22 Einfluss der Eigenfärbung der verdünnten Gerbstofflösung 95

842.23 Prüfung des Hautpulvers auf Abgabe menstruumlöslicher,mit Phosphorwolframsäure eine Färbung erzeugender Stoffe 95

842.24 Einfluss des Alkoholgehaltes der zu entgerbenden Lösung 95

842.25 Endgültige Vorschrift der Gerbstoffbestimmung 99

842.26 Kontrolle von deren Streuung an einer Extraktlösung 100

843 Die Bestimmung der Totalextraktivstoffe 101

843.1 der Droge 101

843.2 in der Extraktlösung 101

844 Die Bestimmung des spezifischen Gewichtes und der Viskosität 102

844.1 Die Bestimmung des spezifischen Gewichtes 102

844.11 der Droge 102

844.12 der Extraktlösung 104

844.2 Die Bestimmung der Viskosität der Extraktlösungen 104

845 Die Bestimmung der Korngrössenverteilung 104

845.1 in der nicht extrahierten Droge 104

845.2 in der extrahierten Droge 105

846 Die Bestimmung der Asche und ihrer in Salzsäure unlöslichen Anteile 106

847 Die Bestimmung des Wassergehaltes 106

848 Die Bestimmung des Alkoholgehaltes 106

848.1 Die Alkoholbestimmung im Menstruum nach Ph. Helv. V 107

848.2 Die Alkoholbestimmung in den Extraktlösungen 107

849 Die Bestimmung der Tourenzahl 107

85 Die Berechnung der Ausbeuten 108

9 Versuchsergebnisse 110

91 Der Wirkstoffgehalt der Droge 110

92 Die Mazeration 110

93 Die Perkolation 111

- 11 -


941 Die Nachextraktion wahrend der Trennung von extrahierter

Droge und Extraktlosung (Versuchsreihe 1) 113

942 Einfluss der Tourenzahl auf den Wirkstoffgehalt der Extrakt¬

losung (Versuchsreihe 2) 116

943 Einfluss der Extraktionszeit (Versuchsreihe 3) 118

943.1 Resultate 118

943.2 Die statistische Sicherung der Resultate der Versuchs¬

reihen 2 und 3 120

944 Einfluss der Temperatur auf den Wirkstoffgehalt der Extrakt¬

losung 124

945 Einfluss der zweistufigen Turboextraktion auf den Wirkstoffgehaltder Extraktlosung 125

946 Wirkung des Ruhrgerates auf den Zerkleinerungsgrad der Droge 129

946.1 Das spezifische Gewicht der Chinarinde in den einzelnen

Siebfraktionen 129

946.2 Die Korngrossenverteilung des extrahierten Drogenmatenalsals Funktion der Versuchsbedingungen 130

946.21 Der Einfluss der Trennverfahren auf die Korngrossenver¬teilung 132

946.22 Der Einfluss von Tourenzahl, Ruhrzeit und Temperatur auf

die Korngrossenverteilung 134

946.3 Die Oberflachenzunahme des extrahierten Drogenmatenalsdurch Turboextraktion 140

10 Diskussion und Schlussfolgerungen 145

101 Bestimmungsmethoden 145

1011 Alkaloide 145

1012 Gerbstoffe 145

102 Extraktionsmethoden 146

1021 Mazeration 146

1022 Perkolation 146

1023 Turboextraktion 146

1023.1 Zeitaufwand 146

1023.2 Ausbeuten an Alkaloiden, Gerbstoffen und Totalextraktiv¬

stoffen 147

1023.3 Extraktquahtat in Bezug auf Konzentration und Ballaststoffe 147

1023.4 Energieaufwand 149

1023.5 Anpassungsfähigkeit dieser neuen Extraktionsmethode an die

Erfordernisse des Laboratoriums 149

1023.6 Weitere Untersuchungsresultate 150

1024 Diturboextraktion 150

103 Verfahrensvorschlag 150

Literaturverzeichnis 153

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- 13 -

1 THEORETISCHES UEBER DIE EXTRAKTION

Unter Extraktion wird in dieser Arbeit das Ausziehen fester Phasen mitHilfe

von Lösungsmitteln verstanden. Auf Ausnahmen, wie die Extraktion aus flüssigen

Phasen, wird speziell hingewiesen.

11 Der Extraktionsvorgang

Die Drogenextraktion, ohne äussere Beeinflussung, setzt sich aus drei gröss¬

tenteils parallel verlaufenden Prozessen zusammen:

1. der Quellung der Zellwand. Diese ist nach Feinstein eine unbedingteVoraussetzung für die Extraktion.

2. dem Lösungsvorgang. Dabei werden einerseits die schon bei der Drogen¬zerkleinerung aufgerissenen Zellen ausgewaschen; anderseits werden in

unverletzten Zellen Wirkstoffe durch hineindiffundiertes Menstruum gelöst.

3. dem langsameren Diffusionsvorgang der Wirkstofflösung.

Mit dem Aufbau der Zellwand befasste sich eingehend Frey-Wyssling .

Die Zellwand von nicht verholzten Parenchymzellen, die im Wesentlichen als Trä¬

ger von hydrophilen Wirkstoffen in Frage kommen, baut sich auf aus fadenförmigen

Zellulosemolekülen, die streckenweise parallel verlaufen (Micell, ungestörter Kri¬

stallbereich) und streckenweise höchstens angenähert parallel verlaufen. Viele sol¬

che Assoziationen werden durch Nebenvalenzkräfte zu grösseren Einheiten, den

Fibrillen, zusammengehalten, die die kleinsten, elektronenmikroskopisch sichtba¬

ren Einheiten der Zellwand darstellen. Die Fibrillen bilden z.T. durch Verflech¬

tungen und zum Teil wieder durch Nebenvalenzbindungen die pflanzliche Zellwand.

In der Zellwand finden sich neben den Fibrillen andere, gelartige polymère

Kohlehydrate wie Pektin und Hemicellulosen, die als Matrix bezeichnet werden und

keine fibrilläre Anordnung aufweisen. Sie machen bei der dünnen Primärmembran

ca. 40%, bei der dickeren Sekundärmembran nur ca. 5% aus.

Diese Zellwände werden durch die aus Pektin bestehenden Mittellamellen zum

pflanzlichen Gewebe verkittet. In den Membranen finden sich zwischen den Fibrilleno

die ca. 100 bis über 1000 A grossen Interfibrillarräume. Innerhalb der Fibrillen

finden sich kleinere Intermicellarräume. In gequollenem Zustande enthalten diese

Räume Wasser und die gequollenen Matrixsubstanzen.

Die interfibrillären Räume stellen den wesentlichen Weg dar, auf dem die Al-

kaloide nach aussen diffundieren können. Die Permeabilität für molekulardisperse

Lösungen, eingeschlossen die grossen Chininmoleküle, ist nachgewiesen. Feinstein

unterscheidet:

a) die Zelldiffusion, d.h. den Durchtritt des mit Extraktivstoffen angereicher¬ten Menstruums durch die Zellwand.

b) die Kapillardiffusion, d.h. die Diffusion dieser Lösung durch die mit Men¬

struum angefüllten Kapillargänge zwischen den Zellen und einzelnen Drogen¬

partikeln.

- 14 -

12 Die Einflüsse auf den Extraktionsvorgang

121 Einflüsse allgemeiner Art

Als solche kommen in Frage:

Die Natur und Löslichkeit der auszuziehenden Wirkstoffe.

Die Beschaffenheit des Zellmaterials der Droge.Die Zusammensetzung des Menstruums.

122 Aeussere Einflüsse

Die Temperatur.

Der Ersatz des mit Extraktivstoffen beladenen Menstruums, der Extraktlösung,durch frisches Menstruum. Dieser kann durch Schütteln oder Rühren (z.B.Ma¬zeration), durch Schwerkraft (z.B. Perkolation) oder durch Erzeugung eines

künstlichen Schwerefeldes (z. B. Zentrifugierung) erfolgen.

Die Zerkleinerung der Droge, welche eine Vergrösserung der inneren Ober¬

fläche des Drogenmaterials zur Folge hat. Die Partikelgrösse kann vor oder

während der Extraktion reduziert werden.

Bei gegebener Droge ist die Wahl des Menstruums von entscheidender Bedeu¬

tung. Es beeinflusst alle Phasen des Extraktionsvorganges, insbesondere die Quel¬

lung des Drogenmaterials und die Lösung der Inhaltsstoffe. Erstere steigt im allge-

meinen mit zunehmendem Wassergehalt des Extraktionsmittels ' '. Grundlegende4)516)

Arbeiten über die Quellung stammen von Hu sa und Mitarbeitern ' ' '. Die Autoren

fanden z. B. für Chinarinde rascheste und stärkste Quellung in Wasser mit 24 Vol-%4)

Alkohol.Bei Kastanienholz und Belladonnawurzel stellten sie eine Zunahme der

Quellung mit zunehmender Pulverfeinheit ' und eine Abnahme der Quellung'von

Wasser über Glycerin nach Alkohol fest.

Das Herauslösen der Wirkstoffe erfolgt, je nach deren Natur, meist mit Alko¬

hol-Wasser-Mischungen mit eventuellen Zusätzen von Säuren, Laugen oder Glycerin.

Freie Gerbstoffe sind meist gut wasserlöslich. Glycoside erfordern Menstrua mit

maximal ca. 30 % Alkohol. Alkaloide lösen sich mit steigendem Alkoholgehalt bes¬

ser, wobei jedoch die Quellung abnimmt. Das Optimum für die Extraktion von Alka-

loiddrogen liegt deshalb bei 50 - 70 % Alkohol. Weitere diesbezügliche Literaturan¬

gaben werden unter "Arbeiten über die Drogenextraktion mit besonderer Berücksich¬

tigung der Chinarinde" zusammengestellt (s. pg. 29).

Der Ersatz des mit Extraktivstoffen beladenen Menstruums durch frisches Lö¬

sungsmittel reguliert den Diffusionsprozess.

Die weitgehende Drogenzerkleinerung vergrössert die Austauschoberfläche und

beschleunigt damit die Diffusion des Lösungsmittels in die Zelle hinein.

Da beim Zerkleinern der Droge viele Zellen aufgerissen werden, erfolgt in

diesen Fällen eine direkte Lösung des Zellinhaltes und der Düfusionsvorgang wird

übersprungen. Die Extraktionsgeschwindigkeit steigt daher mit abnehmender Korn-

grösse der Drogenpartikel.

Bei einem Vergleich mehrerer Extraktionsmethoden, wie es in der vorliegen¬

den Arbeit der Fall ist, sind Droge, Menstruum und meist auch die Temperatur als

konstant gegeben. Die Ausbeute kann daher nur noch durch den ausreichenden Nach¬

schub frischen Menstruums und die Drogenzerkleinerung beeinflusst werden.

- 15 -

2 DIE EXTRAKTIONSMETHODEN

21 Die bisher gebräuchlichen, mit Lösungsmitteln

arbeitenden Extraktionsmethoden

Spezielle, ohne Lösungsmittel arbeitende Extraktionsverfahren wie Sublima¬

tion, Destillation, Vakuumdestillation, Ausschmelzen und Abpressen werden hier

nicht berücksichtigt. Diese sind wichtig für die Gewinnung von leichtflüchtigen In¬

haltsstoffen sowie von Oelen und Fetten.

Es wird daher hier, bei gegebenem Menstruum und Extraktionsgut von der be¬

nötigten Korngrösse, ein Extraktionsverfahren wie folgt definiert:

Ein Extraktionsverfahren umschliesst alles, von den vorbereitenden Arbeiten bis

zum Ablauf des letzten Tropfens klarer, nicht defäkierter, wenn nötig sofort filtrier¬

ter Extraktlösung. Das Abpressen der Droge gehört nicht dazu.

Die Abtrennung von Droge und Extraktlösung richtet sich nach dem Zweck der

Extraktion. Sie erfolgt z.B. durch Abpressen, wenn maximale Ausbeute erwünscht,

oder durch Filtration oder Zentrifugieren, wenn rascheste Abtrennung und Analyse

der Extrakte wichtig ist.

Die Extraktionsmethoden können in drei Hauptgruppen eingeteilt werden:

211 Diskontinuierliche, einstufige Verfahren

212 Diskontinuierliche, mehrstufige Verfahren

213 Kontinuierliche Verfahren,

wobei die Art und Weise des Ersatzes von Extraktlösung durch frisches Menstruum

massgebend ist. Dieses Einteilungsprinzip ist andern vorzuziehen, weil vor allem

der Nachschub von frischem Menstruum einer der wesentlichen Punkte bei jedem

Extraktionsvorgang ist. Beinahe die gleiche Einteilung findet sich auch in Uli -

manns Encyclopädie der technischen Chemie ' für die Extraktionsapparate der

Industrie.


Diskontinuierliche, einstufige Extraktionsverfahren sind alle jene, bei denen

die gesamten Mengen von Extraktionsgut und Lösungsmittel, künftig nur Menstruum

genannt, schon bei Beginn des Extraktionsvorganges gemischt weraen.

Vorteile dieser Verfahren:

Der Arbeitsaufwand ist gering

- 16 -

Wenig Kontrolle ist notwendigDie Toleranz bezüglich Korngrösse des Extraktionsgutes ist gross.

Nachteile dieser Verfahren:

Die Einstellung eines Gleichgewichts-Zustandes zwischen extrahiertem Stoff

und Extraktlösung bedingt beschränkte Extraktkonzentration.

Für eine befriedigende Ausbeute ist viel Menstruum notwendig.

Ein erheblicher Teil der Extraktlösung wird im extrahierten Stoff zurückge¬halten.

Nach der Extraktion ist meist eine Trennung von Rückstand und Auszug not¬

wendig.

211.1 Die Mazeration

Die Mazeration ist eine bei gewöhnlicher Temperatur vorgenommene, einma¬

lige Extraktion fester Stoffe. Die zu Beginn der Extraktion miteinander vermisch¬

ten, gesamten Mengen von Extraktionsgut und Menstruum werden während mehreren

Tagen häufig umgeschüttelt. Die Extraktflüssigkeit wird sodann von der Droge abge-

trennt. Diese Definition weicht von derjenigen der Ph.Helv. V'in folgenden Punkten

ab: Durch die Ausdrücke "wiederholte Extraktion" und "unter häufigem Umschütteln

während einer bestimmten Zeit" schliesst die Ph.Helv. V unter Mazeration auch die

mehrstufige- und eventuell die Schüttelmazeration ein. Die Trennung von Droge und

Extraktlösung erfolgt durch Kolieren und Abpressen. Erst nach achttägiger Defalca¬

tion wird weiter verarbeitet. Der Vorteil der Einfachheit und des geringen apparati¬

ven Aufwandes wird bei der Mazeration durch lange Dauer und mittelmässige Aus-9}

beute erkauft. Trotzdem schlug U. Bogs'dieses Verfahren im Jahre 1958 als

neue Arzneibuchmethode vor.

211.2 Die Digestion

Die Digestion ist eine Mazeration bei erhöhter Temperatur, wobei nach Bedarf

das Gefäss mit einem Rückflusskühler versehen wird. Jermstad u. Oestby'

sowie Bari'digerierten z.B. Drogen 3 Stunden am Rückflusskühler auf dem

Wasserbad. Die Definition der Ph.Helv. V'schreibt jedoch eine Temperatur von

40° - 50 C und häufiges Umschütteln in einem geschlossenen Gefäss vor.

211.3 Die Schüttelmazeration

Die Schüttelmazeration ist eine bei gewöhnlicher Temperatur vorgenommene,

einmalige Extraktion fester Stoffe, bei der das Extraktionsgemisch während der ge¬

samten Dauer des Extraktionsvorganges ununterbrochen geschüttelt wird.

- 17 -

Hier wird zum ersten Mal durch Zufuhr grösserer Mengen mechanischer Ener¬

gie eine gute Durchmischung und dadurch ein rascher Ausgleich des Konzentrations¬

gefälles von der intra- zur extrazellulären Flüssigkeit erhalten. Der Zeitaufwand

9)ist je nach Droge ein Bruchteil desjenigen für die gewöhnliche Mazeration .

211.4 Die Extraktion mittels Vibromixer

Die Extraktion mittels Vibromixer ist eine einmalige Extraktion pulverförmi-

ger oder flüssiger Stoffe mit Hilfe von Lösungsmitteln. Ein durch Wechselstromfre¬

quenz erregter Schwingungsüberträger im Extraktionsgemisch sorgt für dessen in¬

tensive Durchwirbelung während der ganzen Dauer des Ausziehens. Prinzipiell un¬

terscheidet sich dieses Verfahren nur durch die höhere Frequenz von der Schüttel-

mazeration, von der es sich auch bezüglich Zeitaufwand kaum unterscheiden dürfte.

211.5 Die Anwendung von Schall

Die Schall-Extraktion ist eine einmalige Extraktion pulverförmiger oder flüs¬

siger Stoffe mit Hilfe von Lösungsmitteln. Ein durch Schallenergie erregter Schwin¬

gungsüberträger im Extraktionsgemisch sorgt für dessen intensive Durchwirbelung12)

während der ganzen Dauer des Ausziehens '.

Dies ist kein grundsätzlich neues Extraktionsverfahren, denn es handelt sich

auch dabei nur um eine weitere Steigerung der Frequenz gegenüber der Vibromixer-

Methode. Zudem wurde Schall-Energie bisher oft in Kombination mit einem der her¬

kömmlichen Extraktionsverfahren verwendet.

211.6 Industrielle Verfahren

Die diskontinuierlichen Verfahren der Industrie unterscheiden sich von den

bisher genannten Methoden nur durch höheren apparativen Aufwand, bedingt durch

die grösseren Chargen.

Infuse und Dekokte, als stets frisch zu bereitende Auszüge, kommen für die

Industrie kaum in Betracht.


Diskontinuierliche, mehrstufige Verfahren sind alle jene, bei welchen die ge¬

samte Menge des Extraktionsgutes in mehreren Stufen mit je einer Komponente des1Q\

Menstruums ' oder je einem Teil der gesamten Menstruum-Menge extrahiert wird.

- 18 -

Die Abtrennung von Droge und Extraktflüssigkeit kann zwischen den einzelnen Stufen

erfolgen.131

M.Herzog' erzielte durch Mazeration in drei Stufen, wobei erst mit Was¬

ser, dann zweimal mit durch Zumischen von Alkohol erhöhter Alkoholkonzentration

extrahiert wurde, z. T. höhere Wirkstoffgehalte in den Extrakten als durch Mazera¬

tion mit dem zuvor gemischten Menstruum.

Gegenüber den diskontinuierlichen, einstufigen Verfahren entsteht folgender

Vorteil:

Der Rückstand im extrahierten Stoff ist bedeutend geringer, die Extraktiv-14)

Stoffausbeute daher bei gleichem Menstruumverbrauch grösser. Risch 'schlägt

die Dimazeration für das DAB-7 vor.

Ein Nachteil ist der etwas grössere Arbeitsaufwand. Im übrigen gelten die

Vor- und Nachteile der diskontinuierlichen, einstufigen Verfahren.

212.1 Die Abkochung (Decoctum) und der Aufguss (Infusio)

Diese beiden Verfahren benützen, wie die Digestion, Wärmeenergie zur Ver¬

besserung der Ausbeute. Die Methoden sind hier der Vollständigkeit halber erwähnt.

Nach Definition der Ph. Helv. V sind Abkochungen und Aufgüsse wässerige

Auszüge, welche bei Bedarf stets frisch herzustellen sind. Die Ph. Helv. V gibt hier

mit Recht eine Rezepturvorschrift im Gegensatz zu allen andern Herstellungsverfah¬

ren von Extrakten.

Nach Ph.Helv. V wird dabei die Alkaloiddroge erst gründlich durchfeuchtet,

dann 15 Minuten mit der Hälfte der vorgeschriebenen Wassermenge unter häufigem

Umrühren mazeriert und anschliessend durch Watte filtriert. Der Drogenrest wird

dann mit der zweiten Hälfte des Wassers:

für Abkochungen 15 Minuten in bedecktem Gefäss auf dem Wasserbade erhitzt

oder

für Aufgüsse siedend heiss Übergossen und 15 Minuten in bedecktem Gefäss

stehen gelassen.

Dann wird jeweils durch dieselbe Watte zum ersten Auszug filtriert. Nur die Vor¬

schrift betreffend die Frisch-Herstellung unterscheidet diese Methoden von einer

Kombination von Mazeration und Digestion.

212.2 Alle übrigen Verfahren

Alle diskontinuierlichen Extraktionsmethoden können nach dem Beispiel der

Mazeration mehrstufig ausgeführt werden, so dass sich eine Beschreibung erübrigt.

- 19 -

213 Kontinuierliche Verfahren

Kontinuierlich arbeitende Extraktionsverfahren sind alle jene, bei welchen

während des ganzen Extraktionsvorganges frisches Menstruum zufliesst und mit

Extraktivstoffen beladene Extraktflüssigkeit abgeführt wird.

Vorteile gegenüber den diskontinuierlichen, mehrstufigen Verfahren:

Das Arbeiten ist sehr rationell dank dem optimalen Konzentrationsgefälle zwi¬

schen der intra- und der extrazellulären Flüssigkeit.

Der Menstruumverbrauch ist daher geringer und die Extraktlösung konzentrier¬

ter.

Der Aufwand an Energie und Kontrollen ist nicht grösser als bei allen diskon¬

tinuierlichen Methoden.

Extraktionsrückstand und Extraktlösung werden im kontinuierlichen Verfahren

meist automatisch getrennt.

Nachteile gegenüber den diskontinuierlichen, mehrstufigen Verfahren:

Extraktionsverlauf und Ausbeute sind stark von der Korngrösse des Extrak¬

tionsgutes abhängig.

Die vorbereitenden Arbeiten sind etwas grösser.

213.1 Die Perkolation

Die Perkolation ist eine kontinuierliche Extraktion bei gewöhnlicher Tempera¬

tur. Nach angemessener Mazerationszeit im Perkolator durchmesst das Lösungs¬

mittel langsam, in einmaligem Durchgang das Extraktionsgut.17)

Die Ph.Helv.V gibt keine eigentliche Definition, sondern eine Beschreibung

des Verfahrens.

Die Perkolationsmethode zeichnet sich aus durch:

Kontinuität

Sehr geringen Energie- und bescheidenen Arbeitsaufwand

Konzentrierte Vorläufe bei langsamem Abfluss

Geringe notwendige UeberwachungKeine Erwärmung des Drogenmaterials

Nachteilig sind hingegen:

Der noch bedeutende Zeitaufwand

Die Beschränkung auf bestimmte Zerkleinerungsgrade des Extraktionsgutes.

213.2 Die Diakolation

1 o\

Die Diakolation ist eine Abwandlung der Perkolation, bei welcher die Dro¬

gensäule je nach Extraktionsgut bis auf mehrere Meter verlängert wird. Das Men¬

struum treibt man mittels Ueberdruck (bis 1,5 atü) durch die in Röhren abgefüllte

Droge. Die in der Drogensäule zurückgehaltene Extraktlösung wird durch Wasser

verdrängt, so dass der Menstruumverbrauch nur 100 - 150 % der Drogenmenge be¬

trägt.

- 20 -

Vorteile gegenüber der Perkolation sind:

Geringer Menstruum-Verbrauch

Wegfall des Abpressens der Droge dank Verdrängung der in ihr zurückgehal¬tenen Extraktlösung mit Wasser

Konzentrierte Extrakte, die nicht oder nur wenig eingeengt werden müssen

Ersatz der Mazeration nach dem Füllen des Diakolators durch entsprechendlangsameren Zufluss

Nachteilig wirken sich aus:

sehr langsamer Menstruumdurchfluss (z. B. ca. 1, 5 Tropfen pro Minute für

Chinarinde)Grosse Gefahr der Verstopfung des Diakolators

Bedeutende Mehrarbeit bei der Montage der Apparatur

Ausser den hier erwähnten Punkten gilt dieselbe Arbeitsvorschrift wie für die

Perkolation.

213.3 Die Evakolation

19)Auch die Evakolation nach Kessler 'ist eine Abwandlung der Perkolation.

Droge und Auffanggefäss werden dabei vorerst evakuiert. Daraufhin treibt man die

vorgeschriebene Menge Menstruum mittels Atmosphärendurck langsam durch das

Extraktionsgut. Die in der Drogensäule zurückgehaltene Extraktlösung wird durch

Wasser verdrängt.

Die vorbereitenden Arbeiten entsprechen denjenigen einer Perkolation. Die

Vorzüge sind dieselben wie bei der Diakolation.

Nachteile sind:

Der sehr langsame Menstruumdurchfluss (5 Tropfen/Minute)Eine gewisse Mehrarbeit bei der Montage der Apparatur.

20)Ein Vorgänger der Evakolation war die Mulkolation ', welche sich nur durch

die Verwendung eines Diakolator-Röhrensystems von der Evakolation unterscheidet.

213.4 Die Soxhlet-Extraktion

Die Soxhlet-Extraktion ist eine kontinuierliche Extraktion fester Stoffe, bei

der das Lösungsmittel kontinuierlich aus dem Menstruum- und zugleich Extraktsam-

melgefäss destilliert, über der Droge kondensiert und erneut zu deren Extraktion

verwendet wird. Das mit Extraktivstoffen beladene Menstruum fliesst zurück ins

Sammelgefäss.

Das Verfahren hat folgende Vorteile:

Sehr geringer LösungsmittelbedarfHohe Extraktkonzentrationen sind möglichEin optimales Konzentrationsgefälle von der intra- zur extrazellulären Flüs¬

sigkeit im DrogenmaterialUeberwachung ist kaum notwendig

- 21 -

aber auch Nachteile wie:

Erwärmung des Extraktionsgutes bis zum Siedepunkt des Losungsmittels.Ausschluss von Losungsmittelgemischen mit stark verschiedenen Siedepunk¬ten der Komponenten.

213.5 Industrielle Verfahren

Dank der schon zu Beginn dieses Abschnittes erwähnten, grossen Vorteile der

kontinuierlichen Extraktionsmethoden sind diese Verfahren heute auch in der Indu¬

strie weit verbreitet. Es sind vor allem die Perkolation und, sowohl fur festes wie

fur flussiges Extraktionsgut verwendete Verfahren, die nach dem Gegenstromprin¬

zip arbeiten.

Einige wichtige Apparate sind unter 312. 5 (s. pg. 26) beschrieben.

22 Neuere, mit Losungsmitteln arbeitende Extraktionsmethoden


221.1 Ultraschall-Extraktion

Die Ultraschall-Extraktion ist eine einmalige Extraktion pulverformiger oder

flussiger Stoffe mit Hilfe von Losungsmitteln, bei der ein durch Ultraschall erreg¬

ter Schwingungsubertrager im Extraktionsgemisch fur intensive Durchwirbelung21)

wahrend der ganzen Dauer des Ausziehens sorgt .

Im übrigen gilt das schon unter 211.5, Anwendung von Schall, Gesagte.

221.2 Die Turbo- oder Wirbel-Extraktion

Die Turbo- oder Wirbel-Extraktion ist die Extraktion von Inhaltsstoffen aus

einem flussigen oder festen Extraktionsgut, z. B. einer Droge, mit Hilfe eines ge-

eigneten Losungsmittels unter intensiver Durchwirbelung mittels Ruhrgeraten.

Vorteile der Turbo-Extraktion:

Dank der intensiven Durchwirbelung des Extraktionsgutes wird fur einen ra¬

schen Ausgleich des Konzentrationsgefalles zwischen der intra- und der extra¬

zellularen Flüssigkeit gesorgt.

Durch die hohe mechanische Beanspruchung werden viele Zellen aufgerissen,so dass deren Inhaltsstoffe direkt, d.h. ohne Behinderung durch die Zellwand,ausgewaschen werden können.

- 22 -

Die Drogenteilchen erfahren, besonders bei höheren Tourenzahlen, plötzlichhohe Beschleunigungen. Es ist also bei Unterschieden im spezifischen Gewicht

zwischen Zellwand und flüssigem Zellinhalt durchaus denkbar, dass Flüssig¬keit entgegen den osmotischen Druckverhältnissen in Zellen hinein oder aus

Zellen herausgepresst wird.

Zudem wird durch die wiederholte Beschleunigung der Teilchen mit anschlies¬

sendem Aufprall auf den Statorzahnkranz ein intermittierender Druck auf die

Teilchen ausgeübt, was nach S te ig er 23) ebenfalls die Extraktion günstigbeeinflusst.

Das Extraktionsgemisch erwärmt sich bei der Turboextraktion. Die höhere

Temperatur kann zu höheren Ausbeuten führen.

Die vier erwähnten Möglichkeiten versprechen daher eine Beschleunigung des?2)

Extraktionsvorganges und eine höhere Wirkstoffausbeute als bei der Mazeration '.

Nachteile der Turboextraktion sind:

Der starke Anstieg der Temperatur im Extraktionsgemisch kann, wenn ohne

Kühlung gearbeitet wird24)( zum teilweisen Verlust von flüchtigen oder ther-

molabilen Wirkstoffen und von Menstruum Anlass geben.

Die weitgehende Zerkleinerung des extrahierten Stoffes erschwert dessen

Trennung von der Extraktlösung9).

221.3 Das Zentrifugieren

Das Zentrifugieren ist vorwiegend eine Trennungsmethode spezifisch ungleich

schwerer Stoffe durch Schleudern des Gemisches auf einer Kreisbahn. Unterschiede

in den spezifischen Gewichten von intra- und extrazellulärer Flüssigkeit und Zell¬

wand in Extraktionsmischungen können daher im starken künstlichen Schwerefeld zu

einer beschleunigten Diffusion und somit besserer Extraktausbeute führen.


222.1 Die Returboextraktion oder Diturboextraktion

Die Diturboextraktion ist eine mehrstufige Wirbelextraktion. In jeder Stufe

wird die gesamte Menge des Extraktionsgutes mit einem Teil der gesamten Men-

struum-Menge gewirbelt, anschliessend die Extraktlösung vom Rückstand getrennt

und zur Extraktausbeute der ersten Stufe gegeben.

Vorteil der Diturboextraktion:

Die im extrahierten Stoff der ersten Stufe zurückgehaltene Extraktlösung kann

noch grösstenteils gewonnen werden.

Der Arbeits- und Zeitaufwand ist, wenn auch ca. doppelt so gross wie bei ge¬

wöhnlicher Wirbelextraktion, immer noch sehr bescheiden im Vergleich zu

andern Extraktionsmethoden.

- 23 -

Um die bisher beschriebenen Extraktionsmethoden leichter zu überblicken,

sind ihre Merkmale tabellarisch zusammengefasst, angegeben in Grössenordnungen.

Eine Extraktion ist beendet nach dem Ablaufen der klaren, nicht defäkierten,

jedoch wenn nötig sofort filtrierten Extraktlösung, vergl. pg. 15.

23 Tab. 1 Zusammenstellung der Extraktionsverfahren

Extraktionsméthode :

TE.

Aufwand an: Einfluss auf das

Extraktionsgut:

Zeit Ar¬beit

Ener¬

gieAppa¬raten

Men-str.

Zer-

klg.Erwär

mung

Luft"einw.

diskont., einstufig:

Mazeration + +++ — — — ++ — —

+

Digestion warm (+) + -

+— ++ — ++

+

Digestion 100°C (++)+

-

+- + — +++ ++

Dekokt (+) — -

+~ ++ ... ++ +

Schüttelmazeration (+)+

- ++ ++ ++ (--) —

+

Vibromixer (+) (+-) - ++ ++ (++) ? ? +

Schall (+) ? - ? ++ (++) ? ? ?

Ultraschall ? ? (-) (+) +++ ? ? ? ?

Turbo-Extraktion '++ — - + ++ ++ + + +

Zentrifugieren ? ? - ++ ++ ? — — (*)

diskont.j mehrstufig:

Dimazeration ++ +++ - - — + ... — (+-)

mehrstufige Maz. ++ +++ ++

— + ... ... +

Diturboextraktion +++ -±

++ +++

++ ++ ++

kontinuierlich:

Perkolation +++ ++ ++ — —

+... ... —

Diakolation +++ +++ +++ - ++— ... —

Evakolation +++ +++ +++ - ++

... ... —

Soxhlet-Extraktion ++++

- ++

... +++ ++

Legende: +++ = sehr viel ++ = viel + = ziemlich viel

- = mittelmässig = sehr wenig -- = wenig - = ziemlich wenig

? = es bestehen zu wenig Literaturan gaben für einen sicheren Vergleich.

( ) = Auf Grund theoretischer Ueberlegungen zu erwartende Werte.

1) 10 000 U/Min.; 1 Stunden Extraktionszeit TE = Totalextraktivstoffe

- 24 -

3 EXTRAKTIONSAPPARATE

31 Die bisher gebräuchlichen, mit Lösungsmitteln

arbeitenden Extraktionsapparate

311 Apparate für diskontinuierliche Extraktion


Die Mazeration ist wohl die einfachste und anspruchsloseste aller Extraktions¬

methoden, indem sie in jedem gut verschliessbaren Gefäss aus inertem Material

(z. B. Glas, Porzellan, Steingut oder Spezialmetalle) ausgeführt werden kann.

Darum wird wohl diesem Verfahren, trotz seiner Nachteile, besonders im

9)Kleinbetrieb noch heute oft der Vorzug gegeben.

311.2 Die Digestion, Dekoktion und Infusion

Diese drei Verfahren benötigen zusätzlich eine Heizung in Form eines Wärme¬

bades (z. B. die altbekannte Infundierbüchse) und, bei hohen Temperaturen oder leicht

flüchtigen Lösungsmitteln, einen Rückflusskühler auf dem Extraktionsgefäss.

311. 3 Die Schüttelmazeration

Eine automatische Schütteleinrichtung ist hier fast unumgänglich. Im übrigen

ist das Verfahren genau so anspruchslos wie die Mazeration.

311.4 Die Extraktion mittels Vibromixer

Der Vibromixer ist ein Mischgerät, das mit Hilfe eines mit Wechselstromfre-

quenz gespiesenen Elektromagneten einen vertikalen Stab zu Schwingungen in seiner

Längsachse anregt. Der eigentliche Rührkopf ist meist eine gelochte Platte, die

senkrecht zum vertikalen Stab montiert ist. Der Stab mit Rührkopf ist auswechsel¬

bar.

311.5 Die Anwendung von Schall

Für die Beschallung während einer Extraktion dient am einfachsten ein elektri-14)

sches Horn. So verwendeten Schultz u. Klotz ' ein Bosch-Horn. Andere Schall¬

quellen von befriedigender Leistung, z. B. ein Tongenerator, erfüllen den gleichen

Zweck.

- 25 -

311.6 Die Apparate der Industrie

Für diskontinuierliche Extraktion im Grossbetrieb wird wohl am häufigsten

mazeriert oder digeriert. Es dienen dazu entweder feststehende, bei Bedarf heiz-

oder kühlbare Tanks mit Rührwerk oder Tanks, die sich um eine oft schräg durch

diesen verlaufende Achse drehen und deren Innenwand zur intensiven Vermengung25)

des Extraktionsgemisches mit Lamellen versehen ist '.

312 Apparate für kontinuierliche Extraktion


Der Perkolator ist ein zylindrisches oder sich nach unten leicht verengendes

Glasrohr aus inertem Material, das unten mit einer Einrichtung zur Regulierung

des Abflusses versehen werden kann. Der Perkolator muss nach Vorschrift der Ph.

Helv. V aus Glas, Porzellan, Steingut oder versilbertem Metall bestehen.

Eine Abwandlung ist der Dünnschichtperkolator nach Köhler,eine verti¬

kal stehende Metallplatte mit den Zu- und Abflussleitungen, die, nach dazwischen

legen einer Dichtung, mit einer dicken Glasplatte verschraubt wird. Zwischen die

beiden Platten füllt man das Extraktionsgut.


Der Diakolator nach Br eddin'besteht aus mehreren, senkrecht in einem

Gestell montierten Röhren, welche in Serie geschaltet sind. Ihr innerer Durchmes¬

ser ist 1, 7 cm, ihre Länge je 80 cm. Am Ende des Systems ist ein offenes Abfluss-

röhrchen befestigt. Der Menstruumzufluss wird reguliert. Er erfolgt unter einem

Druck bis 1, 5 atü.


19}

Beim Evakolator nach Kessler ' dient zur Drogenaufnahme ein langes,

ziemlich enges Glasrohr, welches oben luftdicht und verschliessbar ans Menstruum-

gefäss angeschlossen und unten gleicherweise mit dem Auffanggefäss verbunden

wird.

312.4 Die Soxhlet-Extraktion

Der Soxhletapparat besteht aus einem heizbaren Extraktauffang- und Menstruum-

- 26 -

gefäss, welches luftdicht an ein Extraktionsgefäss angeschlossen wird. Ueber die¬

sem Gefäss befindet sich ein Rückflusskühler. Die Extraktlösung fliesst durch eine

enge Leitung nach dem Heberprinzip vom Extraktionsgut wieder zum Menstruum

hinunter. Das Menstruum wird dort verdampft. Der Dampf steigt zum Kühler empor,

kondensiert dort und fällt wieder auf das Extraktionsgut.

312.5 Apparate der Industrie

Der Perkolator:

Der Perkolator mit entsprechend grossem Fassungsvermögen wird auch in

der Industrie oft verwendet.

Der Hildebrandt-Extraktor ':

Einer der wichtigsten Extraktionsapparate der Industrie ist der Hildebrandt-

Extraktor. Er besteht aus einem U-Rohr mit Förderschnecken, die das Extraktions¬

gut durch das Röhrensystem transportieren, welches vom Menstruum im Gegen¬

strom durchflössen wird.

Der Boll mann-Extraktor ':

Der Boll mann-Extraktor ist ein langsam laufendes, vertikal stehendes Be¬

cherwerk. Die aufsteigenden Drogen-Behälter mit vorextrahierter Droge werden im

Gegenstrom mit frischem Lösungsmittel extrahiert. Der unten gesammelte Auszug

dient zur Vorextraktion der Frischdroge in den absteigenden Behältern nach Entlee¬

rung und Neufüllung der Behälter im oberen Umkehrpunkt. Die Vorextraktion der

Droge geschieht also im Gleichstrom und liefert die Extraktlösung zur weiteren Auf¬

arbeitung.

32 Neuere Extraktionsapparate

Apparate für diskontinuierliche Extraktion

321 Die Ultraschall-Extraktion

Die Erzeugung der Hochfrequenzspannungen erfolgt heute fast ausschliesslich

mittels Elektronenröhren, meist in einer einzigen Röhre in Selbsterregerschaltung '.

Die Umwandlung der Hochfrequenzspannung, die von einigen 100 V bis zu einigen

10 000 V betragen kann, in mechanische Energie erfolgt entweder magnetostriktiv

- 27 -

21)oder piezoelektrisch; vergl. Baud: "Die Anwendung des Ultraschalles"

Im ersten Falle schwingt ein Nickelstab, dessen Länge auf die Frequenz abge¬

stimmt wurde, als Spulenkern im Hochfrequenz-Feld. Dieses System findet für Fre¬

quenzen bis ca. 200 000 Hz Anwendung.

Bei der piezoelektrischen Umwandlung wird die Hochfrequenzspannung an eine

Quarzplatte von einer auf die Frequenz abgestimmten Dicke angelegt. Das Medium,

in welchem der Quarz schwingt, z.B. Luft oder irgend eine nicht leitende Flüssig¬

keit wie Paraffinöl, ist von ausschlaggebender Bedeutung. Auf piezoelektrischem

Wege können Frequenzen von ca. 200 000 Hz bis 100 MHz erzeugt werden. Die opti¬

male Ultraschall-Frequenz muss von Fall zu Fall ausprobiert werden.

322 Die Turbo-Extraktion

Für die Turbo-Extraktion kommt ein Gerät in Betracht, dessen Tourenzahl

mindestens ca. 3000 Umdrehungen pro Minute beträgt und dessen Rührkopf so kon¬

struiert ist, dass im zu bearbeitenden Material neben dem Mischeffekt eine möglichst

weitgehende Teilchenzerkleinerung stattfindet.

Die handelsüblichen Geräte findet man hauptsächlich in zwei Ausführungen:

a) Der Motor ist durch eine Welle mit dem Rührkopf verbunden, der in das zu

bearbeitende Gemisch eingetaucht wird; so die Geräte: POLYTRON.%,HO-

MOREX2>, HOMOMIXERgv, KOTTHOFF MISCHSIRENE^.i;

b) Das Gefäss mit dem zu bearbeitenden Gemisch enthält unten den Rührkopfoder die Messer und wird direkt auf dem Sockel des Gerätes, der den Mo¬

tor enthält, befestigt. Schon im Jahre 1937 wurde ein solches Gerät mit 3

Liter Fassungsvermögen und einer Motorleistung von 0,5 PS beschrieben,-^").Neuere Geräte dieser Bauart sind: TURMIX».

,CUISTO„> etc. '

1) Hersteller: Max Wullimann, Maschinen- und Apparatebau, Selzach,SO/Vertretung: Mobil Aarau AG., Hallwylstrasse 11, Aarau.

2) Hersteller & Vertrieb: Alfred Brogle & Co., Elisabethenstrasse 44, Basel 10.3) Hersteller; Eppenbach Inc., Long Island City, N.Y. (USA); Vertretung wie 2).4) Hersteller: Hans Kotthoff, Weisser Strasse 74, Köln-Rodenkirchen.5) Hersteller: Kühnle, Kopp & Rausch AG., Frankenthal, Pfalz.6) Hersteller: Techag AG., Zürich.

7) Hersteller: Ed. AerneS.A. (300 W), Zürich.

- 28 -

323 Die Zentrifugen

Alle diskontinuierlich arbeitenden Zentrifugen und evtl. auch Durchlaufzentri¬

fugen kommen für diese Extraktions- -und Trennungsmethode in Frage. Dieses Ver¬

fahren soll vor allem für die Extraktion der Antibiotica benützt werden. Dass eine

Beschleunigung der Extraktion eintritt, geht später aus unseren Versuchen hervor.

- 29 -

4 ARBEITEN UEBER DIE DROGENEXTRAKTION MIT BESONDERER

BERUECKSICHTIGUNG DER CHINARINDE

41 Untersuchungen betreffend das Menstruum

Da diese Untersuchungen für alle in der Folge aufgeführten Extraktionsmetho¬

den Bedeutung besitzen, werden sie hier vorweg genommen. Es wird zuerst die Quel¬

lung und der Einfluss von Alkoholkonzentration und Säurezusatz sowie anschliessend

der Effekt anderer Zusätze zum Menstruum auf die Extraktion besprochen. Abschlies¬

send folgen noch einige neuere Arbeiten mit andern Lösungsmitteln.

Die Quellung der Zellwand ist eine unbedingte Voraussetzung für eine

gute Extraktion der Inhaltsstoffe aus intakten Zellen. Dies betonte schon Feinstein4-6)

im Jahre 1936, wobei er sich auf Vorarbeiten von Hu sa und Mitarbeitern ' stüt¬

zen konnte. Die Autoren überprüften die Quellung von Kastanienholz und Belladonna¬

wurzel in Alkohol, Glycerin und Wasser '. Sie konnten in Alkohol-Wasser-Mischun¬

gen eine Abnahme der Quellung von Belladonnawurzel mit steigender Alkoholkonzentra-

5) 4)tion feststellen '. Husa und Jones beobachteten im Jahre 1937 bei Chinarinde

rascheste und stärkste Quellung in Wasser mit 24 Vol. % Alkohol. Versuche von

2)

Lang 'im Jahre 1950 zeigten, dass das Quellungsvermögen der Droge mit steigen-4)

der Alkoholkonzentration abnimmt, was schon Husa und Jones ' beobachteten.

Anderseits nahm das Lösungsvermögen des Menstruums für adsorptiv gebundene

Stoffe mit steigender Alkoholkonzentration zu. Unter anderem wurden Modellversuche2)

mit Alkaloid-Tanniden ausgeführt. Lang' schliesst daraus auf beste Extraktions¬

ausbeuten im Schnittpunkt dieser beiden Kurven, d.h. bei ca. 50 Vol.-% Alkohol.

301Auch Thomson weist auf gute Alkaloidausbeuten mit 44 bis 45-proz. Al-

31)

kohol hin. Thörn ' erzielte beste Ausbeuten aus Ephedrablatt mit Spir. 70 Vol.-%.

Für die Extraktion der Solanaceen-Alkaloide Hyoscyamin und Atropin bewährte sich

nach Märki Alkohol von 70 Vol.-% mit Zusatz von 1 % Ameisen- oder Apfelsäu¬

re am besten. Die Ph.Helv. V schreibt für die Herstellung von Chinarinden-Trocken¬

extrakt eine Alkoholkonzentration von ca. 43 Gew. -% vor (46 Gew. -% des

33)Menstruums Alkohol à 92,5 Gew. -%). Eine Untersuchung von Ch. Béguin ergab,

dass diese Alkoholkonzentration sehr nahe dem Optimum liegt. Mit 60 - 70 Gew. -%

Alkohol wurden mittels Perkolation alkaloidreiche Vorläufe, dafür alkaloidärmere

Nachläufe gewonnen. Ameisensäurezusatz erhöhte die Alkaloidausbeute, wo-

34)bei ein Zusatz von 1,0 - 1,25 % optimal war. Nach Schrader wirkt sich

42 Gew. -%-iger Alkohol günstig auf die Extraktion aus, da dieser die höchste Vis-35)

kosität besitzt. Belcot und Rapeanu'schlugen für Chinarinden-Trockenex¬

trakt ebenfalls Menstruum und Methode der Ph.Helv. V vor, für Chinarinden-Fluid-

extrakt ein ebenfalls saures, jedoch glycerinhaltiges Menstruum höherer Alkoholkon¬

zentration nach USP X vor. Fuch s' hat 1941 den Einfluss der Zusammensetzung

- 30 -

des Menstruums auf die Extraktion der Chinarinde überprüft. Sie fand für angesäu¬

erte Alkohol-Wasser-Mischungen beste Alkaloid- und Totalextraktivstoff-Ausbeuten

bei 60 Gew. -% Alkohol mit Zusatz von 2 Mol Milchsäure. Ein grösserer Säurezusatz

erhöhte die Alkaloidausbeuten nur unwesentlich. Das Ph.Helv.V-Menstruum extra¬

hierte die Alkaloide schlechter, jedoch mit hohem Gerbstoffanteil im Extrakt. Die

mit diesen beiden Menstrua nach Ph.Helv.V hergestellten Trockenextrakte zeigten

aber durchaus vergleichbare Wirkstoffgehalte, da bei der Ballaststoff-Beseitigung,

zur Erzielung eines in möglichst verdünntem Alkohol löslichen Trockenextraktes,

die ganze Alkaloid-Mehrausbeute mit dem erstgenannten Menstruum wieder verlo-37)

ren geht. Schill '

berichtet, dass das mit 42 Vol. -% Alkohol bei Zusatz von 1 %

Ameisensäure erreichte pH nicht tief genug sei, um die Alkaloid-Gerbstoff-Verbin-

dungen der Chinarinde zu löslichen Verbindungen umzusetzen, was nach Fuchs '

nur bedingt richtig ist. Herzog' erzielte bei Zusatz von 2 % Milchsäure die be¬

sten Alkaloidausbeuten mit 60 Vol. -% Alkohol, die besten Totalextraktivstoff-Aus¬

beuten mit 45 Vol. -% Alkohol in 5 - 6 Monate gelagerten Tinkturen. Der Verfasser

schlägt daher für die Herstellung von Chinarindentinktur DAB-7 60 Vol. -% Alkohol39)

vor '.

Andere Zusätze zum Menstruum zwecks Verbesserung der Extraktions¬

ausbeute sind verschiedentlich ausprobiert worden. Husa und Magid 'fanden

bei Zugabe von Glycerin zum Menstruum eine Verzögerung der Alkaloidextraktion

aus Belladonnawurzel-Pulver proportional zur Glycerinkonzentration. Fuchs '

erhielt mit ammoniakalischem Menstruum sowohl geringere Alkaloid- als auch tie¬

fere Totalextraktivstoff-Ausbeuten verglichen mit den sauren Menstrua. Meyer'

ist ein Verfahren patentiert worden, wonach durch Zugabe biochemischer Salze

oder von deren Mischungen zum Menstruum eine Wirkungserhöhung und geschmack-42)

liehe Verbesserung von Kolazubereitungen erreicht wird. Butler u. Wiese '

konnten mit 20 mg-% Sorbitan-Monolaurat bezogen auf das fertige Fluidextrakt die

Wirkstoffausbeute bei Chinarinde um 1,4 - 1,7 % steigern. Bro chmann-Han s -

43)sen erreichte bei wässriger Extraktion von Chinarinde mit 0,5 % kationenakti¬

ven Netzmitteln bessere Alkaloidausbeuten als ohne Netzmittel. Alkoholische Men¬

strua mit nichtionogenen Netzmitteln ergaben keine günstigeren Resultate.

Abschliessend seien nun noch einige Extrakt ionsver suche mit an-

44)dern Menstrua erwähnt. Märki verwendete u.a. für Chinarinde Isopropa¬

nol und erhielt bei gleicher Ausbeute einen etwas weniger hygroskopischen Trocken¬

extrakt als mit Aethanol. Der Unterschied ist jedoch zu gering, als dass Isopropanol

praktische oder ökonomische Vorteile gegenüber Aethanol bieten würde. Du com -

45)mun gelang die völlige Erschöpfung von Chinarinde mit 4 Teilperkolaten einer

Mischung von (Isopropanol 30 T + Aceton 30 T + Wasser 36 T + Ameisensäure 4 T)

- 31 -

gegenüber 6 Teilperkolaten des Ph.Helv.V-Menstruums. Applezweig und Mitar-4g\

beiter ' beschreiben Apparaturen zur Perkolation von Chinarinde mit 0, ln-Schwe-

felsäure, in welchen der Auszug anschliessend einen sulfonierten Kohle-Kationen-47)

austauscher "ZEOCARB" passiert. Pinxteren ' weist darauf hin, dass neutrale

wässerige Menstrua vorwiegend rechtsdrehende, salzsaure Menstrua vorwiegend48)

linksdrehende Chinaalkaloide erfassen. Campo u. Gramling perkolierten

Chinarinde erfolgreich mit Tetrahydrofuran bei 10 - 15 % Wasserzusatz. Ein azeo-

tropes Gemisch Tetrahydrofuran-Wasser (5, 3 % Wasser) löst Chinin und Cinchonin

selektiv.

42 Grundl agenf or schung betreffend einzelne Extraktionsmethoden

Es wird hier nur noch auf die am häufigsten verwendeten Methoden eingegangen.

421 Diskontinuierliche Verfahren


Der Zerkleinerungsgrad der Droge:49)

Bohrisch u. Kürschner ' fanden an 12 Drogen, dass sich sowohl ge¬

schnittenes als auch gepulvertes Material für die Mazeration gleich gut eignet, aller¬

dings bei einer Mazerationszeit von 8 Tagen. Chinarinde ist nicht untersucht worden.

Vakuum:

Der Einfluss eines Vakuums auf die Extraktionsausbeute ist von Hu sa und

50)Jones untersucht worden. Es gelang aber bei Calisaya-Rinde und bei Belladon¬

nawurzel nicht, die Ausbeute mit dieser Methode entscheidend zu verbessern.

Temperatur:

Den Temperatureinfluss auf die Wirkstoffextraktion aus Chinarinde hat Gr aet-

zer untersucht. Er fand bei einer Temperaturhöhung von 20 C auf 60°C in den

Mazeraten statt 77,1 % 95, 7 % des Totalalkaloidgehaltes der Droge; die Extraktiv¬

stoffausbeute stieg von 86,1 % auf 104, 8 %.

Zeit:eil

Marschak mazerierte 8 Drogen bis zum erreichten Gleichgewichtszu¬

stand im Extraktionsgemisch. Es wurde 1 T Chinarinde (Sieb: 0,75 mm Maschen-

- 32 -

weite) mit 5 T Alkohol 68 - 69 Vol. -% angesetzt. Er fand folgende Mazerationszeiten:

6-7 Tage für Chinatinktur

3 bis max. 4-5 Tage für alle andern untersuchten Tinkturen.

Jermstad u. Oestby mazerierten 5 Drogen vom Feinheitsgrad Sieb V nach

Ph.Helv. V während 3, 8 und 10 Tagen und fanden 8-10 Tage als beste Mazerations¬

zeit. Angesetzt wurden 100 T Droge mit 1000 T Alkohol 70 Vol. -% mit Zusatz von

0,5 oder 1,9% Salzsäure. Der Sprung von nur 3 auf 8 Tage ist so gross, dass aus

dieser Untersuchung die kürzeste, mögliche Mazerationszeit nicht hervorgeht. To -

53)

mi c u. Kosak 'schlagen für die zweite Ausgabe der jugoslavischen Pharmaco-

9)poe eine Mazerationszeit von 6 Tagen vor. Nach Bogs genügt erfahrungsgemäss

eine Mazerationszeit von 5 bis höchstens 8 Tagen.

Eine mathematische, formelmässige Beschreibung des Mazerationsvorganges

gaben 1953 Schultz u. Klotz54\

421.2 Die Ultraschall-Extraktion

Mit der starken Entwicklung der Technik in den letzten Jahren entstanden auch

neue Apparate, und es fehlte nicht an Versuchen, diese für Extraktionszwecke nutz¬

bar zu machen.

Meyer' beobachtete in je 2 ml verschiedener Flüssigkeiten bei einer Ultra¬

schallbehandlung von konstanter Schallintensität während 10 Sekunden folgende Tem¬

peraturanstiege:

Gelatine-Gel 1 °C Wasser 2 °CGelatine-Lösung 1 °C Alkohol 3,5 °CStearinsäure 36 C Glycerin 10 C

Paraffinöl 10 °C Wachs 44 °C

Ferner wurden in den Zellen der Wasserpest bei Ultraschall-Behandlung eine inten¬

sive Wirbelbildung und zuletzt eine Ablösung des Protoplasmas bzw. des Chloro-

plasts von den Zellwänden und eine Zusammenballung an andern Stellen festgestellt.

Längere Pflanzenzellen und Algen wurden zerrissen.

Durch Ultraschall-Behandlung von Hopfen in wässerigem Milieu bei 50 C an

Stelle einer Extraktion mit siedendem Wasser ohne Beschallung verbesserte

Specht 'die Bitterstoffausbeute aus Hopfen bei gleichzeitig geringerer Gerbstoff -

ausbeute. Die Ausbeute ist eine Funktion der Beschallungsdauer und des Verhältnis¬

ses Hopfen zu Flüssigkeitsmenge.

Weitere Literaturangaben befinden sich sowohl unter 2 Extraktionsmethoden,

als auch im Abschnitt 432, "Vergleiche mit neuen Methoden".

- 33 -

421.3 Die Turbo-Extraktion

57)Schon im Jahre 1948 extrahierten Bay u. Gisvold frische Digitalisblat-

ter mit einem hochtourigen Mischgerat innert 10 Minuten und erhielten Extrakte, die

mit denen der USP vergleichbar waren .

59)

D ean und Mitarbeiter 'stellten aus Tollkraut- und Stechapfelblatt Sieb 40

mit Hilfe einer Kolloidmuhle bei 3600 U/Minute die entsprechenden USP- und NF-

Tinkturen her.22)

1953 veröffentlichte Melichar 'eine erste grundlegende Arbeit über die

Turbo-Extraktion. Der Einfluss von Extraktionsdauer, Diffusionsoberflache und

Temperatur auf Trockenruckstand, Alkaloidgehalt, Dichte und Brechungsindex von

Enzian-, Kalmus-, Tollkraut- und Chinarinden-Tinktur wurde beschrieben. Eine

24)neuere Arbeit vom gleichen Autor behandelt die Warmecharakteristik der Wirbel-

extraküon in Theorie und Praxis. Er verwendet einen TURMK-Mischer mit 8000

bis 13000 U/Minute. Bei 7-10 Minuten Extraktionszeit stieg die Temperatur in

500 g des reinen Menstruums (Alkohol, Wasser oder Mischungen davon):

bis zu einem Grenzwert von 50 C bei Stufe 1/2bis zu einem Grenzwert von 65 C bei Stufe 1/1und bei Zugabe von 50 - 75 g Wermut:

bis zu einem Grenzwert von 77°C bei Stufe 1/1

Melichar beschreibt schliesslich Vorrichtungen fur isotherme Wirbeiextraktion.

Er benutzt einen TURMIX-Mischer fur Temperaturen von +10 C bis +30 C, bei wel¬

chem ein Kuhlrohrsystem von oben in das Extraktionsgemisch eingetaucht wird. Die

Temperaturkonstanz soll - 0,2 C sein.

Fur anspruchsvollere Arbeiten wird eine speziell konstruierte Apparatur mit

Doppelmantel-Extraktionsgefass und thermostatisch regulierter Kuhlmantel-Tempe¬

ratur beschrieben. Die Temperaturen des Extraktionsgemisches schwanken von 0 C

bis zum Siedepunkt des Extraktionsmittels. Die Reguliergenauigkeit ist - 0,05 C bis

±0,1°C.


422.1 Die mehrstufige Mazeration

Die belgische Pharmacopoe' versteht unter Mazeration eine Dimazeration,

wobei die Droge erst 24 Stunden mazeriert, dann ausgepresst und anschliessend

nochmals 12 Stunden gleich behandelt wird.

Auch nach der russischen Pharmacopoe 1958 'wird die Droge erst 6-12

Stunden mazeriert und nach dem Abpressen nochmals 4-6 Stunden mazeriert.

- 34 -

Das danische Arzneibuch'schreibt fur die Tinkturen-Herstellung eine Ma¬

zeration wahrend 5 Tagen vor. Andere Präparate, z.B. Extrakte, werden durch Di-

mazeration oder Perkolation gewonnen.64)

1958 benutzte Melichar ' die isotherme Wirbeiextraktion zur Ueberprufung

der zwei- und mehrstufigen Mazeration. Die fur beste Ausbeute notwendige Auftei¬

lung des Menstruums auf die verschiedenen Stufen wurde berechnet. Der experimen¬

telle Nachweis ergab, dass die Ausbeuten der Dimazeration nur mit einer statisti¬

schen Sicherheit von 50 - 80 % vom Aufteilungsverhaltnis des Extraktionsmittels

abhangig sind.

Es wurde gezeigt, dass die einstufige Mazeration mit 99 - 99, 9 % statistischer

Sicherheit niedrigere Ausbeuten als die zweistufige Mazeration ergibt.

423 Kontinuierliche Verfahren


Die folgende Zusammenstellung umfasst Arbeiten betreffend den Zerkleinerungs-

grad der Droge oder einzelne Phasen der Perkolation. Die umfassenderen Arbeiten

sind am Schluss dieses Abschnittes m einer Tabelle zusammengestellt.

Zerkleinerungsgrad:65)

Nach Graetzer eignen sich Chinarindenpulver von der Korngrosse Sieb

IV, IVa oder V nach Ph. Helv. V am besten fur die Perkolation. Auch Herzog'

schlagt Chinarinde grob gepulvert nach DAB 6 vor.

Quellung:

Die Quellung und Druckerzeugung im Perkolator als Funktion der Flussigkeits-

menge untersuchten Husa u. Magid an verschiedenen Drogen. Mitzunehmen¬

der Flussigkeitsmenge nimmt die Quellung zu und die Druckerzeugung im Perkolator

ab, auch wenn dieser sofort nach der Befeuchtung des Drogenmaterials gefüllt wird.

Chinarinde erzeugte so den höchsten Druck bei den untersuchten Drogen.

Mazeration der Droge vor und nach dem Einfüllen in der Perkolator:

Dieses Problem wurde durch Husa und Huyck 'untersucht. Sie fanden

bei Cahsaya-Rinde, dass die Mazeration der Droge vor dem Einfüllen in den Perko¬

lator ohne Einfluss auf die Alkaloidausbeute war, eine Mazeration nach dem Einfül¬

len in der Perkolator diese jedoch verbesserte.

Muhlemann fand hingegen bei der Perkolation von Thymianblatt höhere

- 35 -

Ausbeuten an ätherischem Oel, wenn die Droge ohne Befeuchtung, also auch ohne

vorherige Mazeration in den Perkolator gefüllt wurde. Einfüllen der feuchten Droge

in den Perkolator verschlechterte die Ausbeute.

Perkolatorform :

69)

Mit der Perkolatorform befasst sich eingehend Feinstein '. Er fand nur

einen sehr geringen Einfluss der üblichen Perkolatorformen auf die Wirkstoffaus¬

beute. Mit zunehmender Drogensaulenhohe stieg die Wirkstoffkonzentration im er-

70)sten Teilperkolat und sank in den Nachlaufen, was Feinstein auf das langsa-

71) 72)

mereEinstromen des Menstruums zurückfuhrt. Auch Koch und Breddin'

betonten die intensivere Extraktion bei zunehmender Drogensaulenlange, jedoch glei-73)

eher Durchstromungs-Geschwindigkeit. Husa u. Huyck empfehlen fur Bella¬

donna-Wurzel den amerikanischen Perkolator und betonen, dass dieser ebenso ge¬

eignet sei wie ein Glasrohr von gleicher Hohe und gleichem Volumen.

Füllen des Perkolators:

Das Füllen des Perkolators mit feuchtem Drogenmatenal soll nach Husa u.

Huyck74', Feinstein75', G raetzer76'

und S chill77' in einem Male mit

möglichst wenig Druck erfolgen. Fur die Perkolation mehrerer Kilogramm Droge78)

hat Munzel vorgeschlagen, erst Menstruum in den Perkolator zu geben, dann

dann Droge sedimentieren zu lassen, so dass letztere immer von Menstruum be¬

deckt ist. Dies geschieht stufenweise, bis der Perkolator voll ist. Nach 12 Stunden

Mazeration wird abfliessen gelassen.

Oekonomische Perkolation:75)

Als ökonomische Perkolation schlagt Feinstein 'das Auffangen von 4 Teil-

79)

perkolaten vor. Buchi ' untersuchte die Alkaloidausbeute als Funktion der Anzahl

der aufgefangenen Teilperkolate und fand bei Chinarinde:

87 % der Alkaloide in den ersten 4 Teilperkolaten94 % der Alkaloide in den ersten 6 Teilperkolaten99 % der Alkaloide in den ersten 14 Teilperkolaten

Temperatureinflusse:

Den Temperatureinfluss bei der Perkolation untersuchte Graetzer '. Er

musste feststellen, dass bei höherer Temperatur der grosste Teil der Mehrausbeu¬

te durch stärkere Niederschlagsbildung bei der Defakation, bis auf eine kleine Zu¬

nahme der Totalextraktivstoffe, wieder verloren ging.

Eine mathematische Abhandlung über den gesamten Diffusions- und Auswasch-

prozess bei der Perkolation veröffentlichten S chu ltz und Klotz .

- 36 -


Die Arbeiten von Br eddin hat Feinstein eingehend referiert, so dass

diese hier weggelassen werden können. Feinstein musste seine Diakolationsver-

suche infolge des ausserordentlich langsamen Menstruumdurchflusses vorzeitig ab¬

brechen.

Graetzer '

perkolierte Chinarinde in einem schwach konischen Perkolator

bei 0 bis 3 atü und erreichte dadurch eine raschere Extraktion der Alkaloide und To¬

talextraktivstoffe. 3 atü ergaben aber in 5 Teilperkolaten und der Pressflüssigkeit

einzig eine um 4 % höhere Alkaloidausbeute gegenüber der Normaldruckperkolation.

Gramberg versuchte die Ausdrängung des Extraktes mit Vakuumhilfe zu

84)

beschleunigen, Keller ' diakolierte zweimal, einmal durch Vorextraktion stark

quellender Drogen mit dem Alkoholanteil des Menstruums und dann mit dem abge¬

sparten Wasser. Hu s a u. Mitarbeiter ' diakolierten Calisaya-Rinde mit 1 bis 5

Glasrohren in Serie, die durch ebenfalls mit Droge gefüllte U-Rohre gleichen Innen-

Durchmessers miteinander verbunden wurden. Die Wirksamkeit der Extraktion stieg

mit zunehmender Drogensäulenlänge. Mit 5 Röhren in Serie und soviel Menstruum,

dass 1 ml Perkolat einem Gramm Droge entsprach, wurden 58 % der Totalalkaloide

extrahiert.

Dietmann empfiehlt Abpressen der Droge an Stelle des Nachdrängens mit

Wasser. G rote 'empfiehlt Anfärbung des zur Ausdrängung verwendeten Wassers

mit zur Drogenfarbe gegensätzlichen Speisefarben.

Gstirner'bringt in seinem Buch eine Aufzählung der für Diakolation geeig¬

neten Drogen, unter anderem auch Chinarinde. Das Verfahren hat auch Eingang ins

89)National Formulary X gefunden, wobei vermerkt wird, dass die Methode jeder

Droge erst anzupassen sei.


90)

Auch für dieses Verfahren hat F ei n st e i n'die Literatur bis und mit dem

Jahre 1935 zusammengetragen. Er selbst konnte auch mit dieser Methode keine bes-

91)seren Ausbeuten erhalten als mittels gewöhnlicher Perkolation

.

Graetzer 'führte, z.T. gestützt auf die Arbeiten von H usa und Jones ,'

Vakuumperkolationen sowohl im gewöhnlichen Perkolator als auch im Evakolator

durch. Die Evakolation führte zu einer geringen, praktisch unbedeutenden Verbesse¬

rung der Extraktion.

- 37 -

423.4 Die Heissperkolation

Diese Methode wird in der F.Ital.VI93\ dem NF X89) und der Brit.Ph. 195894^

beschrieben. Das Menstruum ist dabei siedendes Wasser und der Alkohol wird erst

nach dem Einengen der Perkolate zugefügt.

423.5 Die fraktionierte Perkolation oder Reperkolation

93)Dieses Verfahren ist sowohl in der italienischen Pharmacopoe als auch im

QQ\ 95}

National Formulary X'und in der dänischen Pharmacopoe 1948 ' beschrieben.

Die Droge wird dabei in mehrere (in den erwähnten Vorschriften sind es drei) Teile

aufgeteilt, von denen jeder mit dem Nachlauf der vorhergehenden Perkolation befeuch¬

tet und perkoliert wird. Der gesamte Abfluss der letzten Perkolation ergibt nach Zu¬

mischung des Vorlaufes jeder vorausgehenden Teilperkolation die Extraktlösung.81)

Nach Feinstein ist dieses Verfahren für Chinarinde ungünstiger als Perkola¬

tion.

43 Vergleichende Arbeiten

431 Bisher gebräuchliche Methoden

431.1 Vergleich diskontinuierlicher, einstufiger Verfahren

Bari'verglich schon 1926 Chinatinkturen, welche nach 20 verschiedenen

Verfahren hergestellt wurden. Die durch 6 Tage lange Digestion bei 37 C mit

70-proz. Alkohol hergestellten Tinkturen waren sowohl frisch wie nach 12-monati-

ger Lagerung gehaltreicher bei besserer Ausnützung der Droge als solche, die durch

8-tägige Mazeration mit 50-proz. Alkohol gewonnen wurden. Auch in einer spä¬

teren Arbeit extrahierte der Autor durch 3-stündige Digestion unter Erwärmung

im Wasserbad am Rückflusskühler mehr Cinchona-Wirkstoffe als durch Mazeration.

24 Tinkturen wurden je auf 6 verschiedene Arten hergestellt und untereinander ver¬

glichen. Droge, Menstruum und Ansatzverhältnis blieben konstant. Die gleiche Be¬

obachtung machten Jermstad u. O est by an Chinarinde und Bogs an an¬

dern Drogen. Letzterer weist jedoch auf die stärkere Bodensatzbildung in warm

hergestellten Tinkturen hin.

- 38 -

Tab. 2 Mazeration, allgemeine Vorschriften in einigen Arzneibüchern

Arzneibuch: Seite Jahr Dr. Zg. Me. Zeit P Def.

Bd. T. mm Teile Tage Tage

USPXV 820 1955 - 40*) 3/4 3 -*) -

Brit. Ph. 682 1958 - D D 7 --

Norske F. 12 1939 - D D 8 + 2-3

Svenska F. XI

S.639: Tinct.

S.223: Extr.

639

223

1946

1946 1

D

D

D

5

2

5

2

2

+

+

+

eini¬

ge1

Ph.Dan.IX

incl. Add. 1954I, 426

I, 56

1948

1948 1

D

D

D

5

2

5

2

1

+

+

+

~

Nederl. Ph. VI 577 1958 - D D 5 + 2

Ph. Belg. IV 284 1930 1 D 4-8

2-4

1

0,5+

+

DAB 6

(f.Extr. sicc.)690 1926 - D D 10

+

Ph.Helv.V 5 1933 - 3 D - + 8

F.Espan.DC I, 664

I, 664

1954

1954

1

1

D

D

9

6

4

10

4

4

+

+

+

F.Ital.VI

für Tinct.

455 1940 - D 1/21/2

5

3

+

+

Ph.Int.I II, 232 1955 1 grobpulv.

10

3/45

1/42

Dr. = Droge Zg. = Zerkleinerungsgrad Bd. = Band

T. = Teile P. = Abpressen der DrogeMe. = Menstruum Def. = Defäkation

D = je nach dem einzelnen Drogenartikel

*) Alle Teilchen müssen ein Sieb von 0,42 mm Maschenweite passieren. Davon

dürfen höchsten 40 % durch ein Sieb von 0,177 mm Maschenweite fallen.

Mit 3/4 des Menstruums wird extrahiert, 1/4 davon wird für das Auswaschen

der abgetrennten, extrahierten Droge verwendet.

**) Gleiches Vorgehen wie nach USP XV.

Eventuelle Addenda zu den angegebenen Arzneibüchern sind bis und mit dem

Jahr 1959 berücksichtigt.

- 39 -

Tab. 3 Perkolation, allgemeine Vorschriften in einigen Arzneibuchern

Arzneibuch/Bd. S. JahrPerkolationsvorgang:

zg.mm

Vorf.

%Qg.h

Maz.

Tage

Abfluss P.

USP XV/820 1955 40*) 60-80

(NFX)

1/4 1 1-3-5 ml/Min -

Bnt.Ph./682 1958 D - 4 1 - +

Norske F./13 1939 D 50 2-3 2 10-45 gtts. /Min -

SvenskaF.Xl/237 1946 D 40-50 +**> 2 10-100 gtts. /Min -

Ph.Dan.IX/1, 56,57 1948 D 50 N. 2 lOgtts-(Min.Kg)"1 -

Nederl.Ph. VI/261 1958 D 25-50 12 1 tropfenweise -

Tinkturen: 577

(Extrakte: 261)1958 D 25-50 3 1 150% v. Droge/24

Stunden

+

Ph. Belg.IV/285(Fluidextrakte)

1930 D 40-70 3-4 2 - -

Codex Gall. 7/453 1949 0,3151,25

50 2-4 1-4 150% v.Droge/24 Stunden

-

DAB 6/237(Fluidextrakte)

1926 D D 12 2 10-70 gtts /Min-.1-10 Kg Droge

-

Ph.Helv.V/6 1933 D D 2 0,5 1 ml/Min +

F.Espan.DC/lI, 812 1954 D 50 2 2 20 gtts./Min +

F.Ital.Vl/177-178 1940 D 50 6 1 - -

Ph. Int. 1/11,232 1955 gem. D 4 1 1 ml/Min -

Ph.Hung. V/1,178 1954 D D 3 1 2% v.Drogenvo¬lumen/Stunde

+

Bd. = Band Zg. = ZerkleinerungsgradS. = Seite Vorf. = Vorfeuchtung

Qg. = Quellung N. = wahrend der Nacht

Maz. = Mazeration gem. = gemahlenP. = Abpressen D. = je nach den einzelnen Drogenprapa

raten

*) Alle Teilchen müssen ein Sieb von 0,42 mm Maschenweite passieren. Davon dür¬

fen höchstens 40 % durch ein Sieb von 0,177 mm Maschenweite fallen.

**) einige Zeit.

Eventuelle Addenda zu den angegebenen Arzneibuchern sind bis und mit dem

Jahr 1959 berücksichtigt.

--

1^

16

50

Spir.70V.%

0,3

>5

s.od.c.

(1940)

VI/461

Ital.

F.

Stunden

/24

-150%v.Droge/4,5-6TE-

1-4

2-4

50

Spir.60V.%

0,315

>5

s.

(1949)

7/926

Gall.

Codex

--

1/0,

22

3-4

40-70

Spir.60V.%

0,3

>6,5/l

s.

(1930)Belg.IV/217

Ph.

Stunden

/24

+2

1,4

v.Droge/

150%

13

Spir.71V.%

0,71

/0,3

0>8

s.

(1958)

VI/581

Ph.

Nederl.

--

2TE

>gtts./Min

10-45

22-3

50

70V.%

Spir.

0,7

6.

s.c.etc

(193

9)F./415

Norske

Perkolation

durch

1.

Arzneibuchern

einigen

in

Chinanndentinktur

von

Herstellung

Die

5Tab.

Mm

100

stein:

ein

Fnach

Min,

60

Ph.Helv.V:

nach

Menstruums

des

Einströmen

Perkolator.

den

in

Einfüllen

dann

schlagen,

IV

oder

HI

Sieb

durch

Quellung

nach

Quellung;

dann

schl

agen

,IV

oder

HI

Sieb

durch

*)

--

10

>-

16

50

Spir.60V.%

0,6

ca.

--

10

>20gtts./Min

22

50

Spir.60V.%

0,2-0,4

Droge

kg

pro

+4%HCOOH25%

++

20^0,2

lml/Minu.

0,5

240

*^Spir.43G.%

0,22

Stunden

--

>12

1500g/24

12

50

Spir.60V.%

0,20

--

10/2

-2

3-4

40-70

Spir.60V.%

aa

-2

14-18

tropfenweise

112

25-50

Sj>i

r.+H

200,

21/0

,15

>5

s.od.c.

>6,5

s.

>6,5

s.

>6

c.

>6,5

/ls.

8>

S.

(1940)

VI/184

Ital.

F.

(195

4)F.Espan.K/1,470

(193

3)Ph.Helv.V/326

(194

9)7/316

Gall.

Codex

(193

0)IV/212

Belg.

Ph.

(195

8)VI/265

Ph.

Nederl.

ge

%Tage

hDroge

a/b

Ta-

G/Ch

von

%mm

in

P.

D.

Gehalt

Abfluss

Maz.

Q.

Vf.

Menstruum

Zg.

Perkolation:

in%

loide

Alka-

Droge

G/Ch

S.

Arzneibuch/Bd.

Arzneibuchern

einigen

in

Chinarinden-Trockenextrakt

von

Herstellung

Die

4Tab.

b)Sieb

durch

40%

max.

a,

Sieb

durch

100%

(a/b

:Stunde

=h

Zerkleinerungsgrad

=Zg.

Mazeration

=Maz.

Totalextraktivstoffe

=TE.

Defakation

=D.

Abpressen

=P.

Quellung

=Q.

Calisaya

=c

succirubra

=s.

Vorfeuchtung

=Vf.

Chinin

rung

samtalkaloide

composita

Cinchonae

Tinct.

=*)

Zerkleinerungsgrad

=Zg.

Gehaltsforde-

=Ch.

Ge-

Gehaltsforderung

=G

Seite

=S.

Band

=Bd.

Stunden

10

pro

ml

600

bis

300

109)

pg.

Feinstein,

(Diss.

wichtig

Nachquellung

da

einf

ülle

n,locker

Stunden

33'/2

Abflussdauer:

Droge.

g500

und

Min

pro

gtts.

30

ca.

entsprechend

Droge)"1

g(Min-250

gtts.

15

15

220

Feinstein

wie

0,47-0,22

Graetzer84)

Perkolatorlange.

m1

jeweils

und

1+10

Tct.

bei

Drog

e)"1

g(Min-100

Normalgtts.

8

.I+

53)

Tct.

bei

"

Droge)

g(Min-100

Normalgtts.

46

240

0,75-0,30

Schill

85'

Droge)"1

gg-(h-250

30

Nacht

240

Milchsäure

mol

2Spir.60G.%

0,22

Fuch

s128

)

"^

Droge)

gml-(Min-500

16

220

2)conc.

HCOOH

+1%

43G.%

Spir.

0,32

ein83)

st

ein

F

Abfluss

hh

v.Droge

Maz.

Q.

Vi.%

Perkolationsvorgang:

Menstruum:

mm

in

Zg.

Droge:

Autor:

Methoden

angewendeten

Autoren

verschiedenen

von

die

Chinarinde;

von

Perkolation

7Tab.

0,50

-+

670V.%

Spir

.15

0,75

6s.

1954

405*

'V/m,

Ph.Hung.

0,74

-

+10

70V.%

Spir.

20

0,75

6,5

s.

1926

6/69

6,69

7DAB

-n

+5

70V.%

Spir

.12

1,60

1,25

8s.

1948

Ph.D

an.I

X/ni

,426

*>

-

einige

+5

Spir.70V.%

12

6s.etc.

1946

F.XI

/642

*)Svenska

lOOgTct.

%loide

Alka-

Tage

kation

Defa¬

P.

Tage

Maz.

Menstruum

g

Einwaage

mm

Zg.

Ch.

Gloide

Alka-

%

Droge

Jahr

Arzneibuch/Bd.S.

Mazeration

durch

2.

Arzneibuchern:

einigen

in

Chinanndentinktur

von

Herstellung

Die

6Tab.

- 42 -

97)Thörn verglich die Ausbeuten der Extraktion von Ephedra-Blatt mittels

Infusion (I), Dekoktion (II), Mazeration (III) und Perkolation (IV). Ohne Salzsäurezu-

98)satz zum Menstruum nahmen die Ausbeuten von (I - IV) zu. Eichenberger

fand mittels Dekoktion bessere Ausbeuten als mittels Mazeration.

431.2 Vergleich diskontinuierlicher, einstufiger mit diskontinuierlichen, mehrstu¬

figen Verfahren.

99)Rosen thaler beobachtete in Chinatinkturen, die bei gleichen Ansätzen

durch Mazeration (I), Dimazeration (II) oder Perkolation (III) hergestellt wurden,

von I - III eine Zunahme des Wirkstoffgehaltes. Auch Bari gelang durch Di¬

mazeration eine Erhöhung der Wirkstoffkonzentration der Chinatinkturen. Vor allem

aus seiner zweiten Arbeit, in welcher Droge, Menstruum und Ansatzverhältnis kon¬

stant gehalten wurden, geht dies deutlich hervor. Die Digestionsausbeuten waren,

je nach der Ausführung der Digestion, grösser oder etwas kleiner als die Ausbeuten

der Dimazeration. Eschenbrenner und Gärtner ' beschreiben eine Mehr -

ausbeute bei Dimazeration von 48 % gegenüber einfacher Mazeration bei Chinarin¬

den-Tinktur; Weber 'und G stirner ' beweisen die Ueberlegenheit des

103)13)erstgenannten Verfahrens an andern Drogen. Herzog konnte durch stufen¬

weise Erhöhung der Alkoholkonzentration die Mazerationsausbeute bei verschiedenen

Drogen verbessern.

431.3 Vergleich diskontinuierlicher mit kontinuierlichen Verfahren.

Vergleichende Arbeiten über diese Verfahren, vor allem die Gegenüberstellung

von Mazeration und Perkolation, sind recht zahlreich. Bei allen Autoren er¬

wiesen sich die kontinuierlichen Verfahren den diskontinuierlichen, ein- oder mehr¬

stufigen Verfahren überlegen in Bezug auf Extraktion der Inhaltsstoffe.

Der Vergleich diskontinuierlicher Methoden mit der Perkolation von Chinarinde

beschäftigte folgende Autoren:

Rosenthaler,Bari ', welcher durch sechstägige Digestion bei 37 C,

also ein diskontinuierliches Verfahren, in gelagerten Tinkturen Ausbeuten wie durch

das Perkolationsverfahren erzielte. Infolge gleichzeitiger Veränderung mehrerer

Faktoren in dieser Arbeit sind die gewonnenen Resultate jedoch nur bedingt vergleich¬

bar.

Jermstad und Oestby'fanden nach dreistündigen Digestionen auf dem

Wasserbad am Rückflusskühler gleiche Resultate wie nach einer achttägigen Maze¬

ration.

PerkolationsmethodediesicherwiesDrogenandernbeiAuchExtraktionsleistung.

derSteigerungeinePerkolationEvakolation,Diakolation,Reihenfolgederinfand

'Frommwerden.abgebrochenDurchflussesdesVerlangsamungstarkerinfolge

mussteDiakolationdieundResultate,schlechterebedeutendReperkolationdieten,

Totalextraktivstoffausbeu-undAlkaloid-gleichepraktischergabenVerfahrenbeiden

letztenDieEvakolation.undPerkolationDiakolation,mitReperkolationdieverglich

Feinsteinausgeführt:ChinarindeanwurdenUntersuchungenfolgendenDie91)

Modifikationen.derenund

PerkolationderzwischenVergleicheausschliesslichfastsindArbeitenDiese

Verfahren.arbeitenderkontinuierlichVergleich431.4

mitarbeiteteBogsBrechnuss.ausAlkaloidegleichvielejedochextraktivstoffe, 9)

Baldriantinktur.undTollkraut-

gleichvijedochextraktivstoffe,

TotalmehrPerkolationStufenmazeration,Mazeration,Reihenfolgederinhierte

'extra¬HerzogExtraktausbeuten.bessereEphedrablattmitPerkolatDekokt,13)

salzsauresMazerat,Infus,ReihenfolgederinbeobachtetenEichenberger98)

undThörnStunden.36nachMazeratangesetztesMenstruumTeilen9undge97)

Drogenmen-gleichendermiteinwieHarzgleichvielenthieltTeilperkolatersteDas

'.Jalapenknollenund'PodophyllumHarzdrogendiebenützten''beiter

Mitar¬undsaHuMazeration.dervonundDimazerationdervongefolgtMethode,

bestealsPerkolationdiebezeichnetundTinkturen8überprüfte'

Weber

überlegen.Methodendiskontinuierlichenden

kontinuierlichendieausnahmslossichzeigenhierAuchzusammengefasst.beiten

Ar¬durchgeführteDrogenandernmiteinigenochsindAbschnittfolgendenIm

ist.möglichMazerationmittelsdiesalsher,Wirkstoffkonzentrationhöherermit

TinkturenEvakolationsprinzip,demnachalsoVakuumhilfe,mitRöhrenperkolation

durchstellte'MosigMazeration.durchalsChinatinkturengehaltreichere

'HÖH'undGstirner',BarigewannenDiakolationMittels

wurden.

hergestelltArzneibüchernandernundPh.Helv.VderDAB-6,demnachdierinde,

China¬ausPräparateandereundChinarinden-Tinkturverglich'Thomson

30)

Perkolation.

deranhandTurboextraktiondieüberprüftenMitarbeiterundMelichar22)

mazeration).

Di-einealsbesserdabeiextrahiertenWasserbadimDigestionStunden(3Tinkturen

24anExtraktionsmethoden6jeArbeitumfassendeneinerinprüft'Bari

-43-

- 44 -

65)überlegen. Graetzer gelang durch Evakolation nur eine sehr geringe Erhöhung

der Alkaloidausbeute, analoge Vakuumanwendung im schwach konischen Perkolator

war erfolglos. Ueberdruck beschleunigte die Extraktion. Bei Totalextraktion stieg

jedoch nur die Alkaloidausbeute um etwa 4 %, während die Totalextraktivstoff-Aus¬

beute sank. Olszewski '

gibt der Evakolation nach K e s s 1 e r' den Vorzug,

welche bei erhöhter Ausbeute die Extraktionsdauer von Chinarinde und zwei anderen

Drogen verkürzt haben soll.

Mit andern Drogen wurden folgende Arbeiten ausgeführt: Hu s a und Mitarbei¬

ter extrahierten mit einer modifizierten Diakolation schon im ersten Teilperkolat

99 % des Totalharzgeahltes von Podophyllum und Jalapenknollen gegenüber

85 - 90 % im ersten Teilperkolat bei Perkolation. Mühle mann 'verglich die

Evakolation mit der Perkolation. Er gewann viel höhere Ausbeuten an ätherischem

Oel durch Evakolation aus Fol.Thymi. Dies bestätigten auch Gstirner und Ber-

niker,fanden aber zugleich für andere Drogen eine Ueberlegenheit der Perko¬

lation.

112)Hu s a und Mitarbeiter empfehlen für Belladonnawurzel die Reperkolation,

welche bei gleicher Alkaloidausbeute weniger Ballaststoffe extrahierte als die Per-

113) 31)kolation '. Nach Thor n

' wird dagegen Ephedrablatt durch Perkolation besser

114)ausgezogen. Soll ne r betont mit Recht: "Die günstigste Extraktionsmethode

muss unter Berücksichtigung der Löslichkeitsverhältnisse der Wirkstoffe einer Dro¬

ge in jedem Einzelfall gesondert ausgearbeitet werden".

432 Vergleiche mit neuen Methoden

Da die kontinuierlichen Extraktionsmethoden schon eine Erschöpfung der Droge

mit angemessenen Menstruum-Mengen erlauben, tendieren die neueren Arbeiten vor

allem nach einer Verkürzung der Extraktionszeit.

432.1 Die Ultraschall-Extraktion

12)Schultz und Klotz konnten die Extraktion von Chinarinde mit verdünn¬

ter Ameisensäure durch Schallwellen begünstigen. Ultraschall von 2,4 MHz bei 20 W

Leistung verbesserte nur die Extraktion der ungequollenen Droge. Head und Mit-

115)arbeiter beobachteten eine raschere Extraktion der Chinarinde durch Ultraschall-

Mazeration, verglichen mit der Soxhlet-Extraktion. Bei mehrstündiger Extraktion

erfolgt jedoch ein Ausgleich und schon nach 7 Stunden war die Soxhlet-Extraktion in

Bezug auf die Wirkstoffausbeute überlegen. Diese Unterschiede sind m.E. vor allem

auf den Vergleich eines diskontinuierlichen mit einem kontinuierlichen Verfahren zu¬

rückzuführen. Zwei parallel ausgeführte Perkolationen mit und ohne Ultraschall wür¬

den dessen Einfluss vermutlich besser zeigen.

- 45 -

1 1 OS

Thompson extrahierte Erdnüsse mit n-Hexan. Die Oelausbeute nach 6

Minuten, ausgedruckt in Prozent der Soxhletextraktion, stieg in der Reihenfolge:

Mazeration unter Ruhren bei 675 U/Mm; Ultraschall (400 kHz: Leistung: 6,5 W/cm );

Soxhletextraktion; Ultraschall (400 kHz; Leistung 63,3 W/cm ); Mazeration unter

Ruhren mit 1350 U/Min.

432.2 Die Turbo-Extraktion

22)Melichar veröffentlichte 1953 eine Arbeit, in welcher auf den bedeuten¬

den Zeitgewinn bei der Turboextraktion hingewiesen wird. Er fand bei 8000 - 13000

U/Min nach 7-10 Minuten in den Extrakten, unter anderem aus Chinarinde, Trocken¬

ruckstande von der Grossenordnung der maximalen Ausbeuten bei der Mazeration.

Der Alkaloidgehalt soll sogar denjenigen einer Perkolation ubertroffen haben. Die

Präparate waren, selbst nach einjähriger Lagerung, Mazeraten und Perkolaten eben¬

bürtig.

Bogs erhielt mit andern Drogen sowohl fur Alkaloide sowie fur Totalextrak-

tivstoffe Ausbeuten, die geringer als bei der Perkolation, jedoch hoher als bei der

117)Mazeration waren. Melichar benutzte die Wirbeiextraktion auch mit Erfolg

als Ersatz der Infusion und Dekoktion, wobei vor allem Zeitgewinn und Wegfall stär¬

kerer Erwärmung von Vorteil sind.

Alle aufgeführten, vergleichenden Arbeiten sind abschliessend in einer Tabelle

zusammengefasst.

- 46 -

Tab. 8 Vergleichende Untersuchungen betreffend die Extraktionsmethoden mit

besonderer Berücksichtigung der Chinarinde

Methode : Mazera- Turboex- US.

tion traktion

Dimaze¬

ration

Dk. Perkolation

Vergleich mit:

Mazeration

Mazeration und

Ultraschall

Digestion

9,22 116

12

£,10, 11., 96 11,96

105 13,96,98,103

11 10,11,96

Decoction

Infusion

Dimazeration

Stufen-Mazerat.

97 117

97 117

11,96,99Ï507IOT71O2

13,103

98

98

11 11,96,99,101

13,103

Perkolation

Diakolation (D.)

modifiz. D.

Evakolation

fraktionierte

Perkolation

Repetitions-Diakolation

Soxhletextrakt.

Ultraschall und

Soxhletextrakt.

9,10,11,22 9,22307Ü779"97~

—

IUI, 1077108

11,104

107,108

115

116

115

11,109

107,108

109 109,95,110SÏÏ71TT

31,112,113

118 *)

*) Nur im Literaturverzeichnis erwähnt, jedoch nicht im Text.

Zahl = Arbeiten mit Chinarinde

ZjLhl = Allgemeine Aussagen auf Grund von Erfahrungen mit mehreren Drogen

Die Zahlen in dieser Tabelle entsprechen den Nummern im Literaturverzeichnis

dieser Arbeit.

Dk. = Diakolation modifiz.D. = modifizierte Diakolation

US. = Ultraschall

- 47 -

5 ZIELSETZUNG DER EIGENEN UNTERSUCHUNGEN

51 E ml eitung

Aus den vergleichenden Untersuchungen geht eindeutig hervor, dass die Lei¬

stungsfähigkeit der verschiedenen Extraktionsmethoden in der Reihenfolge: 1. dis¬

kontinuierliche, einstufige, 2. diskontinuierliche, mehrstufige und 3. kontinuierli¬

che Verfahren zunimmt. Die Perkolation, als eine der besten und bisher gebräuch¬

lichsten Methoden, erfordert aber noch mehrere Tage.

Wenn es mit Hilfe eines hochtourigen Ruhrgerates gelange, innert kurzer Zeit

Extrakte angemessener Konzentration herzustellen, so ware damit eine Methode ge¬

schaffen, um kleine Chargen von Extrakten im Apotheken-Laboratorium "ex tempore"

herzustellen. Da die Zeit wirtschaftlich der entscheidende Faktor bei solchen Prozes¬

sen darstellt, schien es interessant, ein Verfahren zu prüfen, das in kürzerer Zeit ge¬

brauchsfertige Extrakte liefert, als die bisherigen Methoden. Trotzdem es sich hier

um ein diskontinuierliches Verfahren handelt, sind die Resultate von Melichar und

Mitarbeitern ' recht ermutigend (s. pg. 21/22, Ziffer 221.2).

52 Bietet die Turbo-Extraktion Vorteile vor den gebrauchlichen

Extraktionsmethoden der Chinarinde9

Mit den nachfolgenden Untersuchungen soll versucht werden, die Turbo-Ex¬

traktion von Chinarinde mit den gebrauchlichsten Extraktionsmethoden zu verglei¬

chen. Dabei sollen vor allem verglichen werden:

Der Zeitaufwand

Die Ausbeuten an Alkaloiden und Gerbstoffen

Die Extraktqualltat in Bezug auf Konzentration und Ballaststoffe

Der EnergieaufwandDie Anpassungsfähigkeit dieser neuen Extraktionsmethode an die Erforder¬

nisse des Laboratoriums.

- 48 -

6 AUSWAHL DER DROGE UND DES MENSTRUUMS

61 Auswahl und Charakterisierung der Droge

Das Ziel dieser Arbeit ist der Vergleich einer neuen Extraktionsmethode mit

bisher gebräuchlichen Verfahren. Daher schien es sehr zweckmässig, eine Droge

zu wählen, die schon mehreren Autoren als Testobjekt diente, so dass dadurch Ver¬

gleichsmöglichkeiten entstehen. Dies trifft zu bei Chinarinde; zudem ist diese Droge

etwas schwer extrahierbar, was für die exakte Kontrolle des Einflusses der Rührzeit

auf die Wirbelextraktion wichtig ist. Bei hoher Tourenzahl kann eine zu rasche Ein¬

stellung des Extraktionsgleichgewichtes die Versuche stark erschweren.

Der Gesamtalkaloid- oder Hauptwirkstoffgehalt der Chinarinde lässt sich über-

119')dies hinreichend genau bestimmen, was schon Feinstein 'betont.

Obwohl den Amerikanern Woodward und Doering'im Jahre 1944 die

Totalsynthese des Chinins gelang, haben die Drogenpräparate noch ihre volle Bedeu¬

tung, da Reinalkaloide und deren Mischungen keinen vollwertigen Ersatz für den von

der Pflanze gelieferten Wirkstoffkomplex darstellen.

Die Eigenschaften der für diese Arbeit verwendeten Droge seien hier festgehal¬

ten. Die Verfahren werden unter 84, den Bestimmungsmethoden, beschrieben (s.

Pg. 67).

- 49 -

Normierung der verwendeten Chinarinde

Alkaloidgehalt nach Ph.Helv. V (= AD %) 11,65 %

Gerbstoffgehalt (= GD %)

a) nach vorgesehener Methode für Ph.Helv. VI 10,48 %

b) nach eigener kolorimetrischer Methode 7,34 %

(dieser Gehalt, 7, 34 %, diente als Grundlage für die

weiteren Berechnungen. )

Totalextraktivstoffgehalt (TED %) nach der Methode von Fuchs 51,02 %(Diss. ETH 1941)

Wassergehalt nach Ph. Helv. V 8,89%

Aschegehalt nach Ph. Helv. V und 2, 96 %

deren in HCl unlöslicher Anteil nach Ph.Helv. V 0,86 %

Dichte (bestimmt im Teerpyknometer nach Evakuieren, 1,405 g/cmmit Benzin als Suspensionsmittel)

Siebanalysen der Frischdroge, Deklaration Sieb IV:

Anzahl Analysen:

Drogeneinwaage je:

durch

Sieb

auf

Sieb

m IV

IV IVa

IVa V

V VI

VI vn

VH Din 60

Din 60 Din 80

Din 80 Din 100

* Din 100

V. = auf Grundbrett der Maschine gesammelt

Z. = in die Luft zerstäubt (feine Anteile)

Total:

17

25 g

42,6

23,0

19,1

4,0

2,1

6,2

0,2

2,9

100,1 «

7

25 g

43,1

23,1

18,6

4,1

2,5

1,3

1,3

1,1

0,7

0,1

_A°

99, 9 %

Die römischen Ziffern bedeuten die Siebnummern der Ph.Helv. V.

- 50 -

62 Auswahl des Menstruums

Schon im allgemeinen Teil wurde darauf hingewiesen, dass das von der Ph.

Helv. V für die Herstellung von Chinarinden-Trockenextrakt vorgeschriebene Men-

121) 76)struum für diesen Zweck gut geeignet sei. Auch Feinstein 'und Graetzer '

verwendeten für ihre Arbeiten dieses Menstruum; darum wurde es auch für alle

nachstehend beschriebenen Extraktionsversuche gewählt, nicht zuletzt auch im Hin¬

blick auf die daraus entstehenden Vergleichsmöglichkeiten.

Das Menstruum besteht aus:

Acidum formicicum Ph.Helv. V (24 - 25 %) 4 Teile

Spiritus Ph.Helv. V (92,1 - 92,8 Gew.%) 46 Teile

Aqua destillata 50 Teile

Durch die Säurezugabe sollen schwerlösliche Alkaloid-Gerbstoff-Komplexe

möglichst in leichtlösliche Alkaloidsalze und freie Gerbstoffe aufgespalten werden.

121)Feinstein weist darauf hin, dass ca. ein Drittel der zugesetzten Amei¬

sensäure mit Alkohol zu Aethylformiat verestert wird. Das Reaktionsgleichgewicht

ist bei Zimmertemperatur nach 8-12 Tagen erreicht. Für die vorliegenden Unter¬

suchungen wurde daher ausschliesslich gealtertes Menstruum verwendet. Dieses

zeigte folgende Eigenschaften:

Dichte 0, 935 g/cm? (15°C)0, 931 g/cm (20°C)

Viskosität in Centipoise (cP) 2,595 cP

Gehalt an freier Ameisensäure 0, 65 %

Alkoholgehalt 42,95 Gew.% (15°C)

50,48 Vol. %(15°C)

Vergleiche das Kapitel Bestimmungsmethoden, pg. 67.

- 51 -

7. BESCHREIBUNG DER VERWENDETEN APPARATE

71 Ueberprufung des Ruhrgerates

711 Das fur unsere Versuche verwendete Gerat

POLYTRON-45 ST

Alle Wirbeiextraktionen wurden mit dem "POLYTRON-45 ST".* durchgeführt,

das uns von der Firma Mobil Aarau AG. in verdankenswerter Weise zur Verfugung

gestellt wurde.

Das Gerat besteht aus Motor, Gehäuse, Achse und Ruhrkopf. Der oben ange¬

ordnete Motor ist durch einen langen Schaft mit dem Ruhrkopf verbunden. Der Sta¬

tor des Ruhrkopfes ist mit einem Rohr, in welchem die Rotorachse lauft, an dem

Motorgehäuse befestigt. Im Ruhrkopf ist die Rotorwelle mittels einer Teflondich¬

tung im Stator gelagert.

Fur das "POLYTRON-45 ST".* macht die Firma die folgenden Angaben:

1-10 Liter

5 cm

28,5 cm

34'000 Hz

1 V4A-Stahl

1 V4A-Stahl

70 P ( = 7000 cP)1 cm

250 W (neue Gerate 350 W)max. 16'000 U/Min (stufenlos regulier¬

bar)Motortype : Kollektor (Fabrikat: Epple)Gewicht des Gerätes : ca. 12, 7 kg

Um eine zweckentsprechende Planung unserer Versuche zu ermöglichen, wa¬

ren noch die folgenden Punkte abzuklären:

712 Die minimale Charge

Auf Grund unserer Bestimmungsmethoden (s. pg. 67) genügen 350 g Extrakt¬

losung auch in den verdünnten Extrakten zur Ausfuhrung aller Analysen. Es wurden

Chargen (Kapazität)minimale Halsweite des Behalters

Lange des Ruhrers (Schaftlange)maximale WirkfrequenzAnzahl Zahnkranze Stator

Rotor

maximale Viskosität (Poise)maximale KorngrösseMotorleistungDrehzahl pro Minute

1) Hersteller: Max Wulhmann; Maschinen- und Apparatebau; Selzach (Solothurn).

Vertrieb durch: Mobil Aarau AG., Hallwylstrasse 11, Aarau.

- 52 -

darum jeweils 500 g Menstruum mit 50 g Chinarinde eingesetzt, so dass ca. 500 g

Extraktlösung gewonnen werden konnten (Verlust durch Extraktflüssigkeit in der ex¬

trahierten Droge).

Vorversuche mit 550 g Wasser in einem 1 L-Becherglas zeigten, dass schon

bei ca. 3300 u/Min (= Position 2 am Regulierwiderstand des Gerätes) beim Rührkopf

Luft ins Wasser gewirbelt wird. Bei ca. 10 500 U/Min (= Position 9 am Regulierwi¬

derstand) erfolgt periodisches Leerdrehen des Rührkopfes unter Anstieg der Touren¬

zahl und Herausspritzen des Becherglasinhaltes.

Um in unseren Versuchen eine konstante Tourenzahl zu garantieren und die

Lösungsmittelverluste möglichst tief zu halten, wurden ein Plexiglasdeckel auf dem

Extraktionsgefäss und über dem Rührkopf eine vertikal verstellbare Abdeckplatte

aus Plexiglas montiert. Der Rührkopf wurde tief in das Extraktionsgemisch getaucht.

Die Anordnung war für alle Versuche einheitlich folgendermassen:

BG1-» 75 mm

Aussen-0 108,5 mmInnen - 0 102 mm

Fig. 1 Masse des Rühkopfes mit Abdeckplatte und des Extraktionsgefässes

AP: Abdeckplatte EG: ExtraktionsgemischBG1: Becherglas RK: Rührkopf

- 53 -

Der Rührkopf und die Abdeckplatte sind masstabgerecht (2/3 natürliche Grösse)

gezeichnet, nicht jedoch das Becher glas und dessen Füllhöhe.

713 Die Tourenzahl in Luft, Wasser und im Extraktionsgemisch

in Abhängigkeit von Stromstärke und Spannung am Rührmotor

Neben der Leistungsaufnahme des Gerätes soll hier vor allem die Konstanz von

dessen Tourenzahl überprüft werden (vergl. auch pg. 107).

Der Motor des Gerätes ist mit einem stufenlosen Regulierwiderstand in Serie

geschaltet, auf dessen Skala 10 Positionen eingraviert sind. Bei den Positionen 1-7

(7 = obere Grenze; s.pg. 52) wurde jeweils die Tourenzahl bestimmt, wobei der Rühr-

kopf in Wasser arbeitete; vergleiche Kurve 2 in Fig. 2.

Bei längerem Rühren erwärmt sich der Regulierwider stand und die Tourenzahl

fällt damit ab, bis der Widerstand eine konstante Temperatur erreicht hat, was die

Einstellung der Umdrehungszahl erschwert und auch für unsere Versuche eine neue

Fehlerquelle bedeuten würde.

Für unsere Untersuchungen wurde daher der Regulierwiderstand auf Stufe 10,

d.h. 0 Ohm eingestellt und das Gerät an einen Transformator angeschlossen, der

die gewünschten Spannungen, resp. Tourenzahlen lieferte; vergleiche die Kurven 1

und 3 in Fig. 2.

PL Pw

/ Extrahtionsgemisch

5

.7

.6

/Woss

^^LuftL

3

5

L

3 ,/ / 2^T

2

1

3 y/

1 J^^^gZ^^9 10 11 12

U/Mm 10"'

Fig. 2 Tourenzahl des Rührwerks (POLYTRON 45ST/250 W)

PL = Einstellung am Regulierwiderstand beim Rühren in Luft

Pw = Einstellung am Regulierwiderstand beim Rühren in Wasser

stroboskopische Messmethode, siehe pg. 107

- 54 -

Sei 3000 und mehr Umdrehungen pro Minute wurden maximale Tourenzahl¬

schwankungen von - 250 U/Min festgestellt. Unterhalb 3000 U/Min wird die Motor¬

drehzahl mit abnehmender Tourenzahl labiler.

Ein spezieller Einfluss des Temperaturanstieges im ungekühlten Extraktions¬

gemisch auf die Tourenzahl konnte nicht festgestellt werden.

Die folgende Tabelle 9 zeigt die Leistungsaufnahme des Rührmotors.

Tab. 9 Die Leistungsaufnahme des Rührmotors

Volt Ampere Watt U/Min Medium:

50,5 0,44 22,2 2700 Luft

71,5* 0,44 31,4 5000 Luft

112,0 0,49 54,9 9300 Luft

122,0* 0,50 61,0 10000 Luft

50,5 0,42 21,2 1000 Chinarinde + Menstruum

109,5 0,79 86,5 5000 „50 g „ „

500 g „

194,0 1,16 225,0 10000 M ii m h

*) Dies sind nur Vergleichswerte, welche die vermehrte Leistungsaufnahme in Ab¬

hängigkeit des Mediums direkt abzulesen gestatten.

714 Der durch das Rühren ohne Kühlung bedingte Temperaturanstieg

im Extraktionsgemisch

Da in der Apotheke nicht immer eine leistungsfähige Kühleinrichtung zur Ver¬

fügung stehen wird, wurde der Temperaturanstieg als Funktion der Rührzeit für die

in dieser Arbeit zu verwendenden Tourenzahlen bestimmt. Dies ist später wichtig

für die Beurteilung der Methode.

50 g Chinarinde wurden mit 500 g Menstruum für Chinarinden-Trockenextrakt

nach Ph. Helv.V im bedeckten Gefäss während einer Stunde gerührt und der Tempe¬

raturanstieg beobachtet. Die Versuche erfolgten sowohl in einem Becherglas von 1

Liter Inhalt (das Extraktionsgefäss in unseren Versuchen), als auch in einem Dewar-

gefäss von 2,5 Liter Inhalt (12 cm Innendurchmesser) bei 1000, 5000 und 10 000U/Min.

Die Resultate zeigen die folgenden Kurven in Fig. 3.

Es ist daraus ersichtlich, dass eine Erhöhung der Tourenzahl von 5000 auf

10 000 U/Min zu einem viermal rascheren Temperaturanstieg in den ersten 15 - 20

- 55 -

TURBOEXTRAKTION

Temperatur des ungekühlten Extraktionsgemisches

10 000 U/Min

5 10 30 60 65

Minuten

Fig. 3 Temperaturanstieg als Funktion der Zeit bei Turboextraktion mit verschie¬

denen Tourenzahlen

Minuten führt. Nach 25 - 30 Minuten bleibt die Temperatur konstant. Diese Steige¬

rung der Temperatur ist nur gerechtfertigt, wenn auch die Extraktion in dieser Zeit

viermal schneller erfolgt.

Der etwas grössere Wärmeverlust im Becherglas ist bemerkbar bei 1000 und

5000 U/Min, nicht mehr jedoch bei der grossen Selbsterwärmung bei 10 000 u/Min.

72 Die Kühleinrichtung

Um in einer Versuchsreihe nur einen veränderlichen Faktor zu haben, musste

die gewünschte Temperatur, meist 20 C, während der ganzen Extraktionsdauer kon¬

stant gehalten werden können. Dazu wurde folgende Apparatur aufgebaut:

- 56 -

721 Die Kühlspirale um das Extraktionsgefäss

Das Extraktionsgefäss (1 L-Becherglas) wurde mit einer dicht anliegenden

Kühlspirale aus geglühtem Kupferrohr umgeben (Rohr: Länge 4 m/Aussen-0 6,5 mm),

das sich, im Gegensatz zu Glas, durch gute Wärmeleitung auszeichnet.

Das Ganze wurde zur besseren Wärmeableitung in ein Becherglas von 3 Litern

Inhalt gestellt, welches bis zum obern Rand mit Wasser gefüllt war. Extraktionsge¬

fäss und Kühlmantel enthielten je ein Thermometer.

5 9 9

Fig. 4 Extraktionsapparatur

1 Kontaktthermometer

2 Rührwerk (POLYTRON)3 Stockthermometer

4 Thermometer für Kühlmantel

5 Heizung6 Befestigung der Abdeckplatte7 Kühlspiralen-Anschluss

8 Abdeckplatte9 Rührkopf (0 = 4,5 cm)

10 Extraktionsgefäss (1 Liter)11 Kühlmantel-Gefäss (3 Liter)12 Heizplatten13 Wasser im Kühlmantel

- 57 -

*!

Ï 1fc?M*=

Abb. 1 Extraktions-Apparatur fur isotherme Wirbeiextraktion (Teilansicht)

von links nach rechts: Schaltrelais fur Kontaktthermomter; Extraktionsgefass mit

Deckel enthaltend v.l.n. r. : Kontaktthermometer; Ruhrkopf mit Abeckplatte (verdeckt);

Stockthermometer; Kuhlmantel mit Kuhlspirale und Thermometer; Leitungen zum

Thermostat.

- 58 -

722 Der Thermostat

Der zum Hopple r-Viskosimeter gehörende Thermostat diente bei allen Wir¬

belextraktionen nur zur Kühlung. Er wurde als Wärmeaustauscher und Umwälzpum¬

pe verwendet.

Dieser Thermostat benützt zur Wärmeübertragung destilliertes Wasser, wel¬

ches durch das mit diesem verbundene, geschlossene System gepumpt wird, in die¬

sem Fall durch die das Extraktionsgefäss umgebende Kühlspirale. Im Kessel des

Thermostaten sind ferner: die Umwälzpumpe, eine Kühl spirale, eine elektrische

Heizung und ein Kontaktthermometer; die beiden letzteren wurden hier ausgeschaltet,

Fig. 5 Ultrathermostat (Höppler)

1 Kontaktthermometer 6 Anschluss für Kühlung2 Motor zu Umwälzpumpe 7 Umwälzpumpe3 Relais zu Kontaktthermometer 8 Destilliertes Wasser

4 Umwälzpumpen-Anschlüsse 9 Gefässmantel

5 Einfüllöffnung 10 Heizspirale

- 59 -

723 Die Kühlung des Thermostaten

Zur Kühlung des Thermostaten wurde aus einem hoch montierten Gefäss Eis¬

wasser durch dessen Kühlspirale geleitet. Schemazeichnung des Thermostaten s.

Fig. 5 pg. 58.

724 Steuerung der Kühleinrichtung

Ein in das Extraktionsgemisch tauchendes Kontaktthermometer schaltete beim

Erreichen der eingestellten Temperatur über ein Quecksilberrelais die Umwälzpum¬

pe des Thermostaten ein. Dadurch wurde, solange notwendig, Wasser von ca. 4 C

durch die Kühlspirale um das Extraktionsgefäss gepumpt.

73 Heizung des E xtr aktions gef ässes

Die Heizung wurde nur für die Versuche bei 40 C zur Erwärmung des Kühlman¬

tels und des Menstruums im Extraktionsgefäss benötigt.

Sie bestand aus zwei horizontalen, parallelen Aluminiumplatten von 9,3 cm

Durchmesser, die unter dem Extraktionsgefäss im Kühlmantel angeordnet waren,

und an die 220 V Spannung angelegt wurde. Der Plattenabstand wurde so eingestellt,

dass im Stromkreis ca. 1, 5 A Heizstrom flössen.

Für die bei 40 C durchgeführten Extraktionsversuche mit 1000 U/Min und 5 Mi¬

nuten Extraktionszeit wurde ausnahmsweise der Thermostat auf 40 C eingestellt.

74 Zentrifuge zur Abrennung der Droge von der Extraktlösung

Es wurde die hängende Laboratoriumszentrifuge ECCO, Type E/5/IV verwen¬

det. Der Einsatz erlaubte gleichzeitiges Zentrifugieren mit 4 Gläsern à ca. 75 ml

Inhalt mit einer Tourenzahl von maximal 3000 U/Min.

- 60 -

«ïAfflS^Sv

Abb. 2 Extraktions-Apparatur für isotherme Wirbelextraktion (Gesamtansicht)

hinten von links nach rechts: Verteilerwürfel; Schaltrelais für Kontaktthermome¬

ter; Extraktions-Apparatur; Ultrathermostat mit Eiswasserkühlung;

vorn von links nach rechts: Amperemeter für Heizungskontrolle; Messinstrumente

für Stromstärke und Spannung am Rührwerk;

am Boden: Transformator.

- 61 -

8 DIE HERSTELLUNG DER EXTRAKTLOESUNGEN, DIE ABTRENNUNG VOM

DROGENMATERIAL UND DIE BESTIMMUNG DER INHALTSSTOFFE

Alle Versuche wurden im Doppel ausgeführt, dies gilt auch für die Perkolation.

81 Die Herstellung der Extraktlösungen

(eingesetzte Mengen an Droge und Menstruum)

Bei allen Extraktionsmethoden, mit Ausnahme der Perkolation, wurden 50 g

Droge mit 500 g Menstruum Ph.Helv. V eingesetzt.

811 Die Mazeration

Es wurden 6 Mazerationen gleichzeitig in 1 L-Erlenmeyerkolben mit Korkstop¬

fen durchgeführt. Je zwei Proben wurden 4, 8 und 16 Tage mazeriert, wobei jede

dreimal täglich eine halbe Minute umgeschüttelt wurde.

812 Die Perkolation

500 g Droge wurden in einem schwach konischen, sog. amerikanischen Perko¬

lator von 3, 5 L Inhalt genau nach der in der Ph. Helv. V beschriebenen Methode aus¬

gezogen. Es wurde soviel Menstruum verwendet, dass 6 Teilperkolate (= TP) von

500 g aufgefangen werden konnten. Der Aufsog beim Einströmen in der Perkolator

betrug 1180 g Menstruum. Ueber der Droge lagen aus technischen Gründen (grosser

Perkolator) noch 1310 g Menstruum. Mit Vorfeuchtung und 6 TP war der Menstruum-

verbrauch 5690 g.

- 62 -

813 Die Turboextraktion

Die Herstellung einer Extraktlösung erfolgte einheitlich folgendermassen:

1) Vorkühlung des Ultrathermostaten mittels Eiswasser auf ca. 4 C bei arbeitender

Umwälzpumpe. Die Kühlspirale am Extraktionsgefäss wurde während der Vorküh¬

lung ausgeschaltet. Ausnahme: Für die bei 40°C und 1000 U/Min mit je 5 Min Ex¬

traktionszeit hergestellten Auszüge wurde der Thermostat auf 40°C eingestellt.2) Einfüllen von 500 g Menstruum ins Extraktionsgefäss.3) Fertigmontage der Apparatur (Rührgerätj Anschluss der Kühlspirale und des

Schaltrelais).4) Einstellen der gewünschten Temperatur am Kontaktthermometer. Umrühren bei

niedriger Tourenzahl, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist. Für Versuche

bei höherer Temperatur gleichzeitiges Heizen.

5) Zugabe von 50 g Chinarinde und Einschalten der gewünschten Tourenzahl.

6) Genau 45 Min nach Schluss des Wirbeins wurde die erste Hälfte des Extraktions¬

gemisches 35 Min bei 2500 U/Min zentrifugiert, genau 2 Stunden nach Schluss

ebenso die zweite Hälfte.

Diese Aufteilung war durch die geringe Kapazität der verfügbaren Zentrifuge

bedingt. Die relativ lange Zeit war notwendig zur Demontierung der Apparatur und

um die Verdunstungsverluste während der Extraktion und während des Zentrifugie-

rens (Extraktions-, resp. Zentrifugierverluste) festzustellen. Diese Daten sind für

die Berechnung der Ausbeuten unbedingt notwendig.

In der folgenden Tabelle 10 sind die ausgeführten Versuche zusammengefasst:

Tab. 10 Durchgeführte Versuche

Versuch Versuch sbedii

No. in die¬

ser Arbeit

Touren¬

zahl

U/Min

Zeit

Min

Tu 1

Tu 2

Tu 3

Tu 4

0

10 000

0

0

0

5

0

0

Tu 5

Tu 6

Tu 7

Tu 8

Tu 9

Tu 10

1000

5 000

10 000

1000

5 000

10 000

60

60

60

5

5

5

Tu 11

Tu 12

Tu 13

0

1000

10 000

0

5

60

*) Trennung von extrahierter Droge und Extraktlösung durch Filtration, jedoch unter

Aufteilung des Extraktionsgemisches in zwei Hälften und analogen Bedingungen wie

beim Zentrifugieren. Die Laufzeit der Zentrifuge wurde dabei durch die Filtrations¬

zeit ersetzt.

Jeder Versuch (No. Tul - Tul3) in dieser Tabelle umfasst 2 Parallelversuche.

tingen Trennverfahren

Temp.

°C

20 Filtration

20 FiltrationVersuchsreihe 1

20

20ZentrifugierenFiltration +

Mazeration *)

(Einfluss der Trenn¬

verfahren)

20 Zentrifugieren Versuchsreihe 2

20 h (Einfluss der Tourenzahl)20 M

20 M ' Versuchsreihe 3

20 II (Einfluss der Extraktions¬

20 11 zeit)

40 II Versuchsreihe 4

40 II (Einfluss der Temperatur)40 II

- 63 -

814 Die Diturboextraktion

Bei der Diturboextraktion wurde genau gleich vorgegangen wie bei der Turbo¬

extraktion. Nach der 1. Extraktion wurde zentrifugiert und die über der Droge ste¬

hende Flüssigkeit abgegossen. Dann wurde der Drogenrest der ersten Stufe mit der

darin zurückgehaltenen Extraktflüssigkeit mit soviel Menstruum Ph.Helv.V versetzt,

dass wiederum 500 g Flüssigkeit die Droge umgaben. Darauf setzte man erneut eine

2. Turboextraktion an.

Es wurden als 5. Versuchsreihe zwei Diturboextraktionen bei 20 C als Paral¬

lelversuche ausgeführt (Versuch Tu 14; I = erste Stufe; II = zweite Stufe). Für alle

Stufen wurden gewählt:

Die Tourenzahl : 5000 U/MinDie Extraktionszeit : 5 Min

82 Die Abtrennung der Extraktlösungen von der teilweise

extrahierten Droge

Um nach beendeter Extraktion eine nachträgliche Mazeration der Droge durch

die Extraktlösung zu verhindern, musste eine sofortige Trennung erfolgen. Dies ist

um so wichtiger, je grösser das Konzentrationsgefälle von der intra- zur extrazel¬

lulären Flüssigkeit im Extraktionsgemisch nach beendeter Extraktion ist. Ferner

musste eine Verdunstung von Lösungsmitteln vermieden werden.

821 Abtrennung der Extraktlösung von der mazerierten Droge

Nach der gewünschten Mazerationszeit wurde ein doppelt gelochter Gummi¬

stopfen auf das Extraktionsgefäss gesetzt, durch welchen ein umgekehrtes, in der

Höhe verstellbares U-Rohr bis in die überstehende Flüssigkeit reichte. An der zwei¬

ten Oeffnung wurde eine Gummiballon-Druckpumpe angesetzt und so der grösste Teil

der überstehenden, weitgehend klaren Extraktlösung dekantiert.

Diese Lösung wurde, wie im folgenden Text unter b) beschrieben, filtriert.

Der Rückstand mit der extrahierten Droge wurde wie folgt filtriert:

a) zuerst durch einen zweiteiligen Aluminiumtrichter nur mit Gaze-Einlage(filtrierende Fläche 20 cm^, Durchmesser 5,1 cm, Gaze: Schuss: 10,6 Fä-

- 64 -

den pro cm, Kette (Zettel): 13,1 Fäden pro cm (= 23, 7 Fäden pro cm ).Die Filtereinrichtung besitzt keine weitere, den Durchfluss hemmende Schi¬

kanen wie z. B. eine Siebplatte), bis das Filtrat höchstens noch stark trüb

war.

b) anschliessend durch ein Chromatographierohr von 3, 2 cm Innen-Durchmes-

ser und 39 cm Länge. Auf die Siebplatte wurde ein zugeschnittenes Rundfil¬

ter, LS-14 Schleicher und Schüll, gelegt. Zur Beschleunigung der Filtration

erzeugte man mit einer Gummiballon-Druckpumpe einen schwachen Ueber-

druck im gefüllten Chromarohr.

822 Abtrennung der Extraktlösung nach der Turboextraktion

Das Trennungsverfahren sollte möglichst wenig von der Korngrössenverteilung

der extrahierten Droge abhängig sein und bei allen Turboextrakten etwa gleichviel

und möglichst kurze Zeit benötigen.

822.1 Filtration

Mit einem bei 10 000 U/Min während einer Stunde gewirbelten Extraktionsge¬

misch wurden Filtrationsversuche durchgeführt. Nur eine Methode, welche auch

diese Suspension von z.T. feinsten Partikeln noch zu klären vermag, ist für die fol¬

genden Versuche geeignet. Eine Abtrennung der groben Drogenteilchen (Grobfiltra-

tion) mit nachfolgender Klärung der Lösung (Feinfiltration) scheint unumgänglich.

Alle Filtrationsversuche mit Watte, Glaswatte oder Gaze scheiterten, danach eini¬

gen Minuten auch diese groben Filter verstopften.

Auch eine Nutsche von 10 cm Durchmesser mit eingelegtem Rundfilter LS-14

Schleicher & Schüll filtrierte nach 10 Min nur noch tropfenweise, selbst bei Anwen¬

dung von Vakuum, das jedoch schon wegen der Menstruumverdunstung nicht in Fra¬

ge kommt.

Am besten bewährte sich bei den wenig gewirbelten Extraktlösungen (10 000 U/

Min während 5 Min) unter den Trennungsmethoden durch Filtration die im Abschnitt

821 beschriebene Aufteilung in die Grob- und Feinfiltration (s. pg. 63). Der Zeit¬

aufwand ist jedoch hier wesentlich grösser als in den nicht gewirbelten Extrakten.

Dieses Filtrationsverfahren wurde daher nur für die entsprechenden Vergleichsver¬

suche verwendet.

Bei der Trennung von extrahierter Droge und Extraktlösung in zwei aufeinan¬

derfolgenden Prozessen a) und b) wurden folgende Filtrationszeiten festgestellt:

- 65 -

Tab. 11 Filtrationszeiten fur die Grobfiltration (a) und die Feinfiltration (b)

Extraktionsgemisch: *) nach a) nach b)

40 g mit 5000 U/Mm 1 Stunde extrahierte 30 Mm 70 Min

Chinarinde mit 500 g Menstruum (Vorversuch)Ausbeute: 346 g Extraktlosung

175 g feuchter Drogenrest

50 g nicht extrahierte Chinarinde mit 500 g 70 Mm 100 Mm

Menstruum

Ausbeute: 380 g Extraktlosung158 g feuchter Drogenrest

50 g Chinarinde mit 500 g Menstruum mit 10 000 240 Min 260 Min

U/Min wahrend 5 Minuten gewirbeltAusbeute: 371 g Extraktlosung

156 g feuchter Drogenrest

*) Diese Mischungen wurden z. T. aus Versuchsruckstanden nur fur diese Filtrations-

versuche hergestellt.

a) = Grobfiltration b) = Feinfiltration (s.pg. 63)

Diese Filtration erwies sich somit als zu stark von der Korngrosse der Droge

abhangig, was der letzte Versuch deutlich zeigt. Es wurde daher nach einem allge¬

mein brauchbaren Trennungsverfahren gesucht.

822.2 Zentrifugleren

Fur das mit 10 000 U/Min wahrend 5 Minuten gewirbelte Extraktionsgemisch

genügte eine minimale Zentrifugierzeit von 20 Min bei 2500 U/Min zur Klarung. Da

die Losungsmittelverdunstung aus den gefüllten, austarierten Zentrifugenglasern in¬

folge verschiedener Fullhohen unterschiedlich ist, wurde aus Sicherheitsgründen die

Maximaldrehzahl von ca. 3000 U/Min nicht voll ausgenutzt.

Um auch feinste Suspensionen sicher zu klaren, werden alle Extraktionsgemi-

sche nach erfolgter Wirbelextraktion 35 Mm bei 2500 U/Min zentrifugiert (siehe auch

unter 813 Herstellung der Extraktlosungen, Turboextraktion, pg. 62).

Die Filtration dient nur zu Vergleichszwecken in Spezialfällen.

Bei 2500 U/Min ergibt sich im Schwerpunkt der Flüssigkeit im Zentrifugenglas

eine Zentrifugalbeschleunigung von 698- g, wobei g in diesem Falle die Erdbeschleuni¬

gung bedeutet.

Berechnung:

P = auf ein Teilchen wirkende Schwerkraft

P' = Zentrifugalkraft (Zentralkraft)m = Masse eines Teilchens g' = Zentrifugalbeschleunigung

- 66 -

v = Geschwindigkeit eines Teilchens im Schwerpunkt der Flüssigkeits¬säule im Zentrifugenglas auf seiner Kreisbahn

r = Bahnradius dieses Teilchens mit der Geschwindigkeit v. Angabe in m.

n = Drehzahl der Zentrifuge, angegeben in U/Min.g = Erdbeschleunigung (9, 81 m • sec-2)

Auf Grund des Newton'schen Kraftwirkungsgesetztes ist P = nvg

oder n„ 2 2

r>t iv

„

,n-2irr>2 1 n -ir . rP

'= m • g1 = m • — = m • (———) • - = ——— m&

r 60 r 900

2 2

g. =

250° •*. r = 68 500 sec"2 • r = 68 500 • 0,1 m • sec"2

900 sec2

6850

9,81= 698 und somit ist P' = 698 P

Die auf die Teilchen wirkende Zentrifugalkraft ist siebenhundertmal grösser

als die entsprechende Gravitationskraft der Erde.

822.3 Filtration des in zwei Hälften aufgeteilten Extraktionsge¬

misches unter analogen zeitlichen Bedingungen, wie sie

beim Z entr if ugier en in zwei Chargen auf treten (s. 813,pg. 62)

Jede Hälfte wird dabei grobfiltriert nach a) (s.pg. 63/64), statt zentrifugiert,

und anschliessend feinfiltriert nach b) (s.pg.64).

Diese Methode ist nur anwendbar bei Drogenmaterial mit wenig pulverförmi-

gen Anteilen. Sie wird in dieser Arbeit nur für die nicht extrahierte Droge verwen¬

det, welche sofort nach Vermischung mit dem Menstruum wieder von diesem getrennt

wird. Ein Vergleich mit der Zentrifugierung als Trennmethode gibt Hinweise auf die

Nachextraktion der Droge durch das reine Zentrifugieren (s.pg. 114 ).

83 Messgrössen

Alle Bestimmungen, mit Ausnahme der Siebanalyse, wurden im Doppel ausge¬

führt. Für eine zweite Siebanalyse war jeweils zu wenig Droge vorhanden.

- 67 -

831 in allen Extrakten

wurden bestimmt:

a) Alkaloide (Gehalt in Prozent der Extraktlösung)b) Gerbstoffe ( " " " " " )c) Totalextraktivstoffe ( " " " " " )d) Dichte in g/cm3e) Viskosität in cP (= Centipoise)f ) Daneben wurden alle Lösungsmittelverluste sowie die Gewichte von dekan¬

tierter Extraktlösung und abzentrifugierter Droge vor und nach der Trock¬

nung festgehalten. Nur der Menstruumverlust während der Extraktion wurde

ergänzt. Mit Hilfe dieser Gewichtsangaben kann auch die in der Droge zu¬

rückgehaltene Extraktlösung berechnet werden.

832 in allen Drogenrückständen

wurde bestimmt:

Die Korngrössenverteilung, d.h. der Anteil der einzelnen Siebfraktionen in

Prozent des Gewichtes der extrahierten Droge.

84 Bestimmungsmethoden

841 Gesamtalkaloide

Die Gesamtalkaloide in Chinarinde und deren Präparaten werden meist nach

der klassischen Methode wie folgt quantitativ bestimmt:

a) Aufschluss der Alkaloidkomplexe mit angesäuertem Wasser.

b) Ausschütteln des alkalisierten Aufschlusses mit Aether-Chloroform-Mi-

schung.c) Destillation des Lösungsmittels und anschliessend Titration der in Alkohol

und Wasser gelösten Alkaloide.

Diese Methode benützt auch die Ph.Helv. V, Suppl.I ', gestützt auf Arbeiten

von Wojahn 'und Vogel und Eubel '. Nach ihr arbeiteten auch Fein¬

stein125', Graetzer76'und Fuchs126'. Mit der Titration der China-Alkaloide

127)befasste sich Poethke .

Er empfiehlt unter anderem Methylrot, evtl. gemischt

mit Methylenblau. Zudem sei eine Alkoholkonzentration der Alkaloidlösung von 30 -

128)40 % am günstigsten. Saunders u. Srivastava empfehlen eine potentiome-

- 68 -

1291

trische Titration der Alkaloide. Lebrun und Mitarbeiter ' beschreiben schliess¬

lich die "Brüsseler Methode vom Mai 1949". Dabei werden die Alkaloide alkalisch

aufgeschlossen, dann mit Benzol extrahiert, die Hydrochloride gebildet und die Ge-

samtalkaloide titriert. Chinin und Cinchonidin werden in die entsprechenden Tartra¬

te übergeführt. Im Tartratgemisch wird der Chininsalzanteil bestimmt. Mittels Ta¬

belle kann aus der Linksdrehung der Tartrate der Gehalt an wasserfreiem Chinin

und Cinchonidin errechnet werden.

Mit der raschen Entwicklung der Kunstharzindustrie wurden auch speziell grob¬

porige Ionenaustauscher in den Handel gebracht, die evtl. auch für den Austausch der

grossen Chininmoleküle geeignet sind.

Jindra u. Pohorsky'

geben eine Vorschrift zur Bestimmung von Alka-

loiden, unter anderem auch für Chinarinde und -Extrakt. Sie arbeiteten mit dem

schwach basischen Anionen-Austauscher AMBERLITE IR-4B (Alkaloide aufschlies-

sen - mit Aether bei NHq-Ueberschuss ausschütteln - Verdampfungsrückstand des

aliquoten Teils in HgSO^ lösen und über die Säule giessen - Eluat potentiometrisch

titrieren). Furr er131' bestimmte die Alkaloide in Chinarinde und Chinatrocken¬

extrakt mittels Säulen- und Kontaktverfahren mit Hilfe des stark sauren Kationen-

Austauschers DUOLITE-C-10. Fischer'arbeitete mit dem stark basischen

Anionen-Austauscher DOWEX-2 im Schüttelverfahren bei 40 - 45°C. Die Methode

soll allgemein für Alkaloide anwendbar sein. Eine später veröffentlichte Untersu-

133)chung vom gleichen Autor gibt Beispiele von Morphin- und Chininbestimmungen.

1341

Kamp' arbeitet mit dem Kationenaustauscher IMAC-C-22 nach der Methode von

131)Fur rer

Die folgenden Autoren arbeiteten schliesslich mit Al90„-Säulen. Tunmann1351

u. H üb mann ' studierten die Alkaloidbasen-Chromatographie auf saurem, Me-1361

thylrot enthaltendem AlgO,. Pfandl und Klotz ' benützten basisches AUO,

und eluierten mit Alkohol von 86 Gew.%.

Im Folgenden soll untersucht werden, ob sich die von Furr er vorgeschlage¬

ne Methode unter Verwendung z.T. neuerer Austauscherharze für die Alkaloidbe-

stimmung in Chinapräparaten eigne. Die Ionenaustauscher-Methode und diejenige

der Ph.Helv. V, Suppl. I, sollen bezüglich Genauigkeit und Zeitaufwand miteinander

verglichen werden.

841.1 Alkaloidbe Stimmung in Chinin-HC 1-Lösung mittels Ionen¬

austauschern .

Diese Vorversuche sollen einen Hinweis geben, ob die vorgesehenen Kationen¬

austauscher für die grossen Chininmoleküle brauchbar sind.

- 69 -

Die verwendeten, stark sauren Kationenaustauscher sind:

Harz: Vernet- Gerüst: aktive Gruppen:

zung:

NALCITEjx HCR-1 Zu- Polystyrol + Divinylbenzol Aryl-SOgNanaii— >t H n mHCR-2

HCR-4

me: 1-4

DUOLITE2v C-10 gross- Phenolharz -CHgSOgNa" C-25 porig Kohlenwasserstoff Aryl-SOnNa

131)Gearbeitet wurde nach den Vorschlägen von Fur rer

'mit Säulen. Die in

der Na+-Form in feuchtem Zustand gelieferten Harze (DUOLITE-C-10 trocken gelie¬

fert) wurden erst mit HCl-2n in die H -Form und anschliessend mitNH, ca. 10-proz.

in die NH.+-Form übergeführt.

Die grobkörnigen DUOLITE-Harze wurden zerkleinert und so gemischt, dass

im feuchten Zustand die gleiche Korngrössenverteilung wiebeidenNALCITE-Harzen

resultierte.

Für die Vorversuche diente eine Stammlösung von Chinin-HCl mit einem durch

alkalische Ausschüttelung bestimmten Gehalt an Chininbase von 1,238 % (= 97, 26 %

der Einwaage an Base). Chinin-Einwaage (als Chinin-HCl mit 5,12 % H,0) entspre¬

chend 1,273 % Base. Dies ist die Grundlage für alle weiteren Berechnungen.

Bei den Bestimmungen wurde wie folgt vorgegangen:

Harzsäule: 8 x 200 mm (Harzvolumen 10 ml/NH4+-Form; 90 % des Harzes von

Korngrösse 0,17 - 0,47 mm (ideal nach Fur r er : 0,17 -0,22 mm)).Rohrlänge 300 mm. Durchflussgeschwindigkeit allgemein 1 ml pro Min.

1) Aufguss von genau 10 ml Chinin-HCl-Stammlösung auf die Säule.

2) Mit Wasser die Säule spühlen bis Abfluss Cl"-frei.

3) Elution des Chinins mit NH, 5 % in Spiritus.

4) Austauscher NH?" -frei waschen.

Die Ausbeuten, ausgedrückt in Prozent der Einwaage, sind in der folgenden

Tabelle 13 zusammengefasst.

Die Durchflussgeschwindigkeit durch die Kolonne war 1 ml pro Minute. Der

Prozess bis und mit Elution dauerte 100 Minuten. Das anschliessende Rückspülen

dauerte meist länger als 290 Minuten.

1) Hersteller: National Aluminate Corporation, Chicago 38, 6216 West, 66th Place.

Vertretung: Hydrochemie, Dreikönigstrasse 21, Claridenhof, Zürich.

2) Hersteller: Chemical Process Company, Redwood City, California, P.O. Box829.

Vertretung: Hydrochemie, Zürich.

- 70 -

Tab. 13 Gefundene Chininbase in Prozent der Einwaage mit verschiedenen Ionen¬

austauschermaterialien

Nalcite-HCR-1 Nalcite-HCR-2 Nalcite-HCR-4

No Ausbeute Zeit

% Min

AI 98,23 400

A4 96,24 468

No Ausbeute Zeit

% Min

A2 100,22 390

A5 92,96 535

A7 102,31 573

No Ausbeute Zeit

% Min

A3 95,89 430

A6 94,40 966

A8 102,23 1460

A9 98,80 1400

Duolite-C-10 Duolite-C-25

No Ausbeute Zeit

% Min

A10 97,09 495

A12 97,22 712

A14 97,46 1079

No Ausbeute Zeit

% Min

All 95,62 409

A13 95,01 500

A15 96,11 675

Die Einwaage war jeweils

0,1273 g Base.

Die Duolite-Harze ergeben geringere Streuung der Resultate als die Nalcite-

Austauscher, letztere dagegen höhere Ausbeuten.131)

Da schon Fur r er' mit Duolite-C-10-Harz arbeitete, wurden in diesem

Falle die Nalcite-Harze zu Versuchen mit Chinarinde herangezogen.

841.2 Die Bestimmung des Ge samtalkaloidgehalte s in Chinarinde

841.21 Die Bestimmung mittels Ionenaustauschern

Die Austauschersäule wird wie oben (vergleiche a)) vorbereitet. Der Versuch

wird jedoch wie folgt durchgeführt:

Zeit:

Min

1) Aufschluss der Alkaloide nach der Ph.Helv. V, Suppl.I-Methode 30

2) Heissen Aufschluss durch ein Papierfilter auf die Kolonne giessen 15

3) Rückstand viermal mit heisser, 2-proz. Ameisensäure auswaschen und

durch das Filter auf die Kolonne giessen 40

4) Kolonne dreimal mit je 10 ml destilliertem Wasser nachspülen 30

5) Entfärbung der Säule mit 50 ml ammoniakalischer Ammoniumchlorid-

Lösung (= Entfärber) 30

6) Kolonne dreimal mit 10 ml destilliertem Wasser auswaschen 30

7) Es wurden in unseren Versuchen alle Filtrate aufgefangen und auf Alka¬

loide untersucht

- 71 -

Zeit:

Min

8) Elution mit alkoholischer, 5-proz. Ammoniaklösung 55

9) Rückspülen der Kolonne Minimum: 190

10) Lösungsmittel verdampfen 15

11) Titration nach Ph.Helv.V 5_Gesamter Zeitaufwand ohne Aufschluss der Alkaloide: 210

Gesamter Zeitaufwnad mit Aufschluss der Alkaloide: 240

Bei diesen Versuchen zeigten sich folgende Schwierigkeiten:

1) Schon bei der Elution der Farbstoffe aus den Kolonnen konnte ein geringer Alka¬

loid-Durchbruch festgestellt werden. Alle abfliessenden Lösungen, mit Ausnahme

des Haupteluates, das nach Vorschrift aufgearbeitet wurde, wurden daher vereinigt,

eingeengt und darin nach Ph.Helv.V, Suppl.I, wie in Chinarindenauszügen der Ge-

samtalkaloidgehalt bestimmt.

2) Die Elution erfolge meist ziemlich langsam, so dass oft mehrere 100 ml Eluier-

mittel benötigt wurden.

3) Trotz der vorgängigen Entfärbung waren die Eluate noch etwas rotbraun gefärbt,

so dass der Mischindikator (Methylrot 0,1-proz. 1 T + Methylenblau 0,05-proz.137)

1 T) , sogenannter Tashiro-Indikator, verwendet werden musste. Auch127)

Poethke und Horn'

empfehlen diese Indikatormischung mit Umschlag grün-

rotviolett (sauer).

4) Trotz Berücksichtigung der Alkaloidgehalte in allen abfliessenden Lösungen sind

die Ausbeuten sehr unterschiedlich.

Die Resultate sind in der folgenden Tabelle 14 zusammengefasst:

- 72 -

Tab. 14 Resultate und Zeitaufwand der Gesamtalkaloidbestimmung in Chinarinde

mittels verschiedener Kationenaustauscherharze

nach Ph.V.x totale Ausbeute:

Ver¬

such

Harz Eluier-

mittel

Eluat Ent-

färber2)%

von Droge

% der

Alkaloide

Zeit

Min

A16 HCR-1 E - 0,685,88

9,7083,30

420

AI 7 HCR-2 E - 0,484,15

9,8984,91 390

AI8 HCR-4 E+Er - 0,191,61

8,7174,75 490

AI 9 HCR-1 Er+E' -

_

7,8667,53 490

A20 HCR-2 E' - 0,191,61

7,9768,47 700

A21 HCR-4 E1 - 0,191,61

6,4255,09 460

A22 HCR-1 E' 9,2979,73

1,3711,76

10,6691,50 630

A23 HCR-2 E* 8,2670,92

0,726,15

10,1186,83 750

A24 HCR-4 E' 9,3380,10

0,615,21

12,58108,04 670

A25 HCR-1 E'+(E) 9,7583,71

1,6414,04

11,5499,09 540

A26 HCR-4 E' 9,2579,43

0,474,01

11,2896,82 810

1) Nach Ph. V. bedeutet: diese Fraktion wurde eingeengt und anschliessend darin der

Alkaloidgehalt nach Ph.Helv. V wie in unseren Extraktlösungen bestimmt.

2) inklusive Auswaschflüssigkeit.

In der Tabelle 14 bedeutet die obere Zahlenreihe in jedem Versuch jeweils den Al¬

kaloidgehalt in % der Droge, die untere Zahlenreihe denjenigen in % des Alkaloid-

gehaltes der Droge.

Die in den Kolonnen "totale Ausbeute" angegebenen Werte sind Summen von Teil¬

ausbeuten und zwar in den

Versuchen A16-A21: Eluat + evtl. Nacheluate + nach Ph.Helv.V aufgearbeiteteEntfärberlösung.

Versuchen A22-A26: nach Ph.Helv. V aufgearbeitetes Eluat und ebenso behandel¬

te Entfärberlösung. Dazu die Nacheluate.

Eluiermittel:

E = NH3-23,4% 21, 35 g + Spiritus 95 Vol.% ad 100 g

Er = E redestilliert 87, 38 g + 12,62 g NH,- 23,4 % (entsprechend dem NH,-Ver¬

lust)J J

E' = 5 % NH3-Gas in Spir. 96 Vol.%

E und Er haben gleichen NH,-Gehalt. Der Alkoholgehalt nimmt von Er über E

nach E' etwas zu.

- 73 -

Versuch

No.

Alkaloide

%v. DrogeVersuch

No.

Alkaloide

%v. Droge

A27 11,65 A30 11,68

A28 11,65 A31 11,65

A29 11,63 A32 11,62

MA27-•A32 U>6466 ...= 11, 647%

Für alle Harze wurde die Durchflussgeschwindigkeit auf 1 ml/Min reguliert.

Eine Bestimmung dauert daher 4 Stunden ohne Berücksichtigung des Rückspulens der

Kolonnen.

841.22 Bestimmung nach der Methode der Ph.Helv.V, Suppl.I'

Die Ph.Helv. V-Methode gab folgende Resultate:

Tab. 15 Die Genauigkeit der Alkaloidbestimmungsmethode der Ph.Helv. V, Suppl.I,

überprüft an Chinarinde

Die maximalen Abweichungen der

Resultate in Prozent vom arithme¬

tischen Mittel (M) sind:

+ 0,29% - 0,23%

Die Streuung s ist 0,000 43

Die mittlere quadratische Abweichung s ist 0,0207

Eine Bestimmung dauert 120 - 150 Min.

Der Vergleich der beiden Verfahren zeigt eindeutig die Ueberlegenheit der kon¬

ventionellen Arzneibuch-Methode. Diese arbeitet bedeutend rascher, als es mit Ionen¬

austauschern möglich ist und ergibt bessere Alkaloidausbeuten bei geringerer Streu¬

ung der Resultate.

Die Gesamtalkaloide werden daher in unseren Arbeiten nach Ph.Helv.V, Suppl.

I, bestimmt, wobei sich für die Extraktlösungen die nachstehend beschriebene An¬

passung der Bestimmungsmethode als notwendig erwies.

841.3 Die Bestimmung der Gesamtalkaloide in den Extraktlö¬

sungen

50 ml Extraktlösung werden auf dem Wasserbad in einer tarierten Kristalli¬

sierschale von ca. 8 cm Durchmesser zur Trockene verdampft (Dauer ca. 3 Stun¬

den), im Exsiccator 30 Min erkalten gelassen und gewogen.

Dieser Roh-Trockenrückstand wird ausgedrückt in Prozent der in der Droge be¬

stimmten Totalextraktivstoffe und dient zur Schätzung der Gesamtalkaloide.

Von der Extraktlösung werden ungefähr 15 g, entsprechend ca. 0,1 - 0,13 g

geschätztem Alkaloidgehalt, in einen 150 ml Normalschlifferlenmeyer gewogen.

- 74 -

Versuch

No.

Alkaloide

% der Lsg.

A3 3 0,830

A34 0,854

A3 5 0,817

Nach Zugabe von 1,5 g Ameisensäure Ph.Helv. V und, wenn nötig Wasser ad 20 g,

wird die gut durchgemischte Probe so lange in ein siedendes Wasserbad gestellt,

bis der Kolbeninhalt noch maximal 10 g wiegt. Nach dem Abkühlen wird die Probe

auf 10 g aufgefüllt und nach der Vorschrift für Chinarinde nach Ph.Helv. V, Suppl.I,

aufgearbeitet.125}

Dieselbe Methode mit geringen Variationen benützten auch Feinstein,

Graetzer 'und Fuchs '. Feinstein gibt vor dem Einengen der Extrakt¬

lösung (Entfernung des Alkohols) 5 ml HCl-2n zu, Fuchs dagegen 2 ml HCOOH

nach Ph.Helv.V, Suppl.I (Verfahren von Wojahn und Erdelmeier ').Die oben beschriebene Methode ergab folgende Resultate:

Tab. 16 Die Genauigkeit der Alkaloidbestimmungsmethode in den Chinarinde-Extrakt¬

lösungen

Versuch Alkaloide M = arithmetisches Mittel

No. % der Lsg.

A36 0 850Die maximalen Abweichungen in

AT7 0 8fiSProzent von M sind:

A38 0^873 "3'63% +2>97%

MA33-A38 = °'848 % (°>8478 %) LsS- = Lösung

Die Streuung s2 beträgt : 0,000438

Die mittlere quadratische Abweichung ist : 0,020 94

Als Stammlösung für diese Versuche diente eine durch Schüttelmazeration

während 5 Stunden 40 Minuten hergestellte Extraktlösung.

50 g Chinarinde wurden mit 500 g Menstruum Ph.Helv. V angesetzt.

842 Die Bestimmung der Gerbstoffe

842.1 Die Bestimmung der Gerbstoffe in der Droge

Obwohl der therapeutische Wert der Gerbstoffe in Chinarinde umstritten ist,

wird deren Bestimmung einen besseren Einblick in die Extraktion dieser Droge er¬

möglichen. Dies ist schon deshalb wichtig, weil die Chinaalkaloide z.T. gebunden

an Gerbstoffe vorliegen.

Uebersicht über die bisher beschriebenen Gerbstoffbestimmungs-Methoden:

Eine reichhaltige Literatur-Zusammenstellung betreffend die quantitative

Gerbstoffanalyse geben G n a m m undFlück.Danach kommen folgende

Methoden in Betracht:

- 75 -

1) Ausnutzung der Aktivität der Gerbstoffe gegen biologisches Material (diese Metho¬

den beruhen auf Eigenschaften, die auch bei der therapeutischen Anwendung von

Gerbstoffen wichtig sind).

a) gravi metrische Hautpulvermethode (z.B. internationale Hautpulvermethode und

141)Vorschlag fur die Ph.Helv. VI ). Man unterscheidet je nach Arbeitsweise:

<x) Schuttelmethode142)143)

ß) Filtermethode144)145)

Herr mann betont, dass die sichersten analytischen Werte mit der interna¬

tionalen Hautpulvermethode gewonnen werden, wenn alle Punkte genau befolgt wer¬

den. In einer spateren Arbeit gibt der Verfasser einen Ueberblick über quali-147)

tative und quantitative Gerbstoffbestimmungsmethoden. Nick empfiehlt, die

zeitraubende Hautpulvermethode durch eine Mikro-Bestimmungsmethode mit Haut¬

pulver zu ersetzen. Das homöopathische Arzneibuch bestimmt die Gerbstoffe

mittels Hautpulvermethode mit Veraschung oder kolorimetrisch nach Fallung mit

149)Zn-Acetat. In emer neueren Arbeit erhielt Her rmann mittels gravimetri-

scher Hautpulvermethode, photometrischer Phosphorwolframat-Methode und ei¬

nem massanalytischen Verfahren mit Na-Hypojodit gut vergleichbare Werte. Er

weist darauf hin, dass auch Phlobaphene, Polyphenolcarbonsauren und Catechine

an Hautpulver adsorbiert werden.

b) kolonmetrische Hautpulvermethode

Prinzip: vor und nach der Entgerbung der Losung mittels Hautpulver werden

die mit einem geeigneten Reagens, z.B. Phosphorwolframsaure nach Fol in,

erzeugten Färbungen kolonmetnert. Die Intensitatsdifferenz dieser Färbungen

kann mittels Eichkurve in Gerbstoffe umgerechnet werden. Dieses Verfahren deu-

149)tet Herr mann ' schon an. Bei sehr stark gefärbten Extrakten, die durch die

Entgerbung stark aufgehellt werden, muss evtl. die Eigenfarbung berücksichtigt

werden (Blindmessung mit Wasser statt Folin-Reagens und Sodalosung).

Der Nachteil der direkten kolonmetrischen Methoden, siehe pg. 76, dass auch

Nichtgerbstoffe wie Flavonole die gleiche Färbung ergeben, fallt bei dieser Methode

dahin, da dieser Fehler bei der Differenzbildung der Färbungen eliminiert wird.151)

c) Agglutinationsmethode'

Prinzip: Diejenige Gerbstoffmenge, die gerade noch totale Agglutination einer

bestimmten Menge roter Blutkörperchen in eiweissfreier (= gewaschener) Suspen¬

sion hervorruft, dient zur Berechnung des Gerbstoffgehaltes. Die totale Aggluti¬

nation wird nach 12 Stunden festgestellt:

mikroskopisch, oder

durch Bestimmung der Blaufärbung mit Eisenchloridlosung.

Nachteil: grosse Streuung bei hohem Gerbstoffgehalt; Blutbeschaffung.

d) kolonmetrische Agglutinationsmethode ':

Das Prinzip ist genau dasselbe wie bei der kolonmetrischen Hautpulvermethode,

nur dass die Entgerbung durch rote Blutkörperchen (von Hammel, Rind oder Zie-

- 76 -

ge) erfolgt. Die Resultate sind stets niedriger als nach der Hautpulvermethode, die

auch Phlobaphene, Farbstoffe und Polyoxycarbonsäuren als Gerbstoffe bestimmt. In

152)seiner neuesten Arbeit verwendet Gstirner Milcheiweiss zur Entgerbung der

Lösung. Vor und nach der Entgerbung wird mit Phosphorwolframsäure in alkalischer

Lösung der Gerbstoffgehalt bestimmt.

2) Fällungsmethoden mitSalzen von Cu, Zn, Sn, Pb etc. :

Prinzip: Die Gerbstoffe werden mit Metallsalzen gefällt und nach einem der fol¬

genden Verfahren bestimmt:

Wägung des Niederschlages

Bestimmung des nicht verbrauchten Metallsalzes und Errechnung des Gerb¬

stoffgehaltes

Waschen des Niederschlages und Ueberführung mittels geeigneter Reagentienin eine kolorimetrisch zu bestimmende Lösung.

153)Fuchs verwendet eine gravimetrische Fällungsmethode, wobei jedoch erst die

Alkaloide durch Aufschluss und alkalische Ausschüttelung mit Aether und Chloroform

entfernt wurden.145)

Herr mann 'ist der Ansicht, dass Methoden, die nicht auf der Gerbwirkung der

Gerbstoffe beruhen, sondern auf deren Fällung oder Löslichkeit, ungeeignet seien;

Metallsalzfällungen seien angängig ', wenn neben viel Gerbstoff wenig Flavone,

Phenolcarbonsäuren und durch Schwermetalle fällbare Stoffe vorhanden seien. H err-

149)mann erhielt bei 10 Stoffen mit der gravimetrischen Cu-Acetat-Methode zu tie¬

fe Werte, trotzdem auch NichtgerbstoffewieKaffesäure als Gerbstoff erfasst wurden.154)

Fuchs und Mitarbeiter 'empfehlen eine Grenzwert-Fällungsmethode, wobei mit

einer für vollkommene Gerbstoffausfällung ungenügenden Menge Schwermetallsalz¬

lösung gefällt, dann filtriert wird. Entsteht bei weiterer Zugabe von Reagens im Fil¬

trat noch ein Gerbstoffniederschlag, so enthält die Droge genügend Gerbstoff.

155)Gnamm erwähnt schon die kolorimetrische Gerbstoffbestimmungsmethode von

Menaul mit Na-Wolframat (Vorschlag 1923; Fällung mit Bleiacetat, Lösung in

Schwefelsäure, Färbung mit Na-Wolframat, Vergleich mit Tanninlösung von bekann¬

tem Gerbstoffgehalt). Diemair und Mitarbeiter'fällten die Gerbstoffe aus Wein

mit Gelatinelösung und Bleiacetat. Der abzentrifugierte Niederschlag wird aufgear¬

beitet und kolorimetrisch mit Na-Wolframat Reagens ausgewertet. Auch die Arbeiten157)

von Friedrich ' basieren auf den Untersuchungen von Menaul und Diemair

(siehe unter: 842.121.1, Aufnahme der Extinktionskurve). Nick ' machte darauf

aufmerksam, dass einmal ausgefällter Gerbstoff nur schwer und unvollständig wieder

in Lösung zu bringen ist. Richter ' fällte die Gerbstoffe mit Zinkacetat. Der

zentrifugierte Niederschlag wird aufgearbeitet und mit Phosphorwolfram säure in

- 77 -

soda-alkalischer Lösung kolorimetriert. Die Werte sollen nahe bei den nach der

internationalen Hautpulvermethode gewonnenen Resultaten liegen. Auch nach

F lück'liefern diese Methoden meist höhere, gelegentlich auch niedrigere

Werte als die internationale Hautpulvermethode. Die Differenzen betragen bis

über 20 %. Der Gerbstoff wird nicht quantitativ gefällt, dafür werden auch ande¬

re Stoffe aus dem Drogenauszug mitgerissen.

3) Verfahren, die die Löslichkeitsverhältnisse der Gerbstoff benützen, wie z. B. die159)

S chultemethode '. Diese Verfahren geben praktisch mit jedem Pflanzen¬

material "Gerbstoffgehalte" und werden daher heute als allgemeine Methoden ab¬

gelehnt.

4) Oxydimetrische Methoden: Der Oxydationswert von Auszügen vor und nach dem

Ausschütteln mit

Carbo adsorbens, oder

Gelatine-NaCl-Lösung

wird bestimmt. So arbeitet z.B. die massanalytische Methode nach Löwen¬

thal.Die Methode ergibt meistens zu hohe Werte, da auch Nichtgerbstoffe

145)adsorbiert werden. Dies bestätigt auch Herrmann

,der die Methode in ei¬

ner späteren Arbeit als einfach und für sehr verdünnte Lösungen geeignet be-lfil)

zeichnet. Bolotnikow u. Schreiber 'schlugen diese Methode für das

neue russische Arzneibuch vor.

842.11 Die Bestimmung der Gerbstoffe nach dem Vorschlag für die Ph.Helv. VI

In Anlehnung an die bewährte internationale Hautpulvermethode nach dem

Schüttelverfahren wurde ein etwas vereinfachter Vorschlag einer Ph.Helv. VI-Vor-

schrift - in Zukunft kurz Ph. Helv. VI-Methode benannt - ausgearbeitet (Vorschlag141)

vom 4.1.1956 ')• Die Methode der Ph.Helv. VI soll nun auf ihre Eignung für un¬

sere Gerbstoffbestimmungen geprüft werden. Rutschmann ' fand mit ihr für

Chinarinde im Mittel 5, 5 % Gerbstoffe. Die maximalen Abweichungen vom arithme¬

tischen Mittel waren + 18,0 % - 20,0 %.

842.111 Vorversuche mit Kastanienholzextrakt von bekannter Zusammensetzung

Es war leider unmöglich, Chinarindenpulver zu beschaffen, dessen Gerbstoff¬

gehalt schon nach dem Schüttelverfahren der international angewendeten Hautpulver¬

methode bestimmt worden war. Es wurde daher zur Abklärung der unter 842.11 be¬

schriebenen Frage unter anderem als Testsubstanz Kastanienholzextrakt benützt,

der auch der "Eidgenössischen Materialprüfungs- und Versuchsanstalt für Industrie,

- 78 -

Bauwesen und Gewerbe" (EMPA), Abteilung III, in St. Gallen zur Ueberprüfung ihrer

Methode dient und uns in verdankenswerter Weise zur Verfügung gestellt wurde. Die

Zusammensetzung dieses Musters wurde uns bekanntgegeben, wobei die Werte einzig

ab und zu nach dem neu zu bestimmenden Wassergehalt zu korrigieren waren.

Methodik der Gerbstoffbestimmung mittels Hautpulver:

Prinzip:

Hautpulver, als tierisches Protein, wird durch eine gerbstoffhaltige Lösung de¬

naturiert und die Lösung dadurch entgerbt. Dazu wird die Lösung entweder mit Haut¬

pulver geschüttelt (Schüttelverfahren), oder durch Hautpulver filtriert (Filterverfahren).

Vor und nach dieser Entgerbung wird der Trockenrückstand der Lösung bestimmt

und die Differenz als Gerbstoffgehalt berechnet.141)

Die für die Ph.Helv. VI vorgesehene Methode lautet zur Zeit folgendermassen ':

"Die im Einzelartikel angegebene Menge Droge von vorgeschriebenem Zerklei¬

nerungsgrad wird in einem Erlenmeyerkolben von 750 ml Inhalt mit 250 ml Wasser

Übergossen, hierauf am Rückflusskühler unter gelegentlichem Umschwenken so zum

Sieden erhitzt, dass bis zum Eintritt des Siedens 10 Min nötig sind, und anschliessend

während 30 Min gekocht. Hierauf wird unter dem Wasserstrahl unter Umschwenken

auf Zimmertemperatur abgekühlt und durch ein Faltenfilter von 10 cm Durchmesser

klarfiltriert (= Filtrat I), wobei die ersten 10 ml Filtrat zu verwerfen sind.

50 ml des Filtrates werden in einem tarierten Veraschungsgefäss (Porzellan¬tiegel, Nickelschale etc.) eingedampft, der Rückstand bei 103 - 105°C bis zur Ge¬

wichtskonstanz getrocknet und gewogen (= T<). Der Trockenrückstand wird verascht

und gewogen (= A^).Weitere 70 ml des Filtrates werden mit 3 g Hautpulver-R während 30 Min stän¬

dig geschüttelt. Hierauf wird durch ein Leinen- oder Baumwolltuch gegossen und der

Rückstand leicht von Hand ausgepresst, und die abgetrennte Flüssigkeit durch ein

Filter von 10 cm Durchmesser filtriert. Vom klaren Filtrat (= Filtrat II) werden50 ml wie oben angegeben zur Trockene verdampft, der Rückstand bei 103° - 105°C

getrocknet und gewogen (= T2). Der Trockenrückstand wird verascht und gewogen(= A2).

Vom Hautpulver wird in einem Blindversuch unter den gleichen Mengenverhält¬nissen der Anteil an wasserlöslichen Bestandteilen durch Ermittlung des Trocken¬

rückstandes bestimmt (= H).Die Berechnung der Gerbstoffmenge erfolgt nach folgendem Schema:

O = lösliche organische Stoffe

M = Nichtgerbstoffe plus Lösliches aus Hautpulver-R

N = Nichtgerbstoffe

Gerbstoff in V5 der eingewogenen Droge."

Diese Vorschrift wurde so weit als möglich eingehalten.

Die verwendeten Apparate und Untensilien:

Um jeglichen störenden Effekt von Kork oder Gummi auszuschalten, wird die

Extraktion der Gerbstoffe in einer Normalschliff-Apparatur ausgeführt, und zwar in

einem Rundkolben von 500 ml. Die Filtration der gerb Stoffhaltigen, sowie der ent-

Tl -Al

T2 " A2M - H

- 79 -

gerbten, vom Hautpulver befreiten Extraktlosungen erfolgt erst grob durch Watte,

dann durch gewohnliche, gefaltete Rundfilter von 11 cm Durchmesser, Typ LS-14

(Schleicher & Schull). Durch einmalige Filtration wird völlige Klarung erreicht. Als

Veraschungsgefasse dienen offene Porzellanschalen von 8-9 cm Durchmesser. Ver¬

ascht wird auf einem Dreibein mit gelochtem Asbestcarton, wobei der Lochdurchmes¬

ser jeweils ca. 3/4 des Schalendurchmessers betragt.

Das Schuttein der Gerbstofflosung mit Hautpulver erfolgt in 150 ml Normal-

schhff-Erlenmeyerkolben auf einer elektrischen Schuttelmaschine (Horizontal-Am¬

plitude: 16 cm; Frequenz: 156 Hin- und Herbewegungen/Min) wahrend 30 Minuten.

Da ein Baumwolltuch zuviel Flüssigkeit aufsaugt ,wird die entgerbte Ex¬

traktlosung erst durch ein Leinentuch gegossen, das zur Entfernung der Appretur1421

mit destilliertem Wasser ausgekocht wurde '. Die Trocknung samtlicher Ruck¬

stande bei 103 - 105 C erfolgt im elektrischen Trockenschrank.

Eingesetzte Mengen an Gerbstoffdroge:

Die internationale Hautpulvermethode der Gerbereifachleute schreibt vor, dass

sich in der zu entgerbenden Losung pro Liter max. 4 - 0, 25 g an Hautpulver zu ad-

142)143)sorbierende Stoffe oder max. 10 g Trockenruckstand befinden dürfen

Auf Grund der neu bestimmten Zusammensetzung unseres Testmusters müs¬

sen, um 1 g gerbende Stoffe in 250 ml Extraktlosung zu erhalten, 1,4144 g Extrakt

eingewogen werden, vergl. Tabelle 17.

Tab. 17 Zusammensetzung unserer Testsubstanz Kastamenholzextrakt, nach dem

Schuttelverfahren der internationalen Hautpulvermethode bestimmt:

I II III IV

Datum 13.11.57 16.1.58 14.2.58

gerbende Stoffe 71,9% 70,70 % 70,57 % 70,46 %

lösliche Nichtgerbstoffe 18,1% 17,80% 17,77% 17,74 %

Unlösliches 0,0% 0,0 % 0,0 % 0,0 %

Wasser 10,0% 11,50% 11,66% 11,80%

Total 100,0% 100,0 % 100,0 % 100,0 %

notige Einwaage :

(fur 1 g Gerbstoff)1,4144 g 1,4170 g 1,4192 g

Kolonne I

Kolonnen II, in, IVAngaben der E. M. P. A. (s.pg. 77/78).errechnete Zusammensetzung nach erneuter

Bestimmung des Wassergehaltes.

- 80 -

Eingesetzte Hautpulvermenge:

Da die Resultate der Gerbstoffbestimmungsmethoden stark von der Qualität des

Hautpulvers abhängen, verschafften wir uns solches von der Gerbereischule Freiberg

in Sachsen, wie es auch von der E.M. P. A. in St. Gallen verwendet und verkauft wird.

Zur Entgerbung mittels Hautpulver wurden 75 ml statt der vorschriftsgemässen

70 ml filtrierter Extraktlösung abpipettiert, um sicher 50 ml entgerbte Extraktlösung

zurückgewinnen zu können.

Die für die Ph.Helv. VI vorgeschlagene Hautpulvermethode macht keine Anga¬

ben über den zulässigen Wassergehalt des Hautpulvers, der aber, für konstante Ein¬

waagen mit verschiedenen Hautpulvermustern (in Apotheken, Industrie etc.), bekannt

sein muss. Bei der internationalen Methode wird das Hautpulver vor dem Schütteln

mit der Gerbstofflösung auf einen normierten Feuchtigkeitsgehalt gebracht.

In unserem Falle wurde daher der Feuchtigkeitsgehalt nach den allgemeinen

Vorschriften der Ph.Helv.V bestimmt und die genau 3 g des getrockneten Materials

entsprechende Menge eingewogen. Der Wassergehalt des Hautpulvers (Partie 153/

Freiberg) beträgt 11,19 %. Demnach ist die einzuwägende Menge 3, 3780 g.

Die Resultate sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Tab. 18 Gerbstoffgehalt von lufttrockenem Kastanienholzextrakt (70, 70 % Gerbstoffe),

bestimmt nach der für die Ph.Helv. VI vorgesehenen Methode:

Versuch

No.

Gerbstoffgehalt (% der

Einwaage)Maximale Abweichungen in % des

arithmetischen Mittels

Ph.Helv. VI dito,-A Ph.Helv.VI dito, -A

Gl 70,58 70,02 -0,85

G2 71,40 71,05 + 1,17

G3 71,03 69,51 -1,02

G4 70,66 69,70

G5 72,31 70,86 +1,57

MG1-G5 71,196 70,228

Ph.Helv. VI dito, -A

Die Streuung s beträgt : 0,494 0,478

Die mittlere quadratische Ab¬

weichung s ist : 0,703 0,691

dito, -A bedeutet: Gerbstoffbestimmung nach Ph.Helv. VI, jedoch ohne Berück-

si chtigung der Aschen der gerbstoffhaltigen (Aj) und der ent¬

gerbten Lösungen (A2) (s.pg. 78).

- 81 -

Schlussfolgerungen aus den bisherigen Resultaten:

Wie die Versuche zeigen, liefert die für die Ph.Helv. VI vorgesehene Hautpul¬

ver-Konventionsmethode, zum Mindesten bei Drogen mit hohem Gerbstoffgehalt,

Resultate, die mit denen des Schüttelverfahrens der internationalen Hautpulverme¬

thode gut übereinstimmen. Die Resultate nach Ph.Helv. VI streuen um den nach der

internationalen Hautpulvermethode gefundenen Gerbstoffgehalt.

Die Abweichungen der Resultate vom arithmetischen Mittel liegen zwar mit ma¬

ximal+1, 57/-0,85 % bedeutend höher als nach der an der E.M. P.A. in St. Gallen

angewandten Methode, deren Ergebnisse erfahrungsgemäss nicht mehr als 0, 5 %

absolut auseinander liegen .

Wenn trotz genau gleichen Vorgehens bei allen Versuchen grössere Unterschie¬

de zwischen den Versuchsergebnissen entstanden, so liegt dies vermutlich an der

weniger schonenden und weniger genau reproduzierbaren Methode der Extraktion

und Filtration der Gerbstoffe bei der Ph.Helv. VI-Methode; dies aus folgenden Grün¬

den:

1) Wenn die Gerbstoffextraktion durch Erwärmen auf einem Asbestdrahtnetz

über offener Flamme vorgenommen wird, besteht, besonders am Anfang,

die Gefahr örtlicher Ueberhitzung oder sogar Verkohlung von Drogenparti¬

keln, wenn die Droge nicht vollkommen benetzt wurde. Die Droge sollte,

sofern diese schwerer als Wasser ist, auf die Flüssigkeit gegeben werden.

2) Das Erhitzen zum Sieden innert 10 Minuten kann nur auf ca. 10 % genau

eingestellt werden.

3) Nach der Extraktion sollte, wie bei der internationalen Vorschrift, auf em

bestimmtes, konstantes Volumen ergänzt werden.

4) Die Filtration dauerte minimal 3 Stunden. Unterschiedliche Filtrationszei¬

ten können, infolge Verdunstens von Lösungsmittel, zu verschiedenen Kon¬

zentrationszunahmen der entgerbten Lösungen und dadurch zu Fehlern füh¬

ren.

Aus den Versuchsergebnissen geht ferner hervor, dass 3 g trockenes Hautpulver auf

75 ml Extraktlösung auch bei hohem Gerbstoffgehalt genügen.

842.112 Hauptversuche mit Succirubra-Rinde

Bei dieser Versuchsreihe wurde, wenn immer möglich, genau gleich vorgegan¬

gen, wie es schon unter 842.111 in der Ph.Helv. VI-Methode (s.pg. 78) bei den Vor¬

versuchen mit Kastanienholzextrakt beschrieben wurde.

Die folgenden Punkte mussten abgeändert werden:

- 82 -

Drogeneinwaage :

Auf Grund des hohen Totalextraktivstoffgehaltes (ca. 50 %) der Chinarinde mit

nur geringem Gerbstoffanteil muss die Einwaage der Vorschrift über den Trocken¬

rückstand der zu entgerbenden Lösung der internationalen Hautpulvermethode ange-

passt werden(pg. 79).Es wurden 5 g lufttrockene Chinarinde pro Bestimmung, d.h.

auf 250 g Wasser, eingewogen, entsprechend maximal 10 g Trockenrückstand pro

Liter (50 % Totalextraktivstoffe).

Filtration:

Der orangefarbene, gerbstoffhaltige Auszug war trübe. Eine Klarfiltration war,

auch bei mehrmaliger Passage des gleichen Filters, mit folgenden Papieren unmög¬

lich:

LS-14 (normales Laboratoriumsfilter) von Schleicher & Schüll

No. 1575 (Hartfilter) gefaltet von Schleicher & Schüll

No. 1575 auf Nutsche (nach kurzer Zeit Verstopfung und sehr langsamer Ab-

fluss).

Der Auszug wurde daher, nach Grobfiltration durch einen mit einem Wattebausch

versehenen Glastrichter,während 35 Min bei 2500 - 2700 U/Min zentrifugiert (vergl.

822.2, pg. 65). Die nach dem Zentrifugieren dekantierte Flüssigkeit ist als z.T.

kolloidale Lösung immer noch schwach opaleszierend.

Die weitere Aufarbeitung erfolgte genau wie bei den Vorversuchen mit Kasta-

nienholzextrakt.

Die Resultate sind in Tabelle 19 zusammengefasst:

Tab. 19 Resultate der Gerbstoffbestimmung in Chinarinde nach dem Vorschlag für

die Ph.Helv. VI

Versuch:

No.

Gerbstoff gehalt (% der Einwaage)nach:

Ph.Helv.VI dito, -A

maximale Abweichungen in % des


Ph.Helv.VI dito, -A

G6

G7

G8

9,82 9,03

11,26 10,79

10,36 9,96

-6,30 -9,03

+7,45 +8,70

MG6-G8 10,480 9,927

dito, -A = Gerbstoffbestimmung nach Ph.Helv. VI, jedoch ohne Berücksichtigungder Aschen der gerbstoffhaltigen (A..) und der entgerbten Lösung (A?).

Ph.Helv.VI dito, -A

Die Streuung s beträgt 0,526 0,775

Die mittlere quadratische Abweichung s ist 0,725 0,880

- 83 -

Schlussfolgerung aus den Gerbstoffbestimmungen der Chinarinde:

Trotzdem auch hier, wie beim Kastanienholzextrakt, die drei Versuche paral¬

lel, unter gleichen Bedingungen und gleichzeitig durchgeführt wurden, liegen die Ein¬

zelwerte bedeutend weiter auseinander. Dies kann z.T. auf den viel geringeren Gerb¬

stoffgehalt von Chinarinde, z. T. auf die Differenz bei der Herstellung des Extraktes

aus Chinarinde zurückgeführt werden. Als Vergleich diene die Arbeit von Rut s ch -

mann . Die Autorin fand unter 6 gerbstoffhaltigen Drogen am schlechtesten re¬

produzierbare Werte mit Chinarinde.

Diese Methode arbeitet zu ungenau, besonders unter Berücksichtigung des gros¬

sen Zeitaufwandes für die Wägungen bis zur Gewichtskonstanz, sowohl der leeren

Schalen als auch der eingedampften Auszüge. Es sollte daher eine geeignetere Me¬

thode der Gerbstoffbestimmung gesucht werden.

842.12 Die unseren Bedürfnissen und Möglichkeiten angepasste, kolorimetrische

Hautpulvermethode:

Die Wahl fiel auf die kolorimetrische Bestimmung der Gerbstoffe vor und nach

der Entgerbung mit Hautpulver (s. unter 842.1, pg. 75). Da die Entgerbung mit Haut¬

pulver weitgehend den biochemischen Vorgängen bei der Therapie entspricht, kann

auf Grund dieser Bestimmungen direkt auf die therapeutische Wirksamkeit geschlos¬

sen werden.

Der Ersatz der Gravimetrie durch die Kolorimetrie verspricht eine starke

Vereinfachung bei bedeutender Zeitersparnis. Es ist auch zu erwarten, dass die ko¬

lorimetrische Methode dank ihrer Empfindlichkeit zu besser reproduzierbaren Wer¬

ten führt und somit die hauptsächlichen Fehlerquellen bei der gravimetrischen Haut¬

pulvermethode eliminiert.

Das Kolorimeter:

Für die folgenden Arbeiten wird das Spektralphotometer und Kolorimeter

"Spectronic-20" *) verwendet. Das Instrument erlaubt Messungen in den Bereichen:

375 - 650 mu mit Photozelle RCA - 5581 /5-52 / USA

650 - 950 mu mit Photozelle RCA - IP 40 / 4 - 29A / USA und Rotfiltereinsatz.

Die effektive Bandbreite ist über den ganzen Wellenlängenbereich konstant und be¬

trägt 20 mu.

*) Hersteller: Bausch & Lomb Optical Co., Rochester, N.Y., USA;

Vertretung für die Schweiz: Bachofen & Co., Streulistr. 19, Zürich 7/32.

- 84 -

Der genaueste Ablesebereich des Instrumentes liegt bei 25 - 65 % Transmissi¬

on. Es wurden zylindrische Cuvetten von 1 Zoll (= 2,48 cm) Durchmesser verwendet,

um auch schwächste Färbungen noch erfassen zu können.

Das Kolorimeter erlaubt Extinctions- und Transmissionsgrad-Ablesung. Bei

allen Messungen wurden, dank der linearen Skala, Transmissionsgrade (\^) abgele¬

sen und anhand der Formel £ = 2 - log&j, die Extinktion (£.) berechnet.

Da sich bei verschiedener Stellung der Cuvetten unterschiedliche Resultate

zeigten, wurde die günstigste Cuvettenlage bestimmt. Die Cuvetten wurden zu diesem

Zwecke numeriert, mit Wasser gefüllt und im Cuvettenhalter unter Lichtabschluss

um 360 gedreht unter gleichzeitiger Beobachtung der Transmissionsgrad-Schwan¬

kungen. In der folgenden Zeichnung ist für jede Cuvette der günstigste Bereich an

deren Halter markiert:

1

+ 3%Cuvette:

Schwankungen von :

(bei Drehung um 360° bei 675 mp) ^ ^

Cuvettenstellung: -|—/ \

M : Marke auf Cuvette j I

C : Cuvettenhalter -^A M I

Fig. 6 Die günstigste Stellung der Cuvetten

Der Bereich mit den geringsten Schwankungen bei Drehung der Cuvette wurde

festgestellt, dessen Mitte als günstigste Cuvettenstellung markiert und diese Stel¬

lungen bei allen zukünftigen Messungen eingehalten.

Die Transmissionsgrade der mit Wasser gefüllten Cuvetten:

Bei der vorgesehenen Differenzmessung der Farbintensität fallen bei Verwen¬

dung der gleichen 2 Cuvetten alle Blindwerte weg. Diese Daten wurden daher nur für

den Fall des Verlustes einer Cuvette hier festgehalten. Es wurden unabhängig von

der Wellenlänge (Grauwert) die folgenden Resultate gefunden:

Tab. 20 Transmissionsgrade der Cuvetten

Cuvette: Transmissionsgrad: Extinktion:

1 99,04% 0,00419

2 99,22% 0,003 40

3 100,00% 0,000 00

Für alle Messungen wurde Cuvette 3 mit Wasser gefüllt, Cuvette 2 mit der zu kolo-

- 85 -

rimetrierenden Lösung. Cuvette 1 diente als Reserve.

Herstellung des Phosphorwolframsäure-Reagens.

Es wurde das schon von Gstirner und Mitarbeitern sowie von Rich¬

ter'verwendete Phosphorwolframsäure-Reagens nach Folin benützt.

Herstellung: 100 g Na-Wolframat + 80 ml 85-proz. Phosphorsäure werden mit

750 ml destilliertem Wasser 3 Stunden am Rückflusskühler gekocht.Nach dem Erkalten wird mit Wasser auf 1000 ml ergänzt.

Dieses Reagens ergibt mit Gerbstoffen und gewissen Polyphenolen in alkalischer Lö-

152)sung eine intensive Blaufärbung. G stirner hat die Spezifität dieser Reaktion an

über 20 Substanzen geprüft. Er fand, dass einwertige Phenole nicht reagieren, dage¬

gen zweiwertige o- und p-ständige Phenole. Dreiwerte Phenole mit vicinaler Stellung

der Hydroxylgruppen reagieren stark. Ascorbinsäure reagiert ebenfalls positiv.

842.121 Vorversuche mit Kastanienholzextrakt

Einwaagen:

Unser Kastanienholzextrakt enthält 70, 70 % Gerbstoffe. Auf Grund der interna¬

tionalen Hautpulvermethode muss die zu entgerbende Lösung 4 - 0, 25 g Gerbstoffe

oder 5,658 - 0,35 g Kastanienholzextrakt pro Liter enthalten.

Um schon von Anfang an analog zu diesen Versuchsbedingungen zu arbeiten,

wurde für alle Versuche von einer Stammlösung mit 0,5658 g Kastanienholzextrakt

in 100 ml ausgegangen und diese für die Messungen je nach Bedarf verdünnt.

Herstellung der Messlösungen:

Z.T. gestützt auf die Arbeiten von Gstirner 'und Richter 'wurden

alle Messlösungen wie folgt hergestellt:

10 ml entsprechend verdünnte Gerbstofflösung werden in einen 100 ml Mess¬

kolben abpipettiert, 3 ml Folin-Reagens zugegeben, umgeschwenkt, mit einer Lö¬

sung von 15 % Na2CO, sicc. in Wasser ad 100 ml aufgefüllt und gut gemischt. Ge¬

nau nach 5 Min wird bei Wellenlänge 720 mju kolorimetriert. Als Vergleichslösung

dient Wasser, dessen Transmissionsgrad gleich 100 % angenommen wird.

Die einzelnen Punkte dieser Vorschrift werden noch genauer untersucht wer¬

den.

157)842.121.1 Die Extinktionskurve: Friedrich hat in seiner Arbeit

die Extinktionskurve für eine Lösung von 100 mg Tannin (Merck) pro Liter bei 1 cm

Schichtdicke aufgenommen. 1 ml der Tanninlösung +0,5 ml Folin -Reagens +

8, 5 ml einer Lösung von 500 g Na„C03 crist. pro Liter wurden gemischt und je¬

weils nach 2 Min kolorimetriert. Die Werte sind in der folgenden Tabelle 21 an¬

gegeben. Die Beständigkeit der Färbung nahm mit zunehmender Konzentration der

- 86 -

Gerbstofflösung ab. Diese Erscheinung zeigt sich sowohl in einer frischen, als auch

in einer im Verlaufe einer Bestimmungsmethode mit Pb-Acetat oder Zn-Acetat dena¬

turierten und anschliessend aufgearbeiteten Gerbstofflösung.

Tab. 21 Werte der Extinktionskurve für Tannin (-Merck) nach Friedrich

Wellenlänge Extinktion Wellenlänge Extinktion

nui mju

750 0,725 530 0,348

720 0,785 500 0,255

660 0,750 470 0,202

610 0,625 420 0,170

570 0,475

Die Intensität der Blaufärbung ist nach Friedrich von der Art der Gerbstoffe ab¬

hängig. Das Adsorptionsmaximum der blauen Komplexverbindung liegt jedoch, wie

mehrere Autoren annehmen, unabhängig vom Gerbstoff, bei 720 mu.

Die zu messenden Lösungen sind klar und haben keine Eigenfärbung neben der

blauen Phosphorwolframat-Komplexfarbe.

Die Wellenlänge 720 mp wurde auch für diese Arbeit gewählt.

Ueberprüfung der Extinktionskurve:

Da die blaue Farbe der Lösung nach einigen Stunden in Gelb übergeht, müsste

für jeden Punkt der Extinktionskurve eine frische Lösung hergestellt und nach genau

gleicher Zeit, z. B. 5 Min, kolorimetriert werden.

Für die Ueberprüfung des Extinktionsmaximums wurde eine durch den Wolfram-

Gerbstoff-Komplex blau gefärbte Lösung mit 0,4 mg Kastanienholzextraktgerbstoffen

pro 100 ml (= Messlösung) kolorimetriert.

5 Minuten werden für die Bereitung aller Messlösungen genügen.

Nach genau 5, sowie nach jeder weiteren Minute, wurde die Messlösung gegen

Wasser als Blindwert kolorimetriert. Für jede Messung wurde die Wellenlänge ge¬

ändert.

Aus zwei zeitlich 4 Minuten auseinanderliegenden Messungen bei gleicher

Wellenlänge wurde die Transmissionsgradzunahme pro Minute als 0, 75 % absolut

berechnet. Alle Transmissionsgrade wurden sodann auf den Zeitpunkt der ersten

Messung nach 5 Minuten umgerechnet, wobei sich eindeutig ein Extinktionsmaxi¬

mum (Transmissionsgradminimum) bei 720 mu ergab.

Bei der kurzen Versuchsdauer von nur 7 Minuten spielt die Verschiebung der

Extinktionsmaxima der blauen Messlösung durch deren Verfärbung nach gelb noch

keine Rolle ; die Resultate sind in Tabelle 22 (pg. 87) zusammengefasst.

Tab. 22 Ueberprufung des Extinktionsmaximums

berechnete Werte:Ablesungen:

Zeit Wellen- Trg.Min lange (H20 = 100 %)

5 650 mp 22, 7 %

6 700 mu 21,0%

7 720 mu 21,5 %

8 750 mu 24,0 %

9 800 mu 32, 0 %

10 710 mp 24,0 %

11 720 mp 24,5 %

12 730 mu 25,5%

Trg. - Trg. corr

Zunahme (5 Min)(0,75%/Min)

0 % 22,7 %

0, 75 % 20,25 %

1,50 % 20,00 %

2, 25 % 21,75 %

3, 00 % 29,00 %

3, 75 % 20,25 %

4,50 % 20,00 %

5, 25 % 20,25 %

Trg. = abgelesener Transmissionsgrad als Prozente desjenigen von Wasser

Trg. corr. = abgelesener Transmissionsgrad, vermindert um dessen Zunahme

durch Entfärbung der Messlosung seit der ersten Messung nach 5 Mi¬

nuten (Ausschaltung des veränderlichen Faktors Zeit).

Ein analoger Versuch mit üblicher Photozelle (RCA/5581/5-52) und ohne Rot¬

filter zeigte standige Abnahme des Transmissionsgrades von 436 - 650 mju.

842.121.2 Die Haltbarkeit der gefärbten Losungen: 10 ml einer Ka-

stanienholzextraktlosung von 5,656 mg/100 ml wurden, wie auf pg. 85 beschrieben,

kolonmetnert und die Vergleichsmessungen in verschiedenen Zeitabstanden wieder¬

holt.

Tab. 23 Transmissionsgradzunahme der blau gefärbten Messlosung als Funktion

der Zeit

jede Messung erfolgte gegen

Wasser, dessen Transmis-

sionsgrad gleich 100 % ge¬setzt wurde.

Die Transmissionsgradzunahme betragt durchschnittlich 0, 9 Skalenteile (%)

pro Minute und ist linear proportional zur Zeit.

Nach einigen Stunden ist die ursprünglich blaue Losung gelb gefärbt.

Zeit in Transmissions-

Minuten: grad in % :

3 18,7

5 19,9

31 44,0

- 88 -

842.121.3 Der für die Messung geeignete Gerbstoffkonzentra-

tionsbereich (siehe pg. 84): 0, 2829 g Kastanienholzextrakt wurden im Mess¬

kolben auf 1000 ml ergänzt als Stammlösung (Stl.I) und Stufe I für die folgende Ver¬

dünnungsreihe, welche kolorimetriert wurde.

Tab. 24 Ermittlung der höchsten, noch genau messbaren Gerbstoffkonzentration

Stufe II

Stl.I

ml

10

20

30

Stl.

+ H20ad ml

100

100

100

Stufe ni *) Messresultat:

Drogen-konz.:

mg/100 ml

Drogen-konz.:

mg/100 ml

Gerbstoff -

konz. :

mg/100 ml

Trans¬

mission:

£% v.H20

Extink¬

tion:

2,829 0,2829 0,2 49,5 0,30 539

5,658 0,5658 0,4 21,0 0,67 778

8,487 0, 8487 0,6 9,5 1,02 228

Stammlösung

100 ml von Stammlösung I werden im Messkolben auf 1000 ml ergänzt (Stl. H;

Drogenkonzentration 2,829 mg/100 ml) als Stufe I der nachfolgenden Untersuchun¬

gen:

Tab. 25 Ermittlung der niedersten, noch genau messbaren Gerbstoffkonzentration

Stufe II

sti.n

ml

100

75

50

35

25

10

+ H20ad ml

100

100

100

100

100

100

Stufe III *) Messresultat:

Drogen-konz. :

mg/1001

Drogen-konz.:

ml mg/100 ml

Gerbstoff-

konz.:

mg/100 ml

Trans¬

mission

&% v.H20

Extink¬

tion:

2,829 0,2829 0,20 49,50 0,30 54

2,122 0,2122 0,15 61,00 0,2147

1,414 0,1414 0,10 74,00 0,1308

0,990 0,0990 0,07 81,50 0,0888

0,707 0,0707 0,05 86,00 0,0655

0,283 0,0283 0,02 93,75 0,0280

Stl. = Stammlösung

*) = Messlösung; siehe unter "Herstellung der Messlösungen" (pg. 85).

In den günstigten Messbereich des Instrumentes fallen Gerbstoffkonzentrationen

von 0,07 mg/100 ml bis 0,40 mg/100 ml.

842.121.4 Die notwendige Menge Folin-Reagen s pro 100 ml Mess¬

lösung: 10 ml einer Kastanienholzextrakt-Stammlösung mit 5,656 mg/100 ml

wurden unter Zusatz verschiedener Mengen F o 1 in-Reagens kolorimetriert. Es

wurden 3 solche Versuchsreihen durchgeführt.

- 89 -

Die Gerbstoffkonzentration der Messlösung ist 0,4 mg/100 ml (entsprechend

0,5656 mg Extrakt/100 ml) und bleibt konstant. Es ergaben sich die Extinktionswerte

der folgenden Tabelle 26:

Tab. 26 Einfluss der Reagenszugabe auf die Intensität der Blaufärbung

Reagenszugabe pro 100 ml Messlösung:

2 ml 3 ml 4 ml

Extinktionen:

1.

2.

Reihe

Reihe

0,6716

0,6882

0,6716

0,6778

0,6656

0,6576

M,« = Dure

schnittswert

3. Reihe 0,6666 0,6676 0,6676

M1-3

0,6755 0,6723 0,6636

Die Versuche zeigen, dass 3 ml Fol in-Reagens genügen, um auch in den

konzentriertesten, für unsere Messungen in Frage kommenden Gerbstofflösungen

eine vollkommene Blaufärbung hervorzurufen.

842.121.5 Der Einfluss der Konzentration der Sodalösung: 10ml

Stammlösung mit 5,658 mg Droge/100 ml wurden nach Zugabe des F ol in -Reagens

mit 10-, 15- oder 20-proz. Sodalösung (Na2COn sicc. ) ad 100 ml verdünnt und ko-

lorimetriert. Dabei wurden folgende Extinktionswerte erhalten:

Tab. 27 Einfluss der Konzentration der Sodalösung auf die Intensität der Blaufärbung

Sodalösung:

10 % 15% 20%

Extinktionen:

1. Reihe 0,6925 0, 6990 0,6778

2. Reihe 0,7055 0,6925 0,6861

Durchschnittswert 0,6990 0,69575 0,6820

Wie die Versuche zeigen, nimmt die Intensität der Färbung mit zunehmender

Konzentration der Sodalösung etwas ab.

Unterschiedliche Extinktionswerte trotz Messlösungen gleicher Herstellung

und gleicher Gerbstoffkonzentration liegen im Bereiche des Versuchsfehlers.

842.121.6 Aufnahme der Eichkurve mit Kastanienholzextr ak t :

Dies geschah nur in Ermangelung einer Standard-Chinarinde.

- 90 -

Die Eichkurve soll:

a) zeigen, ob die Blaufärbung mit Phosphorwolframsäure dem Lambert-Beer-

schen Gesetz folgt, d.h. ob die Extinktion eine lineare Funktion der Konzentra¬

tion der Gerbstofflösung sei.

b) ermöglichen, aus der Extinktion einer Lösung die zugehörige Gerbstoffkonzentra¬

tion rasch abzulesen.

Infolge Angleichung der kolorimetrischen an die internationale Hautpulverme¬

thode wird ein unterschiedlicher Gerbstoffgehalt der zu analysierenden Lösung schon

vor der Entgerbung durch entsprechende Vorverdünnung ausgeglichen. Die gerbstoff-

haltige und die entgerbte Lösung eines Versuches wurden nach gleicher Verdünnung

kolorimetriert. Die Messlösungen aller zukünftigen Bestimmungen haben daher un¬

gefähr den gleichen Gerbstoffgehalt von ca. 0,32 mg/100 ml (Messung £„). Ihr Nicht-

gerbstoffgehalt£2 ist viel geringer, ca. 0,075 mg/100 ml (Messung £,), variiert aber

zwischen den einzelnen Bestimmungen trotzdem nur wenig. Die Extinktionen der an

Hautpulver adsorbierten Stoffe (£. -£„ = £„) der Lösungen ändern wenig und machen

daher nur ein kurzes Stück der Extinktionskurve aus.

Die Eichkurve wurde nur zur Kontrolle von Punkt a) (s. oben) über einen mög¬

lichst weiten Bereich ausgedehnt.

Die gefundenen Werte sind Vergleichswerte, die aussagen, wieviel Kastanien-

holzextraktgerbstoffen der Gerbstoffgehalt einer Droge entspricht.

Für die Ausmessung von 3 Eichkurven wurden 3 Stammlösungen folgender Kon¬

zentration hergestellt:

Stammlösung A mit 5,656 mg/100 ml für 5 Punkte der Eichkurve, dann daraus

Stammlösung B mit 2,828 mg/100 ml für die niederen Gerbstoffkonzentrationen.

Stammlösung C mit 565,6 mg/100 ml wurde entgerbt und diente nach 100- sowie

200-facher Verdünnung (Tab. 28, No. 15/16 NG.) als Ausgangslösung für die Kolo-

rimetrierung der Nichtgerbstoffe. Die Resultate finden sich in Tabelle 28, pg. 91

Prüfung des Hautpulvers auf Abgabe wasserlöslicher, mit F o 1 in-Reagens eine

Färbung erzeugender Stoffe:

In Zukunft werden nur noch 50 statt 75 ml der zu analysierenden Lösung mit

ca. 2 g lufttrockenem Hautpulver (2,0 statt 3,0 g getrocknetes Material) entgerbt,

da nur 10 ml des daraus gewonnenen Filtrates für eine kolorimetrische Bestimmung

benötigt werden.

2, 2381 g Hautpulver wurden mit 50 ml Wasser 30 Min geschüttelt, dann klar¬

filtriert. 10 ml Filtrat, im Messkolben auf 1 L ergänzt, davon 10 ml aufgearbeitet

und kolorimetriert, ergaben einen Transmissionsgrad von 98,25 % gegenüber 99,22 %

der gleichen, nur mit Wasser gefüllten Cuvette. Da dieser Fehler von ca. 1 Prozent

bei weitem innerhalb der Streuung der Resultate der Gerbstoffbestimmung liegt,

- 91 -

Tab. 28 Die für die Eichkurve gemessenen Werte

No. Stufe II Stufe in *) Messresultate;

Stl.A +

ml

H20ad ml

Drogen -

konz. :

mg/100 ml

Gerbstoff-

konz.:

mg/100 ml

£1 h £G

1 100 5,6560 0,40 0,672 0,040 0,632

2 90 100 5,0904 0,36 0,598 0,037 0,561

3 75 100 4,2420 0,30 0,497 0,031 0,466

4 60 100 3,3936 0,24 0,379 0,025 0,354

5 50

Stl.B +

100

H20

2,8280 0,20 0,310 0,022 0,288

6 100 2,8280 0,20 0,309 0,022 0,287

7 90 100 2,5452 0,18 0,279 0,020 0,259

8 75 100 2,1210 0,15 0,219 0,018 0,201

9 60 100 1,6968 0,12 0,164 0,015 0,149

10 50 100 1,4140 0,10 0,133 0,013 0,120

11 35 100 0,9898 0,07 0,088 0,011 0,077

12 25 100 0,7070 0,05 0,065 0,010 0,055

13 10 100 0,2828 0,02 0,028 0,007 0,021

14").

0 100 0,0000 0,00 0,005 0,005 0,000

NG. + H20 xlO"2 xlO"3

15 100 (565, 6-G') (400-G') 0,040

16 50 100 (282,8-^) (200-Ç) 0,022

*) = Messlösung (pg. 85)

£1 = Extinktion der Gerbstoffe + Nichtgerbstoffe + Glas + Lösungsmittel

£2 = Extinktion der Nichtgerbstoffe + Glas + Lösungsmittel

£G= Extinktion der Gerbstoffe

G' = mg entzogene Gerbstoffe aus 100 ml Stammlösung C

") = Mittel aus 5 Bestimmungen

£2 : sämtliche Zwischenwerte wurden aus No. 14/15/16 berechnet.

Stl. = Stammlösung

NG.= entgerbte Lösung, dann 100-fach verdünnt

y,betreffend ungerade Zahlen, siehe pg. 93.

- 92 -

Extinktion.

Fi i1

!-

i i-

1

1 | ! i

\-

-i

!-

-0.7-

1

,i 1

1

i

' ;

y-0.6-

't I ! i

~\ ,

| !- - -/

y1I 1 i 1

*

I-

ZL0.5

1 I ,

--

i

- ._ - —

Ii

'

!

-0,4-. 1

"*"

"- j --

1>

-i-013-1

_.

i\

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- 1 _ 1

W-- -

1 i l

! i -

'

"

1-0.1 :

'! i

i \-

i

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~H1

-t" p-

1 T

'

01 0,2-1

- -|

0 i U,J | 0.4

1

0 3

1 i'

4,0 ml

,

1 I 1 i Kastanienholzextrakt-Gerbstoff in mk/io

Fig. 7 Eichkurve für die Gerbstoffbestimmung

Extinktion der blauen Gerbstoff-Komplexfärbung mit F o 1 i n-Reagens

als Funktion der Kastanienholzextraktgerbstoff-Konzentration

wurde er für unsere Berechnungen sowohl der Eichkurve, als auch der Endresultate

nicht berücksichtigt.

Die Eichkurve folgt praktisch dem Lam bert-Beer sehen Gesetz. Sie hängt,

streng genommen, in der Mitte etwas durch. Da alle unsere Messungen bei annä¬

hernd derselben Gerbstoffkonzentration erfolgen und das Durchhängen nur über einen

sehr grossen Konzentrationsbereich bemerkbar ist, ist dies für uns belanglos.

Die Variationsbreite der Extinktionswerte in je drei Parallelbestimmungen für

einen Punkt der Eichkurve ist bei allen Konzentrationen gering.

Die Zeitersparnis gegenüber der Gravimetrie ist gross. Aus der gezeichneten

Eichkurve wird auf Grund der Extinktion die zugehörige Gerbstoffkonzentration (= G)

in mg pro 100 ml abgelesen. Diese wird wie folgt berechnet:

G = 0,7046 • mg KE/100 ml wobei KE die entsprechende Kastanienholzex-

traktkonzentration mit einem Gerbstoffgehalt zur Zeit der Aufnahme der Eichkurve

von 70,46 Prozent ist.

- 93 -

Zwecks Vereinfachung wurden die Kastanienholzextrakteinwaagen für alle Ver¬

suche konstant gehalten und der durch Feuchtigkeitsaufnahme etwas sinkende Gerb-

stoffgehalt bei den Rechnungen berücksichtigt. Die Gerbstoffkonzentrationen der

Messlösungen für die Eichkurve sind daher keine runden Zahlen.

842.122 Hauptversuche mit Chinarinde

Auf Grund der guten Ergebnisse mit Kastanienholzextrakt wurden die Versuche

auch auf Chinarinde ausgedehnt. Es interessierte uns vor allem:

die absolute Grösse der Gerbstoffwerte, verglichen mit den nach dem Vor¬

schlag für die Ph.Helv. VI gewonnenen Resultaten,

die Streuung der Resultate,

der Zeitaufwand.

Die Bestimmungsmethode ist folgende:

Einwaage: 5 g Chinarinde auf 250 ml Wasser

Extraktion: nach dem Vorschlag für die Ph.Helv. VI

Trennung der Droge und Extraktlösung: Grobfiltration

durch Watte, dann zentrifugieren 35 Min bei

2500 - 2700 U/MinVerdünnung: 10 ml zentrifugierte Lösung + Wasser ad

1000 ml, davon

kolorimetrieren: 10 ml nach Aufarbeitung

Es wurden die folgenden Werte erhalten:

siehe auch:

pg. 82

Pg. 77

pg. 82

pg. 85

Tab. 29 Resultate der Gerbstoffbestimmung in Chinarinde nach der kolorimetrischen

und der gravimetrischen Hautpulvermethode

Versuch kolorimetrisc

Gerbstoff-

gehalt: %

h:

AM max.

in%

gravimetrisch: *)

nach Ph.Helv. VI

% der Droge

G9

G10

Gll

7,70

7,05

7,29

+4,81

-4,04

9,82

11,26

10,36

MG9-G11 7,347 10,48

s2

s

0,108

0,329

0,526

0,725

*) Die 3 Gerbstoffgehalte, sowie s und s sind hier nur zum Vergleich wiederholt

(vergl. pg. 82,83).2

M = arithmetisches Mittel s = Streuung s = mittlere quadratische AbweichungAM max.in % : maximale Abweichungen vom Durchschnittswert in %.

- 94 -

842.13 Zusammenfassung der bisherigen Resultate der Gerbstoffbestimmung

Versuche mit Kastanienholzextrakt und der für die Ph.Helv. VI vorgeschlagenen

Konventionsmethode:

Tab. 30 Resultate der gravimetrischen und der kolorimetrischen Gerbstoffbestim¬

mungsmethoden

Bestimmung nach Ph.Helv. VI Bestimmungkolorimetrisch

in Chinarinde

Kastanien¬

holzextrakt:

mit A ohne A

Chinarinde:

mit A ohne A

Gerbstoffgehalt

Variationsbreite in % des


Streuung s

mittlere quadratischeAbweichung s

Zeitaufwand in Stunden

71,20 70,23

2,42 2,19

0,49 0,48

0,7 0,69

11,75 10,75

10,48 9,927

13,75 17,73

0,53 0,78

0,73 0,88

17,5 16,5

7,347

8,82

0,11

0,33

2 - 2,5

Die niedrigeren Gerb Stoffgehalte nach dieser Methode sind vermutlich durch

Stoffe bedingt, die wohl an Hautpulver adsorbiert werden, jedoch mit Phosphor-

Wolframsäure keine Färbung erzeugen.

Auch die Intensität der Blaufärbung in Abhängigkeit der Gerbstoffe, wie sie

157)schon Friedrich unter sonst gleichen Bedingungen feststellte, kann sich hier

auswirken.

Die kolorimetrische Hautpulvermethode bleibt auf Grund der Zeitersparnis

und der geringen Streuung der Resultate die Methode der Wahl für alle weiteren

Gerbstoffbestimmungen.

842.2 Bestimmung der Gerbstoffe in der Extraktlösung

In den folgenden Untersuchungen wird noch der Einfluss des Menstruums für

Chinarinden-Fluidextrakt nach Ph.Helv.V, hier nur noch Menstruum benannt, auf

die einzelnen Stadien der Gerbstoffbestimmung abgeklärt werden.

842.21 Einfluss von Menstruum auf die kolorimetrische Messung

Es wurden, wie unter "Herstellung der Messlösungen" (pg. 85) beschrieben,

zu einer messbereiten Lösung aufgearbeitet:

- 95 -

a) 10 ml Menstruum. Dabei entsteht nur eine feine weisse Fällung, bedingt durch

den Alkoholgehalt.

b) 10 ml des wie vorher in den Extrakten 1+99 verdünnten Menstruums. Der Trans¬

missionsgrad dieser Lösung ist 98,75 %, derjenige der mit Wasser gefüllten Cu¬

vette 99,22%.

Das Menstruum hat also auf die kolorimetrische Messung selbst keinen Einfluss von

Bedeutung.

842.22 Einfluss der Eigenfärbung der verdünnten Gerbstofflösung

Nach 1000- bis 4000-facher Verdünnung der Extraktlösungen wie unter den

Versuchsbedingungen, jedoch ohne Zugabe von Reagens und Sodalösung, ist keine mit

dem "Spectronic-20"-Kolorimeter messbare Färbung mehr festzustellen.

842.23 Prüfung des Hautpulvers auf Abgabe menstruumlöslicher, mit Phosphor¬

wolframsäure eine Färbung erzeugender Stoffe

2,2386 g Hautpulver wurden mit 50 ml Menstruum 30 Min geschüttelt, dann

klarfiltriert; 10 ml Filtrat im Messkolben auf 1 L ergänzt, davon 10 ml aufgearbei¬

tet und kolorimetriert. Der Transmissionsgrad der Lösung war 98 % (Wasser: 99,22%).

Diese Korrektur wird bei allen Messungen weggelassen (siehe auch pg. 90, 92, "Abgabe

wasserlöslicher Stoffe durch das Hautpulver").

842.24 Einfluss des Alkoholgehaltes der zu entgerbenden Lösung

Mit steigendem Alkoholgehalt der entgerbten Lösung nimmt deren Verdunstung

bei der Filtration zu und die Nichtgerbstofflösung wird dabei konzentrierter. Dies

täuscht einen zu niedrigen Gerbstoffgehalt vor.

Anderseits kann durch den Alkohol auch der Entgerbungsprozess selbst beein-

flusst werden.

Um das Ausmass dieser Fehler zu bestimmen, sind 20 ml eines ersten Teil-

perkolates mit 23 % Totalextraktivstoffen mit Menstruum Ph.Helv. V (Me.) ad 50 ml

ergänzt worden. Diese Lösung diente als Stammlösung (Stl.). In Verdünnungen aus

je 10 ml Stammlösung mit verschiedenen Mengen Menstruum Ph.Helv. V und Wasser

sind die Gerbstoffe mittels kolorimetrischer Hautpulvermethode bestimmt worden.


- 96 -

Tab. 31 Einfluss des Alkoholgehaltes der zu entgerbenden Lösung auf die gefundenen

Gerbstoffgehalte

No. Zusam

SU.

ml

mensetzung der Prüflösungen+ Me. + H20

ml ad ml

Alkohol

Gew.%

Dichte

g/cm

G% Faktor

F

G12 10 0 100 0,00 1,0011 5,98 1,013

G13 10 0 100 3,70 0,9969 6,26 0,968

G14 10

10

1120

100

100

9,82 0,9866 6,06 1,000

1,022

G15 10

10

10

10

30

35

40

45

100

100

100

100

16,06 0,9762 5,66 1,070

1,084

1,098

1,112

G16 10 50 100 24,60 0, 9624 5,37 1,127

Stl. = Stammlösung G % = bestimmter Gerbstoffgehalt in Prozenten

Me. = Menstruum der ExtraktlösungF = Korrekturfaktoren für Bestimmungen mit andern Alkoholgehalten der zu

entgerbenden Lösung als 9,82 Gew.%.

Der Trockenrückstand unserer Extraktlösung ist im allgemeinen 4 g/100 ml,

darf jedoch nach der internationalen Hautpulvermethode nur 1 g/100 ml der zu ent¬

gerbenden Lösung erreichen. 1 T unserer Extraktlösung wird daher mit 3 T Wasser

verdünnt, wobei sich im allgemeinen ein Alkoholgehalt von 9,82 Gew.% ergibt.

Extraktlösungen mit andern Alkoholgehalten müssen auf 9,82 Gew.% Alkohol

eingestellt, oder die gefundenen Gerbstoffwerte mittels der angegebenen Korrektur -

faktoren umgerechnet werden.

Versuche ergaben, dass 9 - 11 g Extraktlösung an das Hautpulver und an alle

Filter adsorbiert werden. Auf Grund dieser Tatsache wurden in denselben 5 Lösun¬

gen die Verdunstungsverluste während der Filtration der entgerbten Lösungen be¬

stimmt.

Die dadurch bedingten Konzentrationszunahmen und damit auch Extinktionszu¬

nahmen der entgerbten Lösungen wurden berechnet. Daraus konnte schliesslich die

Extinktion der Gerbstoffe und deren Konzentration in der Extraktlösung unter Aus¬

schaltung der Verdunstung von entgerbter Extraktlösung berechnet werden.

Die Werte sind in Tabelle 32 zusammengefasst und anschliessend graphisch

dargestellt.

Wenn trotz dieser Korrektur, je nach Alkoholkonzentration, unterschiedliche

Gerbstoffgehalte gefunden werden, so ist dies auf den Einfluss der Alkoholkonzen¬

tration auf den Entgerbungsprozess selbst zurückzuführen.

- 97 -

Tab. 32 Die vor und nach Berücksichtigung der Verdunstung in Gerbstofflosungen

unterschiedlicher Alkoholkonzentration gefundenen Gerbstoffwerte

No. Grel%

Ko Ko'

corr.

G'% Grel%

G12 95,6 1,130 1,0 6,32 98,1

G13 100,0 1,063 1,0 6,44 100,0

G14 96,8 1,095 1,0 6,16 95,6

G15 90,4 1,173 1,0 6,09 94,5

G16 85,8 1,253 1,0 5,78 89,8

G,

= bestimmter Gerbstoffgehalt, ausgedruckt in % des Wertes mit der gering-r

sten Verdunstung der entgerbten Extraktlosung.Ko = Faktor der Konzentration der entgerbten Losung durch Verdunstung.Ko' = Faktor der Konzentrationszunahme der entgerbten Losung ohne Verdun¬

stung.G' % = Berechneter Gerbstoffgehalt in Prozent der Extraktlosung nach Berück¬

sichtigung der Verdunstung (Extinktionsabnahme der entgerbten Extrakt¬

losung im Verhältnis Ko : Ko').G' ,

= berechneter Gerbstoffgehalt, ausgedruckt in Prozent des Wertes mit derr

geringsten Verdunstung nach Ausgleich der Konzentrationszunahme durch

Verdunstung.

% Gerb- A

85 J1 1 1 1 >•

0 3.7 9.8 16.1 24,6 Gew.%Alkohol

Fig. 8 Einfluss des Alkoholgehaltes der zu entgerbenden Losung auf die gefundenen

Gerbstoffgehalte

98 -

Konzentra-

1.05

Fig. 9

0 3.7 9,8 16,1 24.6 Gew.% Alkohol

Konzentrationszunahme der entgerbten Lösung durch Alkoholverdunstung

bei deren Filtration

Durch grobe Messung mit Indikatorpapier (Merck/ pH-Bereich: 3,8-5,4) wurde

festgestellt, dass das pH bei der Entgerbung meist etwas anstieg.

Tab. 33 Der pH-Anstieg durch die Entgerbung

Lösungen No. G12;G13:

Lösung No. G14

Lösung No. G15

Lösung No. G16

von 4,6 auf 4,8"

4,2" 4,4

"

3,8"

4,2

blieb 3,8

Je alkoholhaltiger (ab 3,7 Gew.%) die zu entgerbende Lösung, desto langsa¬

mer ist die Filtration und desto stärker gelb gefärbt das Filtrat.

Diese Untersuchung zeigt, dass der Alkoholgehalt der zu entgerbenden Lösung

zu berücksichtigen ist.

Dies geschieht am besten durch Abdampfen des Alkohols vor allen Entger-

bungsprozessen, oder, wie es in dieser Arbeit gehandhabt wurde, durch Einstellung

des Alkoholgehaltes auf einen konstanten, möglichst tiefen Wert vor jeder Entger¬

bung (hier 9,82 Gew.%).

- 99 -

Es können aber auch die Resultate mit den auf pg. 96 (Tab. 31) angegebenen

Umrechnungsfaktoren je nach Alkoholgehalt (oder Menstruumgehalt) der zu entger¬

benden Lösung umgerechnet werden.

Auf Grund all dieser Untersuchungen ergab sich die

842.25 endgültige Vorschrift der Gerbstoffbestimmung

1) Bestimmung des approximativen Trockenrückstandes der Extraktlösung

50 ml Extraktlösung werden auf dem Wasserbad in einer tarierten Kristalli¬

sierschale von ca. 8 cm Durchmesser zur Trockene eingedampft (ca. 3 Stunden).Nach dem Abtrocknen der Kristallisierschalen lässt man im Exsiccator 30 Minuten

erkalten, wägt und berechnet den approximativen Trockenrückstand, welcher wegen

ungenügender Trocknung noch ca. 10 Prozent Wasser enthält.

2) Herstellung der Stammlösung aus der Extraktlösung

Von der Extraktlösung wird nun soviel abpipettiert, dass beim Ergänzen mit

Wasser auf 100 ml eine Stammlösung von maximal 1 g Trockenrückstand oder

0,4 ± 0,025 g an Hautpulver adsorbierbare Stoffe pro 100 ml entsteht (= Anforderun¬

gen der internationalen Hautpulverméthode).

Wässerige Auszüge werden direkt in einen 100 ml Messkolben pipettiert, eben¬

so 25 ml unserer Extraktlösungen, die beim Auffüllen auf 100 ml einen gleichen,schwachen Alkoholgehalt von ca. 9, 8 Gew. % ergeben.

Wenn wegen zu geringem Trockenrückstand grössere Mengen als 25 ml Ex¬

traktlösung für die Herstellung der Stammlösung benötigt werden, so muss der Al¬

kohol erst im Vakuum abdestilliert werden (in einem mit doppelt gelochtem Gummi¬

stopfen, Kapillare und Absaugrohr versehenen 300 ml Langhals-Rundkolben); dann

wird der Rückstand mit 25 ml Menstruum und anschliessend mit Wasser quantitativin einen 100 ml Messkolben gespült, mit Wasser bis zur Marke aufgefüllt und gut

durchgemischt (= Stammlösung).

3) Herstellung der Kolorimetrierlösung

10 ml der gut gemischten Stammlösung werden in einen 1 1-Messkolben abpi¬

pettiert und mit destilliertem Wasser auf 1 1 ergänzt. Nach gutem Umschütteln wer¬

den 10 ml dieser Lösung in einen 100 ml-Messkolben abpipettiert, 3 ml Phosphor¬

wolframsäurereagens nach F olin zugegeben und mit einer Lösung von 15% NagCOosicc. in Wasser ad 100 ml aufgefüllt. Im Moment der Zugabe der Sodalösung wird

die Zeit genommen, und genau 5 Minuten später wird bei Wellenlänge 720 mu in Cu-

vetten von 1 Zoll 0 (Schichtdicke 2,48 cm) kolorimetriert (vergl. auch pg. 84/85).

4) Herstellung der entgerbten Lösung

50 ml der Stammlösung werden mit soviel Hautpulver von bekanntem Wasser¬

gehalt versetzt, dass die Einwaage 2 g wasserfreiem Hautpulver entspricht. Dann

wird während 30 Minuten in der Schüttelmaschine geschüttelt (156 Hin- und Herbewe¬

gungen pro Minute, horizontale Verschiebung: 2x8 cm, also 16 cm).Das Gemisch wird durch ein Leinentuch von ca. 15 cm x 15 cm, das zur Entfernung

der Appretur mit destilliertem Wasser ausgekocht wurde, in einen mit etwas Watte

versehenen Glastrichter von ca. 10 cm Durchmesser koliert und durch die Watte fil¬

triert. Dieses zweite Filtrat wird noch einmal durch ein Faltenfilter von ca. 10 cm

Durchmesser - aus einem Rundfilter von Schleicher & Schüll, No. LS-14, herge¬stellt - klarfiltriert.

10 ml dieser gut durchmischten Lösung, welche nun keine Gerbstoffe mehr ent¬

hält, werden genau gleich behandelt wie die nicht entgerbte Lösung unter 3.

- 100 -

5) Berechnung des Gerbstoffgehaltes

Die Differenz der Extinktionen der beiden Bestimmungen ergibt mittels der Eich¬

kurve den Gerbstoffgehalt.Der gefundene Vergleichswert sagt aus, wieviel Kastanienholzextrakt-Gerbstof-

fen der Gerbstoffgehalt unserer Chinarinde entspricht.Da die Hautpulvermethode die Aktivität gegenüber biologischem Material aus¬

nützt, darf man wohl annehmen, dass die beiden Gerbstoff-Vergleichswerte, zum

mindesten in therapeutischer Hinsicht, gleichwertig sind.

842.26 Kontrolle der Streuung der kolorimetrischen Hautpulvermethode an einer

Extraktslösung

Zur Feststellung der Streuung der beschriebenen Bestimmungsmethode wurde

eine Extraktlösung mit einem Roh-Trockenrückstand von 3,46 g/100 ml verwendet.

Pro Bestimmung wurden 25 ml Extraktlösung mit Wasser erst auf 100 ml verdünnt

und, wie oben beschrieben, verarbeitet. Es wurden folgende Gerbstoffgehalte ge¬

funden:

Tab. 34 Streuung der kolorimetrischen Hautpulvermethode, bestimmt an einer

Extraktlösung

s = Streuungs = mittlere quadratische

Abweichung

s2 = 0,000 010 *)

Datum:

1959

No. Gerbstoffe 2

% v. Lösungs

3.2.

M(3.2.)

4.3.

M(4.3.)

5.3.

M(5.3.)

Gl 7

G18

G19

G20

G21

G22

G23

G24

î;So6 0,000008

1,004

1,028

{'°23 0,000022

l'020

1,022

{'q37 0,000000 5

1,0365

0,0032

M = arithmetisches Mittel

*) Da unsere 8 Versuche nicht,

wie später die 2 Parallelbe¬

stimmungen in den Extrakten,

alle am gleichen Tag ausge¬

führt werden konnten, der Ge¬

halt der an Hautpulver adsor¬

bierbaren Stoffe jedoch während der Alterung der Extraktlösungen zunimmt, wurde2

s als arithmetisches Mittel der Streuungen an den drei Tagen bestimmt. Auf dieseo

Weise wird der Einfluss der Alterung auf s und s eliminiert.

Auf Grund der geringen Streuung der Resultate auch in den Extraktlösungen

wird die Methode in der beschriebenen Form für alle folgenden Gerbstoffbestim¬

mungen verwendet.

- 101 -

843 Die Bestimmung der Totalextraktivstoffe

843.1 Die Bestimmung der Total extraktiv Stoff e der Droge

Die Wahl fiel auf das schon von Fuchs126)

verwendete Verfahren, da dieses

125)vermutlich die vollständigste Drogenextraktion bewirkt. Feinstein und

Graetzer extrahierten weniger lange und nur mit Menstruum Ph.Helv. V und

Wasser.

Unsere Vorschrift lautet wie folgt:

5,00 g Droge werden im Soxhlet-Apparat je 3 Stunden mit je 100 g der folgendenLösungsmittel extrahiert: 1. Alkohol 95 Vol.%; 2. Wasser + 0,6 % HCl + 0,6 %HCOOH; nach Neutralisation des Drogenrückstandes mit NH3. 3. Wasser + 1,2 %NH3.

Die vereinigten Auszüge werden auf dem Wasserbad in einer tarierten Kristal¬

lisierschale von ca. 8 cm Durchmesser zur Trockene eingedampft, anschliessend

bei 103° - 105° C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und gewogen.

Nach einheitlicher Trocknungszeit von 61 h 50 Min (= Zeit bis zur maximalen

Gewichtsabnahme von 0, 5 mg/Stunde für 2,5 g Trockenrückstand) wurden die folgen¬

den Werte erhalten:

Tab. 35 Die Streuung der von uns verwendeten Bestimmungsmethode der Total¬

extraktivstoffe in Chinarinde

Versuch

No.

Totalextraktiv¬

stoffe % v. Droge

Versuch

No.

Totalextraktiv¬

stoffe % v. Droge

TRI

TR2

TR3

51,14

51,42

51,15

TR4

TR5

TR6

49,99

51,09

51,35

MTRl-6 51,023

M = arithmetisches Mittel

Die Streuung s2 beträgt: 0, 27Die mittlere quadratische Abweichung s ist: 0,52Die maximalen Abweichungen der Resultate in % des arithme¬

tischen Mittels sind: + 0,78% -2,02%

843.2 Bestimmung der Totalextraktivstoffe in der Extraktlösung

Von den Extraktflüssigkeiten wurden 50 ml oder soviel, dass ca. 2 g Trocken¬

rückstand zu erwarten waren, genau wie die vereinigten Soxhletauszüge aus dem

Drogenmaterial (843.1) aufgearbeitet.

- 102 -

844 Die Bestimmung des spezifischen Gewichtes und der Viskosität

844.1 Die Bestimmung des spezifischen Gewichtes

844.11 Dessen Bestimmung in der Droge

In Ermangelung eines besondern Gerätes erfolgten die Messungen in einem

Wägegläschen von 27 mm Durchmesser und 76 mm Höhe mit eingeschliffenem, un¬

ten flachem Glasstopfen mit Kerbe von ca. 2mm Breite, wie es die Ph.Helv. V für

Balsame und Teere vorschlägt .

Als Medium zur Bestimmung des effektiven Drogenvolumens kam nur eine

Flüssigkeit mit folgenden Eigenschaften in Frage:

hoher Siedepunkt, damit keine Fehler durch Verdunstung entstehen,niederes spezifisches Gewicht, damit die Droge rasch sedimentiert,geringer Ausdehnungskoeffizient (geringer Temperatureinfluss),geringes Lösungsvermögen für Drogeninhaltsstoffe.

Bei Vorversuchen mit Aceton, Benzin, Benzol, Essigester, Petroläther und Wasser

erwies sich Benzin mit einem Siedpunkt von 60 - 120 C als am besten geeignet.

Um Temperaturfehler möglichst auszuschalten, erfolgten alle Messungen bei

20 C, oder wurden entsprechend korrigiert, weshalb auch die Dichte des Benzins

bei dieser Temperatur von Bedeutung ist. Für eine Dichtebestimmung wurde wie

folgt vorgegangen:

In das Pyknometer, dessen Leergewicht, Fassungsvermögen für Wasser so¬

wie Benzin von je 20 C bestimmt wurden, wird eine gewisse Menge Drogenpulver

eingewogen. Dann wird Benzin von bekannter Dichte bei 20 C zugegeben, gut umge¬

schwenkt, das Ganze zur Entfernung der Luft aus den Drogenteilchen im Exsiccator

zweimal während bestimmter Zeit gründlich evakuiert.

Anschliessend wird die Temperatur des Benzins im Pyknometer auf - 0,1 C

genau gemessen, der Deckel aufgesetzt, wobei das überschüssige Benzin ausge¬

drängt wird, und nach genau zwei Minuten das Gewicht des gefüllten Pyknometers

bestimmt. (Die Gewichtsabnahme durch Verdunstung beträgt 2,6 - 4, 2 mg pro

Minute.)

Die Dichtezunahme des Benzins beim Evakuieren währena der festgesetzten

Zeit, bedingt durch stärkeres Verdunsten von dessen tiefer siedenden Anteilen, ist

berücksichtigt.

Die Volumenänderung des Benzins wurde bei allen Wägungen, die nicht bei

20 C erfolgten, errechnet und das Gewicht korrigiert.

Die Berechnung geschieht folgendermassen:

- 103 -

C+B

Pyknometer leer

Pyknometer + Benzin

Pyknometer + Benzin +

Chinarinde m

V

Pyknometer + Chinarinde

Temperatur, bei der gewogen

wurde

Masse

VolumenDichte von Benzin in

g/ml bei 20° C

Dichte von Chinarinde in g/ml bei 20 C

Gewicht des über der Droge stehenden Benzins bei 20 C nach dem Eva¬

kuieren

Gewicht des über der Droge stehenden Benzins bei 20 C vor dem Eva¬

kuieren

Gewichtszunahme des nach dem Evakuieren verschlossenen, mit Benzin

gefüllten Pyknometers durch Verdunstung niedrig siedender, leichter An¬

teile des Benzins beim Evakuieren} ausgedrückt in mg/g (0,240 mg/g)

durch Ausdehnung des Benzins bedingte Gewichtsabnahme des mit Benzin

gefüllten Pyknometers, ausgedrückt in mg/g • °C (1,08 mg»g-1'0C-l)

y = (Prj.D " Pc'20° nacn Evakuation

(PC+B " PcV y - by(t' - 20°) = y(l - b(t' - 20°))

(P,C+B pcV

1 - b(t* - 20°)

2 x = y- ay = y(l-a) = (pc+B - pc^20° vor Evakuation

<U =S

(PC " PL>C V

BPB-PL>20° " (Pc+B-PC^O^M"

dB20° • (PC " PL>

^B-^O0 -

^'Vf • (1 ' a)

1 -b -(f -20°)

dC =

dn,no(PP-PT) • (l-Kf- 20°))JB20" KrC rh

(PB-PL)20° -d-b(f-20^) - (Pc+B-Pc)t.-d-a)

Die Dichten der einzelnen Siebfraktionen folgen später bei der Besprechung der

Wirkung des Rührgerätes auf den Zerkleinerungsgrad der Droge.

- 104 -

Die Dichte von Chinarinde nahm mit steigender Pulverfeinheit etwas zu. Als

mittlere Korngrösse kann die auf Sieb IVa gesammelte Fraktion betrachtet werden,

d.h. es sind gewichtsmässig im Pulver der nicht extrahierten Droge gleichviele fei¬

nere wie gröbere Anteile vorhanden. Diese Fraktion hat ein spezifisches Gewicht von

1,4056 g/cm3.

844.12 Die Bestimmung der Dichte der Extraktlösungen

Diese erfolgte in einem Pyknometer von 10 ml Inhalt, dessen Glasstopfen, um

die Füllung zu erleichtern, mit einer Kapillare versehen war ', bei 20 C.

844.2 Die Bestimmung des Viskosität der Extraktlösungen

Als weiteres Kriterium wurde die Viskosität aller hergestellten Extraktlösun-1 RR

gen mit dem Ostwald Viskosimeter bestimmt, s.Ph.Helv.V, Suppl.in/pg. 47 )

Die Berechnung ist im Kommentar zur Ph. Helv. V ' beschrieben.

845 Die Bestimmung der Korngrössenverteilung

Anhand dieser Daten soll versucht werden, die durch das Wirbeln erfolgte

Teilchenzerkleinerung und damit die Vergrösserung der inneren Oberfläche zu er¬

fassen.

845.1 Die Bestimmung der Korngrössenverteilung in der nicht

extrahierten Droge

Es wurde die Prüfsiebmaschine "LAVIB", Grösse II *), mit Schütteleinrich¬

tung verwendet und von oben nach unten die folgenden Siebe mit Innendurchmesser

20 cm eingesetzt:

*) N.v. Technisch Materieel 's-Gravenhage (Holland)/"TEMA"; Ooievaarlaan 6.

- 105 -

Tab. 36 Die für unsere Siebanalysen verwendeten Siebsätze

1. Siebanalyse (a)verwendet:

entsprechendnach Ph.Helv.V

2. Siebanalyse (b)verwendet:

Sieb: Maschen¬

weite:

Sieb: Maschen¬

weite:

Sieb: Maschen¬

weite:

Din 14 0,43 mm

Din 20 0, 30 mm

D 90 0,21 mm

D 120 0,17 mm

Din 40 0,15 mm

IV 0, 47 mm

IVa 0, 32 mm

V 0, 22 mm

VI 0,17 mm

VH 0,15 mm

D 120 0,170 mm

Din 40 0,150 mm

Din 60 0,102 mm

Din 80 0,075 mm

Din 100 0,060 mm

Die Analyse a erfolgte mit 25 g Drogenpulver, welche erst von Hand durch

Sieb Din 6 geschüttelt wurden.

Teilchen grösser als Sieb Din 6 (1,02 mm Maschenweite; entsprechend nach

Ph.Helv.V ca. Sieb III mit sogar 1,5 mm Maschenweite) konnten nie festgestellt

werden.

Die Analyse b erfolgte mit der Fraktion kleiner Sieb VH von Analyse a.

Die Siebe D 120 und Din 40 mussten auch bei Siebanalyse b mitverwendet

werden, da nur genau 5 Siebe in die Maschine eingespannt werden können.

Für jede Analyse wurde das Drogenpulver und 5 mit Gummi überzogene Me¬

tallkugeln auf das oberste Sieb gegeben und die Maschine während genau 5 Minuten

in Betrieb gesetzt.

845.2 Die Bestimmung der Korngrös senverteilung in der extra¬

hierten Droge

In zwei Vorversuchen zeigte sich, dass die feinen Anteile einer stark extra¬

hierten und von der Extraktlösung durch Zentrifugieren abgetrennten Droge beim

Trocknen stark zusammenkleben. Diese Agglomerate mussten durch leichten Druck

im Mörser zerteilt werden. Die mikroskopische Kontrolle der einzelnen Siebfraktio¬

nen, sowohl in Paraffin, perliquid., als auch in Glycerin 50 % sowie Chloralhydrat,

zeigte, dass die Teilchen grösser als Sieb m ausschliesslich, diejenigen auf Sieb

IV und IVa teilweise, aus feinen, zusammenklebenden Anteilen bestanden.

Die extrahierte Droge wurde daher noch viermal mit je der Hälfte ihres Ge¬

wichtes mit Menstruum Ph.Helv.V vermischt und sofort zentrifugiert. Anschlies¬

send wird analog mit Spir. 96 Vol.% gewaschen. Dieses Vorgehen verhindert ein

Zusammenkleben der Drogenteilchen nach dem Trocknen. Dann wird die Droge auf

- 106 -

einem Tonteller bei Zimmertemperatur zum Trocknen ausgebreitet.

Nach einigen Tagen werden nach gutem Durchmischen 25 g davon den Siebanaly¬

sen, wie unter 845.1 beschrieben, unterworfen.

Alle Siebfraktionen bis und mit Sieb Din 60 wurden anschliessend mikroskopisch

in Chloralhydrat eingelegt kontrolliert.

Weitere, gelegentlich verwendete Bestimmungsmethoden:

846 Die Bestimmung der Asche und ihrer in Salzsäure unlöslichen Anteile

Die Bestimmung wurde nur zur Drogennormierung durchgeführt und erfolgte mit

2 g Chinarinde nach Vorschrift der Ph.Helv. V '. Der Seesand wurde jedoch wegge¬

lassen, um eine Verunreinigung des Tiegels von aussen, sowie Spritzer in den Tiegel

zu vermeiden. Der Tiegel wurde zudem schräg auf die Oeffnung im Asbestcarton ge¬

setzt mit angelehntem Deckel, so dass Dämpfe entweichen können. Resultate: siehe

unter Drogennormierung, pg. 49.

847 Die Bestimmung des Wassergehaltes

Die Bestimmung des Wassergehaltes erfolgte jeweils mit 2 g Chinarinde nach

Vorschrift der Ph.Helv. V169\

848 Die Bestimmung des Alkoholgehaltes der Extrakte

Dabei handelt es sich nur um einige Einzeluntersuchungen. In der Literatur fin¬

det man zahlreiche Vorschläge. Die Ph.Helv. V ' bestimmt den Alkoholgehalt durch

Destillation. Jermstad und Oestby' bezeichnen diese Methode als sehr ein-

171)fach und zuverlässig. Baschilowa und Figurowskij

'

schlagen für Tinkturen

die Bestimmung der Alkoholkonzentration durch Bestimmung des Siedepunktes vor.

Fischer und Mitarbeiter ' schlagen nach einer Vorfällung (Reinigung) das Aus¬

schütteln des Alkohols mit Benzol vor mit anschliessender Bestimmung des Brechungs-173)

indexes. Fischer und Auer ' benützen für die Bestimmung des Alkoholgehaltes

die kritische Mischungstemperatur mit Testlösungen auf dem Kof le r-Heiztisch.174)

Krutzsch ' konstruierte ein weiterentwickeltes Alkrumeter. In einem Pyknome-

- 107 -

ter, das mit Thermometer und Steigrohr versehen ist, wird der für eine bestimmte

Volumenzunahme nötige Temperaturanstieg festgestellt. Mittels Eichkurve kann der

entsprechende Alkoholgehalt abgelesen werden. Bei hohen Extraktivstoffgehalten

kommt noch eine Dichtemessung mittels Pyknometer dazu.

Unsere Bestimmungen wurden nach der Methode der Ph.Helv.V ' durchge-125)

führt, wie sie auch schon Feinstein ; mit Erfolg benützte.

848.1 Die Alkoholbestimmung im Menstruum nach Ph.Helv.V

Im Menstruum wurde die Ameisensäure mit 5 ml 2n-NaOH vollkommen neutra¬

lisiert. Dann wurde weiter genau nach der Vorschrift der Ph.Helv.V ' verfahren.

Der Alkoholgehalt unseres Menstruums beträgt 42,95 Gew.% oder 50,484 Vol.%

bei 15° C.

848.2 Die Alkoholbestimmung in den Extraktlösungen

Die Gerbstoffe in den Extraktlösungen wurden mit 10 ml Bleiacetatlösung Ph.

175)Helv.V ' gefällt, und die Ameisensäure wiederum mit 5 ml 2n-NaOH neutralisiert.

Im weitern wurde genau nach Ph.Helv.V ' verfahren.

849 Die Bestimmung der Tourenzahl

Die Tourenzahl des Rührgerätes wurde mit Hilfe des "Strobotac" Typ 631-BS8 *)

bestimmt. Der Apparat hat zwei Messbereiche: Low: 600 - 3600 U/Min und High:

2400 - 14 400 U/Min.

Da der Rührkopf in das Extraktionsgemisch taucht, ist die einzige für eine Dreh¬

zahlmessung in Frage kommende Markierungsstelle der unten am Rotor im Motorge¬

häuse befestigte Kühlventilator. Dieser besitzt 6 Flügel, die von unten durch die Kühl¬

luftschlitze zugänglich sind.

Die Flügel wurden nun in abwechselnder Reihenfolge mit weissen und schwarzen

Selbstklebestreifen markiert. Einer der drei weissen Streifen wurde zudem mit rotem

Fettstift gefärbt.

Die richtige Tourenzahl ist dann gefunden, wenn:

*) Hersteller: General Radio Company, Cambridge 39, Massachusetts, New York,

Chicago, Los Angeles.

- 108

a) Bei einer bestimmten Drehzahl, welche der Stroboskopfrequenz entspricht, ein

stehendes Bild erhalten wird, d.h. zwei weisse, drei schwarze und ein roter Flü¬

gel sichtbar sind.

b) Bei der doppelten Stroboskopfrequenz 4 graue und zwei graurote Flügel zu sehen

sind (Belichtung nach je 180° Drehung).

c) Bei der halben Stroboskopfrequenz dasselbe, aber schwächer ausgeleuchtete Bild

wie unter a) sichtbar ist.

85 Die Berechnung der Ausbeuten

In dieser Arbeit werden die Wirkstoffgehalte (WG.) in Zukunft folgendermassen

bezeichnet:

AD%

GD%

TED%

A%

G%

TE%

A%D

G%D

TE%D

WG

Gesamtalkaloidgehalt der Droge, ausgedrückt in Prozent (Droge =100%)

Gerbstoffgehalt der Droge, ausgedrückt in Prozent (Droge = 100%)

Totalextraktivstoffgehalt der Droge, ausgedrückt in Prozent (Droge = 100%)

Gesamtalkaloidgehalt

Gerbstoffgehalt

Totalextraktivstoffgehalt_,

in Prozent der fertigen Extrakt¬

lösung, wobei nur der Verlust wäh¬

rend der Extraktion (= Extraktions¬

verlust = e) ergänzt wurde.

Gesamtalkaloidgehalt

Gerbstoffgehalt )ausgedrückt in % [ AD% Gesamtalkaloid-G.

StSÄJTX GD^ Gerbstoff-Gehaltes

100% angenommen [ TED% Totalextraktiv¬

stoff-Gehaltes

Wirkstoffgehalt (= allgemeiner Ausdruck an Stelle von A, G oder TE,z.B. WGD%)

Die Werte AD%, GD% und TED% sind im Kapitel Auswahl der Droge (pg.49) zu

finden.

Alle Wirkstoffgehalte wurden vorerst als Prozente der gewonnenen Extraktlösun¬

gen berechnet, als A%, G%, TE%, allgemein WG%.

Der Wirkstoffgehalt in 500 g Extraktlösung (entsprechend 50 g Droge), ausge¬

drückt in Gramm ist demnach: 5 • WG% g

Der in 50 g Droge bestimmte Wirkstoffgehalt in Gramm (= - g) sei 100 %.

Daraus ergibt sich die folgende Proportion für die Berechnung des gesuchten

Wirkstoffgehaltes, ausgedrückt in Prozenten des Wirkstoffgehaltes der Droge:

- 109 -

WGD%

2: 100% = 5-WG% g : WG%D

oderWG%D =±°ll°0%_^G%g

WGD%g

In dieser Formel muss, je nach Bedarf, WG durch A, G oder TE ersetzt werden.

Wenn allein der Extraktionsverlust berücksichtigt wird, können auf sehr einfache

Weise die folgenden, aufschlussreichen Daten berechnet werden, die auch zur Kontrolle

der Versuche nützlich sind:

Es werden die folgenden Abkürzungen benützt (alle Angaben ausser n in g):

x : Gesamtmenge an Extraktlösung im Extraktionsgemisch nach der Extraktion

T : totale Einwaage von Droge und Menstruum = 550 g = konstant

Z : Verlust während dem Zentrifugieren (= Zentrifugierverlust)

V : an Extraktionsgefäss und eventuell andern Hilfsgefässen hängen gebliebene Ex¬

traktlösung

V : ausser Z noch verdunstetes Lösungsmittel nach Ergänzen des Verlustes wäh¬

rend der Extraktion (= e)

n : Totalextraktivstoffgehalt in Prozent in der Extraktlösung

e : Verlust während der Extraktion (= Extraktionsverlust)

y' : Gewicht der extrahierten Droge

Dk : dekantierte Extraktlösung nach dem Zentrifugieren (e vor dem Zentrifugierenergänzt)

x' : nach der Extraktion in der Droge zurückgehaltene Extraktlösung

V. : V + V (totaler Menstruumverlust)

Aus diesen Angaben können x, x' und y' berechnet werden wie folgt:

3) x -

WH T - (Z + Vt)dennx = 10T.(z+v)+x. n

1 - n/100 u l 1ÜU

4) x' = x - Dk

5) y" =

rjyT - x- ^2- = T-(Z+x)

Das Gewicht der extrahierten Droge lag, bedingt durch das Auswaschen vor der

Trocknung und Verluste beim Manipulieren, meist ca. 10 % (2 - 3 g) unter dem be¬

rechneten Wert.

- 110 -

9 VERSUCHSERGEBNISSE

91 Der Wirkstoffgehalt der Droge

Die für alle folgenden Versuche verwendete Chinarinde enthält:

11,65 % Alkaloide, nach Ph.Helv.V bestimmt (= AD%) = 100 %

7,34 % Gerbstoffe, nach der kolorimetrischen Hautpulvermethodebestimmt (= GD%) = 100 %

Für die Drogennormierung wurden die Gerbstoffe mit siedendem Wasser am Rück¬

flusskühler während 30 Min ausgezogen. Alle übrigen Extrakte wurden jedoch mit al¬

koholhaltigem Menstruum hergestellt, wobei scheinbar mehr an Hautpulver adsorbier¬

bare und mit Phosphorwolframsäure eine Färbung erzeugende Stoffe in den Auszug

gelangen. Daher kommen die Ausbeuten in den Extrakten von über 100 %, verglichen

mit der Drogennormierung.

51,02 % Totalextraktivstoffe, nach der Methode von Fuchs '

bestimmt (= TED%) = 100 %

Weitere Daten über die Droge sind im Abschnitt Drogennormierung (pg.49) und unter

den Bestimmungsmethoden zusammengestellt.

92 Die Mazeration

Die Mazerate zeigten in Abhängigkeit von der Mazerationszeit in 500 g Extrakt¬

lösung die folgenden Ergebnisse. Alle Werte sind Mittel aus zwei Parallelversuchen

mit je zwei Bestimmungen.

Tab. 37 Dichte, Viskosität und Wirkstoffgehalte der Mazerate

Versuch

No.

Zeit

TageTemp.°C

Dichte

g/mlViskosität

in cP

Alkaloide

A%D*)Gerbstoffe

G%D*)Totalex¬

traktiv¬

stoffe

TE%D*)

Mazl

Maz2

Maz3

4

8

16

20

20

20

0,945

0,945

0,945

2,98

2,98

2,97

72,1

73,5

73,6

147,8

147,8

143,0

75,4

75,2

75,2

*) Methode der Ausrechnung und Abkürzungen, s.pg. 108-109.

- Ill -

In den Mazeraten wurden zudem folgende mittleren Teilresultate gefunden:

Tab. 38 Die Gewichte der gesamten, der in der Droge zurückgehaltenen und der ab¬

getrennten Extraktlösung sowie der extrahierten Droge nach der Mazeration

Versuch

No.

x*)

g %vonx

x' *)

g % von x

Dk. *)

g %vonx

y'*)

theor. gewogen

Mazl

Maz2

Maz3

508 100

509 100

508 100

136 26,8

130 25,5

132 26,0

372 73,2

379 74,5

376 74,0

30,4 g 27,2 g

30.4 g 28,1g

30.5 g 27,4 g

MMazl-3 508 100 133 26,2 375 73,8 30,4 g 27,6 g


Aus dieser Tabelle geht klar hervor, dass zwar die Alkaloidextraktion als einzi¬

ge nach 4 Tagen noch nicht beendet ist. Die Mehrausbeute in den nächsten 4 Tagen ist

jedoch sehr klein und den Zeitaufwand nicht wert.

Man kann daher sagen, dass unter den gegebenen Bedingungen eine Mazerations¬

zeit von 4 Tagen für Chinarinde genügt.

Ohne Auspressen der Droge konnten 73,8 % der Extraktlösung gewonnen werden.

26, 2 % blieben nach dem Filtrieren in der Droge. Durch Zentrifugieren an Stelle der

Filtration wären die Mazerationsausbeuten evtl. noch um wenige Prozente höher aus¬

gefallen.

93 Die Perkolation

Die mit dem gleichen Drogenmaterial unter möglichst analogen Bedingungen

hergestellten Perkolate und Mazerate sind wichtige Vergleichswerte für die spätere

Beurteilung der Turboextraktion.

Die Perkolationen zeigten den folgenden Verlauf:

- 112 -

Tab. 39 Dichte, Viskosität und Wirkstoffgehalt in den ersten 6 Teilperkolaten

Perkolation :

Dichte Visko-

, . sität&ml in cP

Ausbeuten:

TP Zeit **) Temp,

h Min °C

Alkaloide Gerbstoffe Totalextr.

A%D*) G%D*) TES^}1

2

S 1-2

3

S 1-3

4

S 1-4

5

S 1-5

6

S 1-6

23 20 20

31 56 20

53 20

40 43 20

20

49 35 20

20

58 29 20

20

67 24 20

20

1,025 7,28

0,969 3,80

0,949 3,11

0,940 2,88

0,936 2,75

0,935 2,72

34,0 80,7 43,7

19,5 36,3 20,5

53,5 117,0 64,2

11.0 20,6 10,2

64.5 137,6 74,4

7,7 9,4 5,4

72,2 147,0 79,8

5.4 4,7 3,0

77.6 151,7 82,8

3.5 3,9 2,1

81.1 155,6 84,9


**) Minimale Zeit bis zum Ende des Abflusses des entsprechenden Teilperkolates.

TP = Teilperkolat S = Summe cP = Centipoise

Der Menstruum-Aufsog war 1310 g.

Ueber der Drogensäule bis zum Abflussrohr der automatischen Nachfüllvorrich¬

tung waren noch 1380 g Menstruum (etwas grosser Perkolator). Dazu kommen 6 Teil¬

perkolate zu 500 g.

Der gesamte Menstruumverbrauch für 6 TP war somit 5690 g.

Ohne Einbezug der bei der Mazeration in der extrahierten Droge zurückgehaltenen

Extraktlösung sind schon mit 3 Teilperkolaten höhere Wirkstoifausbeuten zu erzielen

als mit der Mazeration.

Infolge des etwas groben Drogenpulvers mit nur wenig feinen Anteilen, verglichen

mit der von Feinstein verwendeten Droge, verlief die Extraktion hier entsprechend

langsamer, d.h. für gleiche Ausbeuten wäre eine höhere Anzahl Teilperkolate erforder¬

lich.

- 113 -

94 Die Turboextraktion

941 Die Nachextraktion während der Trennung von extrahierter Droge

und Extraktlösung (= Versuchsreihe 1)

Aus unseren Vorversuchen mussten wir schliessen, dass während des Zentrifu-

gierens noch beträchtliche Mengen Wirkstoffe aus der Droge extrahiert werden.

Die nachträgliche Extraktion bei der Abtrennung der extrahierten Droge von der

Extraktlösung ist umso stärker, je gehaltreicher die Droge ist. Um deren stärkste

Auswirkung zu studieren, wurden die Trennungsverfahren (Filtration und Zentrifugie-

ren) an der nicht extrahierten Droge, sowie an einem bei 10 000 U/Min während 5 Min

gewirbelten Extraktionsgemisch, ausprobiert.

Die Resultate sind in der folgenden Tabelle 40 zusammengefasst.

Die Nachextraktion der Droge durch das Filtrieren oder Zentrifugieren während der

Trennung von extrahierter Droge und Extraktlösung:

Diese Untersuchungen erfolgten vor allem an der nicht extrahierten Droge, wel¬

che dank ihrem hohen Wirkstoffgehalt durch das Trennverfahren am stärksten extra¬

hiert wird. Die gefundenen Wirkstoffgehalte sind daher obere Grenzwerte, welche bei

einer durch Turboextraktion vorextrahierten Droge nie erreicht werden.

Tab. 40 Einfluss verschiedener Trennverfahren von extrahierter Droge und Extrakt¬

lösung auf den Wirkstoffgehalt der Extraktlösung

Turboextraktion :

Trv. Versuch

No.

Drehzahl

U/MinZeit

Min

Temp.°C

Dichte

g/mlVisko¬

sität

in cP

Alka- Gerb- Totalex-

loide Stoffe tr. Stoffe

A%D*) G%D*) TE%D*)

F Tul 0 0 20 0,938 2,78 41,8 78,8 40,3

F Tu2 10000 5 20 0,945 2,93 66,4 136,3 67,8

ZM Tu3 0 0 20 0,947 2,94 73,3 141,4 73,1

ZM TulO 10000 5 20 0,950 2,99 79,9 146,9 73,5

FM Tu4 0 0 20 0,943 2,90 61,4 122,8 61,9

F = Filtration; Methodik siehe unter 821 a und b, pg. 63, 64.

cP = CentipoiseTrv. = Trennverfahren

ZM = Zentrifugieren unter Aufteilung des Extraktionsgemisches in zwei Hälften,die nacheinander zentrifugiert werden (vergl. 813, pg.62)

FM = Filtration des in zwei Hälfte aufgeteilten Extraktionsgemisches unter ana¬

logen zeitlichen Bedingungen, wie sie beim Zentrifugieren bestehen (vergl.822.3, pg.66)


- 114 -

Aus diesen Resultaten können die Werte der folgenden Tabelle 41 berechnet

werden.

Tab. 41 Einfluss des Zentrifugierens des Extraktionsgemisches auf den Wirkstoff¬

gehalt der Extraktlösung. Vergleich mit der reinen Filtration.

Trv. No. U/Min Min °C A%D*) G%D*) TE%D*)

Z Tu(3-4) 0 0 20 11,9 18,6 11,2

M Tu4 0 0 20 61,4 122,8 61,9

ZM Tu3 0 0 20 73,3 141,4 73,1

ZM-FTu(3-l) 0 0 20 31,5 62,2 32,8

ZM-FTu(10-2) 10000 5 20 13,5 10,6 5,7


Z = reines Zentrifugieren (zweimal 35 Min bei 2500 U/Min, zudem je 3 Minu¬

ten Anlauf- und Auslaufzeit).M = totale Mazeration während dem ganzen Trennverfahren durch Zentrifugie¬

ren in 2 Chargen. Diese ist identisch mit FM der Tabelle 40, da der Ein¬

fluss der reinen Filtration (ohne gleichzeitige Mazeration) vernachlässigtwerden kann.

ZM-F= Mehrausbeute durch Zentrifugieren verglichen mit der Filtration (vergl.Tabelle 40).

Trv. = Trennverfahren

Zu den Versuchen in den obenstehenden Tabellen wurden noch die weiteren

Teilresultate gefunden:

Tab. 42 Die Gewichte der gesamten, der in der Droge zurückgehaltenen und der

abgetrennten Extraktlösung sowie der extrahierten Droge nach den Trenn¬

verfahren Filtration und Zentrifugieren.

No. x*)

g %vonxX'*)

g %vonxDk.*)

g %vonxy'*)

theor. gewogen

Tul

Tu2

495 100

489 100

115 23,2

118 24,2

380 76,8

371 75,8

39,8 28,9

33,1 26,4

MTul-2 492 100 116 23,7 376 76,3 36,4 27,6

Tu3

TulO

491 100

480 100

152 31,0

130 27,1

339 69,0

350 72,9

31,4 28,1

31,9 28,7

MTu3,10 486 100 141 29,0 345 71,0 31,6 28,4

Tu4 497 100 133 26,8 364 73,2 34,3 27,2

*) Methode der Ausrechnung und Abkürzungen, siehe pg. 108-109.

- 115 -

Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, wird bei der Filtration mit schwachem

Auspressen des Drogenrestes von Hand (No. 1; 2) etwas weniger Extraktlosung in der

ausgezogenen Droge zurückgehalten als beim Zentrifugleren.

Das Verhältnis der dekantierten zu der in der Droge zurückgehaltenen Extrakt¬

losung ist etwas von der Tourenzahl der Zentrifuge abhangig (Einstellgenauigkeit ca.

- 5 %). Mit stiegender Tourenzahl nimmt auch ca. im gleichen prozentualen Verhält¬

nis die dekantierbare Extraktlosung zu.

Die Werte von Tab. 40/41 sind anschliessend in Fig. 10 graphisch dargestellt.

WG%D

OMin,OU/Min, 20 °C

TE

WGV.D

150

10

0 J_

5 Min, 10 000 U/Min, 20 °C

1TE

Fig. 10 Turboextraktion

Einfluss des Trennverfahrens auf die

Ausbeute

A

G

TE

Alkaloide

Gerbstoffe

Trockenruckstand

CH = Filtration (106 Min (0 Min, 0 U/Min))

(340 Min (5 Min, 10 000 U/Mm))

ESH3 = zweistufige Filtration (158 Minuten)

^H = zweistufiges Zentrifugieren (158 Minuten)

WG%D = % Wirkstoffgehalt (WG) der Droge in 500 g Extraktlosung (Wirkstoff -

gehalt der Droge an Gesamtalkaloiden, Gerbstoffen sowie Totalextrak¬

tivstoffen jeweils 100 %)

- 116 -

Für die Trennung von Extraktionsgemischen mit nicht extrahierter Droge wä¬

re die Filtration vorzuziehen, da hierbei 31 - 63 % weniger Wirkstoffe extrahiert

werden als beim Zentrifugieren, das ohne die parallel laufende Mazeration schon

11 - 19 % Wirkstoffe extrahiert (vergl. Tab. 41).

Schon ein bei 10 000 U/Min während 5 Min gewirbeltes Extraktionsgemisch

wird durch das Trennungsverfahren viel weniger beeinflusst (siehe Tabelle 41, un¬

terste Zeilen). Dies ist einerseits bedingt durch die schon stärker extrahierte Dro¬

ge (siehe Tabelle 40, Versuche 1 und 2). Zudem führt die langsamere Filtration zu

erhöhter Nachmazeration und somit höheren Ausbeuten, die sich denjenigen des

zentrifugierten Extraktionsgemisches stark annähern.

Um für alle Extraktionsgemische mit Sicherheit das gleiche Trennverfahren

anwenden zu können, wurden diese zentrifugiert und dabei eine etwas erhöhte Nach¬

extraktion in Kauf genommen.

Die absoluten, d.h. nur durch das Rühren bedingten Ausbeuten der Wirbelex¬

traktion sind daher bei niedriger Tourenzahl und kurzer Extraktionszeit kleiner als

die gefundenen Werte.

942 Einfluss der Tourenzahl auf den Wirkstoffgehalt der Extraktlösung

(= Versuchsreihe 2)

Diese Versuche wurden vorweggenommen, um die Leistungsfähigkeit der Tur¬

boextraktion und die höchsten zu erwartenden Ausbeuten abschätzen zu können.


Tab. 43 Dichte, Viskosität und Wirkstoffgehalte der Extraktlösung als Funktion der

Tourenzahl sowie der Extraktionszeit bei der Turboextraktion

Turboextraktion: Extraktlösung: Wirkstoffgehalte (= WG%D*))

Ver¬

such

No.

Dreh- Zeit Temp,zahl Min °C

U/Min

Dichte Visko-

g/ml sität

in cP

Alka- Gerb- Totalextr.

loide stoffe Stoffe

A%D*) G%D*) TE%D*)

Tu5

Tu6

Tu7

Tu8

Tu9

TulO

Tu3

1000 60 20

5000 60 20

10000 60 20

1000 5 20

5000 5 20

10000 5 20

0 0 20

0, 949 2, 99

0,950 3,05

0,951 3,05

0, 947 2, 97

0, 947 2, 97

0, 950 2, 99

0,947 2,94

80,7 152,8 74,0

80,9 155,4 74,4

87,0 157,1 80,1

77,9 141,7 71,3

73,6 145,3 75,4

79,9 146,9 73,5

73,3 141,4 73,1


- 117 -

Dazu kommen noch die folgenden Teilresultate:


abgetrennten Extraktlösung sowie der extrahierten Droge als Funktion der

Tourenzahl sowie der Extraktionszeit bei der Turboextraktion.

No.x*) x' *) Dk. *) y' *)

g % vonx g % vonx g %vonx theor. gewogen

Tu5 482 100 145 30,1 337 69,9 31,7 28,8

Tu6 486 100 121 24,9 365 75,1 31,4 28,2

Tu7 485 100 118 24,3 367 75,7 29,9 26,2

Tu8 490 100 144 29,4 346 70,6 32,2 27,7

Tu9 488 100 147 30,1 341 69,9 31,2 27,2

TulO 480 100 130 27,1 350 72,9 31,9 28,7

MTu5-l 3485 100 134 27,6 351 72,4 31,4 27,8

*) Methode der Ausrechnung und Abkürzungen siehe pg. 108-109.

Wie aus der Tabelle hervorgeht, wird desto weniger Extraktlösung in der aus¬

gezogenen Droge zurückgehalten, je mehr die letztere bei der Extraktion zerkleinert

wurde.

Die Werte der Versuchsreihe 2 sind nachstehend noch graphisch dargestellt.

(Vergl. Fig. 11, pg.118.)

Die Wirkstoffgehalte der 16-tägigen Mazeration in 500 g Extraktlösung sowie

die Ausbeuten der Perkolation mit 4 und mit 6 Teilperkolaten sind als Vergleichs¬

masstab für unsere Versuche als horizontale Linien eingetragen.

Bei einer Wirbelzeit von einer Stunde erreicht man schon bei 5000 U/Min in

500 g Extraktlösung Wirkstoffgehalte, die in Bezug auf Alkaloide und Gerbstoffe den¬

jenigen in 6 Teilperkolaten entsprechen. Der Totalextraktivstoffgehalt liegt tiefer

als in 6 Teilperkolaten.

Bei 10 000 U/Min werden in einer Stunde 87 % der Drogenalkaloide extrahiert.

Auch der Gerbstoffgehalt ist höher als in 6 Teilperkolaten, nicht jedoch der Total¬

extraktivstoffgehalt, was auch Melichar'feststellte. Die Alkaloide und Gerb¬

stoffe sind offenbar leichter löslich im Menstruum als alle übrigen Extraktivstoffe.

Auch Hagelstein stellt fest, dass keine Beziehung zwischen dem Totalex¬

traktivstoff- und dem Alkaloidgehalt bei Chinarindentinktur besteht, so dass für die

Wertbestimmung unbedingt beide Daten bestimmt werden müssen.

Die Dichte und die Viskosität zeigten im Verlaufe all dieser Versuche nur ver¬

hältnismässig geringe Schwankungen.

- 118 -

WG. ALKALOIDE WG. GERBSTOFFE WG TROCKEN-55 t RUCKSTAND

5 10

• 1000 R/Min -1000 R/Min -1000R/Min

Fig. 11 Ausbeute der Turboextraktion als Funktion der Tourenzahl

%WG. = % Wirkstoffgehalt (WG.) der Droge in 500 g Extraktlösung (Wirk¬

stoffgehalt der Droge an Gesamtalkaloiden, Gerbstoffen sowie Totalextrak¬

tivstoffen jeweils = 100 %). Die horizontalen Linien bedeuten % Wirk¬

stoffgehalt bei 16-tägiger Mazeration (M) in 500 g Extraktlösung oder

nach Perkolation in 4 - 6 Teilperkolaten (TP).

I l = 0 Minuten Extraktionszeit (Nullwert)

E7TT3 5 " "

= 60

943 Einfluss der Extraktionszeit auf den Wirkstoffgehalt der Extraktlösung

(= Versuchsreihe 3)

943.1 Resultate:

Das Zahlenmaterial dazu ergibt sich aus der Gegenüberstellung der Auszüge

der Versuchsreihe 2 (pg. 116-117), die sich nur in der Extraktionszeit (0, 5, 60 Mi¬

nuten) voneinander unterscheiden. Die entsprechende graphische Darstellung sieht

wie folgt aus:

- 119 -

WG ALKALOIDE WG. GERBSTOFFE

165-

160-

TPIbS- 1-6

150-

-

TP

U5- 11-4

M

un- MÜ. 1 ;

TROCKEN-

RÜCKSTAND

fl IFig. 12 Ausbeute der Turboextraktion als Funktion der Zeit

%WG. = % Wirkstoffgehalt (WG.) der Droge in 500 g Extraktlösung (Wirk¬

stoffgehalt der Droge an Gesamtalkaloiden, Gerbstoffen sowie Totalextrak¬

tivstoffen jeweils = 100 %). Die horizontalen Linien bedeuten % Wirkstoff¬

gehalt bei 16-tägiger Mazeration (M) in 500 g Extraktlösung oder nach Per-

kolation in 4 - 6 Teilperkolaten (TP).

= 0 Touren pro Minute (= R/Min)

= 1000 " " "

F^TT-?! = 5000

=10000

Sowohl eine Erhöhung der Tourenzahl bei konstanter Extraktionszeit als auch

eine Verlängerung der Extraktionszeit bei konstanter Tourenzahl steigert den Wirk¬

stoffgehalt der Extraktlösungen. Dies gilt vor allem für die Alkaloid- und Gerbstoff¬

ausbeuten.

Bei Tourenzahlen unter 5000 U/Min bestimmt vorwiegend die Extraktionszeit

den Wirkstoffgehalt der Extraktlösungen.

Bei 10 000 U/Min werden in 5 Minuten 8, 5 % mehr Alkaloide extrahiert als bei

5000 U/Min.

- 120 -

943.2 Die statistische Sicherung der Resultate der Versuchs¬

reihen 2 und 3

Der Einfluss von Tourenzahl und Extraktionszeit auf die Wirkstoffgehalte in

500 g Extraktlösung wurde statistisch überprüft.

Es wurde mit Hilfe der einzelnen Bestimmungen je eine Streuungszerlegung

für den Alkaloid-, den Gerbstoff- sowie den Totalextraktivstoffgehalt durchgerech¬

net. In der Arbeit sind jeweils nur die arithmetischen Mittel aus 4 Bestimmungen

(2 Parallelbestimmungen in 2 Parallelversuchen) angegeben.

Die Einzelresultate wurden zur Vereinfachung der Rechnung umgeformt (s. pg.

122, Tab. 45). In der folgenden Tabelle 45 sind die Summen von je vier solchen um¬

geformten Einzelresultaten (je 2 Parallelbestimmungen in 2 Parallelversuchen) auf¬

geführt. (Würden diese Summen durch 4000 dividiert und der bei der Umformung

subtrahierte Betrag anschliessend addiert, so ergäben sich die zu den entsprechen¬

den Versuchsnummern gehörenden, in dieser Arbeit angegebenen Resultate.) Die

Umformung hat keinen Einfluss auf die statistische Prüfung.

Die Signifikanz der Differenzen zwischen den in Tab. 45 angegebenen Versuchs¬

ergebnissen wurde nun mittels des t-Testes statistisch überprüft.177)

Linder '

gibt dafür folgende drei Formeln:

1 Nl N2(1) s2 = fs (x!-x')2 + S (x»-x")2l

Nl + N2 zi=l i=l

(2)x'-x» \ N1'N2

sd V N1+N2

(3) n = Nx + N2 - 2

Es bedeuten:

s ,= Streuung (für das besondere Problem "Unterschied zweier Durchschnitte")

N1 = Anzahl Messungen oder Zählungen der ersten Versuchsreihe

N2 = Anzahl Messungen oder Zählungen der zweiten Versuchsreihe

x! = Einzelwert der ersten Versuchsreihe

x'.' = Einzelwert der zweiten Versuchsreihe_ix' = Durchschnitt der ersten Versuchsreihe

x" = Durchschnitt der zweiten Versuchsreihe

S = Summenzeichen (= summiere von i=l bis i=Nj resp. N,)

n = Zahl der Freiheitsgrade (=Nj+N2-2), da wir zum berechnen von x' und

- 121 -

x" zwei lineare Beziehungen benötigen.

t = statistische Masszahl, d.h. der für den Vergleich mit der "Standard-

Tabelle" umgerechnete Unterschied der_beiden Durchschnitte (vor der

Umrechnung ist dieser Unterschied d = x' - x").

Für unser berechnetes n sind im Buche von Linder die Sicherheits-

schwellen t angegeben, und zwar für eine Wahrscheinlichkeit von 1:1000, 1:100, so¬

wie 5:100, dass eine zufällige Abweichung fälschlicherweise als wesentlich beurteilt

wird.

t für P=0,01 wird in Zukunft als tQ Q<bezeichnet.

P = Wahrscheinlichkeit

Es bedeuten:

t > tn oioder *-0 001

* Resultate sind gesichert,

'o Oli<'<'o Ol: Hinweis auf einen wesentlichen Unterschied,

t„fii-

>t : der Unterschied ist bloss zufällig, die Resultate sind nicht gesichert.

Da alle zu vergleichenden Werte aus 4 Einzelresultaten entstanden, N also

gleich 4 und konstant ist, und da die mittlere quadratische Abweichung für ein- und

denselben Wirkstoff ebenfalls konstant ist, kann die Formel (2) nach (x'-x") aufge¬

löst, d.h. die kleinste gesicherte Differenz für die zu vergleichenden Durchschnitts¬

werte oder, nach Multiplikation mit 4 für die zu vergleichenden Summen für tn „-,

tQ Q,und t„

00«berechnet werden.

N == 4 = konstant

(4) x' - X"*** l-sd

\ /N1'N2 \[TV N1+N2

(5) 4 -(x> • x") =

P d= dp

somit ist

0,001, 0,01 oder 0,05

Wird in Formel 5 einer der angegebenen Werte für P eingesetzt, so ergibt

sich der entsprechende Wert d (dQ „„.,, d0 _-,d„ Q1-).

Die Differenz zweier Summen in Tabelle 45 sei d.

Die Resultate sind dann wie folgt zu beurteilen:

d > 1 ». oder d-n01

: Resultate sind gesichert,

dQ nc<d <d0 0.: Hinweis auf einen wesentlichen Unterschied,

(L nr>d : der Unterschied ist bloss zufällig, die Resultate sind nicht gesichert.

Die Grössenordnung der so erhaltenen statistischen Sicherung der Resultate

ist in Tabelle 46 zusammengefasst.

109.

108,

pg.

siehe

Abkürzungen

und

Ausrechnung

der

Methode

*)

(S/4).

Durchschnitte

entsprechenden

die

fur

Differenz

gesicherte

kleinste

=dp/4

Summen.

angegebenen

oben

die

für

Differenz

gesicherte

kleinste

=dp

904

34

8726

716

21

429

5

332

14

583

3

dpdp

/4

384

73

346

18

652

45

413

11

132

30

533

7

dpdp

/4

376

42

594

10

0,001

360

26

590

60,01

400

17

350

40,05

dp

dp/4

P


Gerbstoffe

Alkaloide

sind:

(P)

scheinlichkeit

,Wahr-

eine

für

(S)

Summen

angegebenen

oben

die

für

sowie

Durchschnitt

den

für

Differenzen

gesicherten

kleinsten

Die

CO

to

1000

(TE%D*-60).

1000

(G%D*-130)-

1000

•70)

(A%D*-

Umformung:

264

80

Tu7

567

57

Tu6

059

56

Tu5

No.

Ssuch

Ver¬

938

53

TulO

633

61

Tu9

073

45

Tu8

No.

Ssuch

Ver¬

249

108

Tu7

535

101

Tu6

053

91

Tu5

No.

Ssuch

Ver¬

535

67

TulO

166

61

Tu9

974

46

Tu8

No.

Ssuch

Ver¬

740

67

Tu7

746

43

Tu6

964

42

Tu5

No.

Ssuch

Ver¬

286

39

TulO

294

14

Tu9

780

31

Tu8

No.

Ssuch

Ver¬

000

10

000

51000

U/Min

zahl

Dreh¬

Stunde

1Min.

5Stunde

1Min.

5Stunde

1Min.

5Rührzeit:


Gerbstoffe

Alkaloide

Ausbeute:


und

Gerbstoffe

Alka

loid

e,für:

Streuungszerlegungen

drei

den

aus

Auszug

3und

2Versuchsreihe

von

Resultate

der

Sicherung

Statistische

45

Tabelle

- 123 -

Tabelle 46 Grössenordnung der statistischen Sicherung der Resultate der Versuchsreihen 2 und 3

Extraktionszeit:

5 Minuten 1 Stunde

Dreh¬ Zeiteinfluss:

zahl

U/Min

1 000

5 Min——1 Stunde

% d

A:«95 (11184)

G: <99 (44 079)1 1

1 TE:<95 (10 986) 1%

A: - ?

d

(-17 486)

%A: «95

d

( 782)

G:«95 (14 192) G: «95 (10 482)

TE: >95 (16 560) TE: «95 ( 1 508)

% d

A: « 95 (7 506)% d

A:>99 (29 452)

% d

A: < 99 (24 776)

| G: «95 (20 561)

TE: «95 ( 8 865)

G: < 99 (40 369)

TE: - ? (-4 066)

G: «95 (17 196)

1 TE: > 99 (24 205)

%A: <99

d

(24 992)

%A: < 99

d

(23 994)

G: « 95 ( 6 369) G: «95 ( 6 714)

TE: - ? (-7 695)

1 A: > 99 (28 454)

TE: > 99 (22 697)

10 0001

G: < 99 (40 714)1

TE: > 99 (26 326)

< = etwas kleiner als ...

> = etwas grosser als ...

- ? = Abnahme statt Zunahme der Ausbeute

<?: = viel kleiner als .

»= viel grösser als .

A = Alkalolde

G = Gerbstoffe

TE = Totalextraktivstoffe

In Klammern sind die Differenzen (d) der Werte S der vorhergehenden Tabelle 45 angegeben. (Die Werte d wurden mit den

entsprechenden Werten dp verglichen, um die Prozente zu erhalten).

- 124 -

In Worten ausgedrückt heisst das für eine bestimmte Menge Extraktlösung:

1. stark gesichert sind: die Zunahmen der Wirkstoffgehalte bei Verlängerungder Extraktionszeit von 5 Min auf 1 Stunde. Ausnahmen bilden der Alkaloid-

gehalt bei 1000 U/Min und der Totalextraktivstoffgehalt bei 5000 U/Min.Die Zunahmen des Alkaloidgehaltes und des Totalextraktivstoffgehal-

tes bei Erhöhung der Tourenzahl von 1000 auf 10 000 U/Min bei 1 Stunde

Extraktionszeit.

2. schwach gesichert sind: die Zunahmen des Wirkstoffgehaltes bei Erhöhungder Tourenzahl von 1000 auf 10 000 U/Min bei 5 Minuten Extraktionszeit.

Die Zunahme des Gerbstoffgehaltes bei Erhöhung der Tourenzahl von

1000 auf 10 000 U/Min bei 1 Stunde Extraktionszeit.

Die Zunahme des Alkaloidgehaltes bei 1000 U/Min und Verlängerungder Extraktionszeit von 5 Min auf 1 Stunde.

3. nicht gesichert sind: die Zunahme des Alkaloidgehaltes bei 5 Min Extrak¬

tionszeit und Erhöhung der Tourenzahl von 1000 auf 5000 U/Min.Die Zunahme des Totalextraktivstoffgehaltes bei 5 Min Extraktions¬

zeit und Erhöhung der Tourenzahl von 5000 auf 10 000 U/Min.Diese Differenzen sind zufällig, d.h. nicht signifikant. Sie sind auf

den Einfluss der Nachextraktion beim Zentrifugieren zurückzuführen.

944 Einfluss der Temperatur auf den Wirkstoffgehalt der Extraktlösung

Die Schwankungen der Ausbeuten als Funktion von Rührzeit und Tourenzahl

waren nicht so gross wie erwartet. Dies ist hauptsächlich auf die unvermeidbare,

bei nur schwach ausgezogenen Drogen starke Nachextraktion während der Aufarbei¬

tung zurückzuführen. Es wurden daher bei 40 C nur die in der folgenden Tabelle 47

zusammengefassten Versuche ausgeführt (= Versuchsreihe 4).

Tab. 47 Dichte, Viskosität und Wirkstoffgehalte der Extraktlösungen als Funktion

der Temperatur bei der Turboextraktion

Turboextraktion: Extraktlösung: Ausbeuten (WG%D*))

Ver¬

such

No.

Dreh- Zeit Temp,zahl

U/Min Min C

Dichte Visko¬

sität

g/ml in cP

Alkaloide Gerbstoffe Totalextr.

Stoffe

A%D *) G%D *) TE%D *)

Tüll

Tu3

Tul2

Tu8

Tul3

Tu7

0 0 40

0 0 20

1000 5 40

1000 5 20

10000 60 40

10000 60 20

0, 945 3,010,947 2,940,949 2,980,947 2,970,958 2,970,951 3,05

73,9 152,5 79,273,3 141,4 73,1**)78.0 154,8 80,077,9 141,7 71,3**)83.1 163,6 82,587,0 157,1 80,1**)


**) Diese Werte sind nur zum Vergleich aufgeführt.

- 125 -

In Versuchsreihe 4 wurden zudem die folgenden Teilresultate erhalten:


abgetrennten Extraktlösung sowie der extrahierten Droge als Funktion der

Temperatur bei der Turboextraktion.

No.

x*)

g %vonxx'*)

g %vonxDk. *)

g %vonxy. *)

theor. gewogen

Tüll

Tul2

Tul3

488 100

489 100

483 100

161 33,0

166 33,9

149 30,8

327 67,0

323 66,1

334 69,2

30,3 27,1

30,0 27,1

29,6 27,1

MTull-13 487 100 159 32,6 328 67,4 30,0 27,1


Das Ausziehen der Droge bei erhöhter Temperatur begünstigt vor allem die

Gerbstoff- und in geringerem Masse die Totalextraktivstoffausbeute. Die Alkaloid-

ausbeute wird nur unwesentlich verbessert oder nimmt bei langem, intensivem Rüh¬

ren sogar ab. Dies ist vermutlich auf die Abnahme des Alkoholgehaltes des Menstru-

ums durch Verdunstung zurückzuführen, wodurch die Alkaloide schlechter gelöst

werden. Auch die gleichzeitige Zunahme der Dichte und Abnahme der Viskosität von

Versuch Tul3 gegenüber Versuch Tu7 lassen auf Alkoholverlust schliessen.

945 Einfluss der zweistufigen Turboextraktion auf den Wirkstoffgehalt

der Extraktlösung (Methode s. pg. 63)

Alle bisherigen Resultate sind umgerechnet auf 500 g Extraktlösung. Davon

werden jedoch, mit Ausnahme der Perkolation, ca. 25 % in der Droge zurückge¬

halten, sind also von den angegebenen Werten zu subtrahieren, um die wirkliche

Ausbeute in der dekantierten Extraktlösung (= Dk. ) zu erhalten.

Bei der Diturboextraktion werden, als Ausnahme, die Ausbeuten in den beiden

Dekantaten angegeben, da vor allem diese Zahlen den Praktiker interessieren. In

der folgenden Tabelle 49 ist jedoch auch die theoretische, maximal mögliche Aus¬

beute angegeben, d.h. das Dekantat der ersten Stufe, vereinigt mit der gesamten

Extraktlösung der zweiten Stufe.

Eine Umrechnung der Ausbeuten auf 500 g Extraktlösung war bei der Turbo¬

extraktion notwendig, um die Resultate vergleichen zu können.

- 126 -

Würden beide Stufen der Diturboextraktion ebenso umgerechnet, so würde die

nach der ersten Stufe in der Droge zurückgehaltene Extraktlösung doppelt berück¬

sichtigt.

Es wurden folgende Resultate erhalten:

Tab. 49 Dichte, Viskosität und Wirkstoffgehalte der Extraktlösungen bei der Di¬

turboextraktion

Turboextraktion: Extraktlösung:

An¬

teil

Ver¬

such

No.

Dreh¬

zahl

U/Min

Zeit

Min

Temp.

°C

Dichte Visko¬

sität

g/ml in cP

Alka-

loide

A%D*)

Gerb¬

stoffe

G%D*)

Totalex-

tr. Stoffe

TE%D*)

Dkl Tul4I 5000 5 20 0,950 2,99 51,4 103,2 54,4

x*I Tul4I 5000 5 20 0, 950 2, 99 21,5 43,1 22,7

Dkn Tul4H 5000 5 20 0,943 2,74 23,2 39,3 21,4

x'n Tul4II 5000 5 20 0,943 2,74 9,5 16,1 8,8

xll TuHII 5000 5 20 0,943 2,74 32,7 55,4 30,2

Dkl+

Dkll

Tul4I+

n5000 5+5 20 74,6 142,5 75,8

Dkl+

xll

Tul4I+

n5000 5+5 20 84,1 158,6 84,6**)

Dk I = Dekantat (Dk) der ersten Stufe (I)Dkll = Dekantat nach der zweiten Stufe

x'I = in der Droge zurückgehaltene Extraktlösung (x') nach der ersten Stufe

x'H = in der Droge zurückgehaltene Extraktlösung nach der zweiten Stufe

xll = gesamte Extraktlösung der zweiten Stufe

*) Methode der Ausrechnung und Abkürzungen siehe pg. 108-109

**) Unter der Annahme, dass die in der extrahierten Droge der II. Stufe

zurückgehaltene Extraktlösung vollkom.nen ausgepresst werden könnte.

In der Versuchsreihe 5 wurden zudem die folgenden Teilresultate gefunden:


abgetrennten Extraktlösung sowie der extrahierten Droge in den zwei Stu¬

fen der Diturboextraktion.

Dk. I*) = 347 g (= 50,8 % von Dk. I + II)

Dk. II = 336 g (= 49,2 % von Dk. I + n)

Dk.I + II = 683 g(= 100 %)

x'I = 145 g

x'H = 138 g (= 20,2 % von Dk. I + II)

xll = x'H + Dk. II = 474 g

y' = 28,41 g theoretisch, d.h. berechnet auf

Grund des gewonnenen Extraktes

25,86 g gewogen (Verluste durch Mani¬

pulieren und Auswaschen)*) Methode der Ausrechnung und Abkürzungen siehe pg. 108-109.

- 127 -

Die Resultate der Diturboextraktion sind in Fig. 13 graphisch dargestellt.

WG

•/.

85

80

ALKALOIDE

TP i-s

WG k GERBSTOFFE

%

160

M

TP 1-A U0

120

M"

100

80

60

20

10

%85

TP 1-6 80

WG iTROCKEN -

TP 1-4

M 70

60

M"

50-

Li

20

10

RUCKSTAND TP 1-6

Dkl Dkn Dkl+Dkn x'n Dkl DkD Dkl+Dkn x'II Dkl Dkll Dkl+DkU x'n

Fig. 13 Ausbeute der Diturboextraktion

Extraktion in zwei Stufen à 5 Minuten bei 5000 Touren pro Minute (= R/Min) bei

20° C mit anschliessendem Zentrifugieren. %WG. = % Wirkstoffgehalt (WG.) der

Droge in der Extraktlösung (Wirkstoffgehalt der Droge an Gesamtalkaloiden, Gerb¬

stoffen sowie Totalextraktivstoffen jeweils = 100 %).

Dk I = Dekantat nach der ersten Extraktion

Dkll = Dekantat nach der zweiten Extraktion

Dkl + Dkll = Summe der beiden Dekantate

x'U = in der Droge zurückgehaltene Extraktflüssigkeit nach der zweiten Ex¬

traktion.

Die horizontalen Linien bedeuten % Wirkstoffgehalt bei 16-tägiger Mazeration in

500 g Extraktlösung (M), in der davon dekantierbaren Extraktlösung (M"), sowie

nach Perkolation in 4 - 6 Teilperkolaten (TP).

Die Alkaloidausbeuten in beiden Dekantaten zusammen sind gleich wie diejeni¬

ge in 4 - 5 Teilperkolaten. Die Gerbstoff- und Totalextraktivstoffausbeuten entspre¬

chen denjenigen von 3-4 Teilperkolaten.

- 128 -

Die Ausbeuten sind auch höher als in den Dekantaten der 16-tägigen Mazera¬

tion.

Durch Abpressen könnten noch ca. 5 Gew.% mehr Dekantat und damit Inhalts¬

stoffe gewonnen werden.

Die Ausbeuten in den Dekantaten der Diturboextraktion (14I+14II) sowie der

einstufigen Turboextraktion mit 10000 U/Min während einer Stunde (No. Tu7) sind

in der folgenden Tabelle 51 verglichen:

Tab. 51 Dichte, Viskosität und Ausbeuten in den dekantierten Extraktlösungen nach

Diturboextraktion oder Turboextraktion durch Wirbeln während 1 Stunde

bei 10 000 U/Min bei 20° C

Versuch

No.

Dreh- Zeit

zahl

U/Min Min

Dichte Visko¬

sität

g/ml in cP

Alka- Gerb- Totalex-

loide Stoffe tr. Stoffe

% % %

Tul4I+14II

Tu7

5000 5+5

10000 60 0,951 3,05

74,6 142,5 75,8

63,9 115,3 58,8

Me

Me%

10,7 27,2 17,0

16,74 23,6 28,9

Me = absolute Mehrausbeute der Diturboextraktion (Versuch Tul4I+14n) ge¬

genüber der einstufigen Turboextraktion (Versuch Tu7).

Me % = Me, ausgedrückt in Prozent der einstufigen Turboextraktion (VersuchTu7).

Aus diesen Zahlen geht deutlich hervor, dass die mehrstufige Turboextraktion

die Wirkstoffausbeute mehr steigert als eine hohe Tourenzahl bei langer Extraktions¬

zeit. Dies kommt daher, weil nach jeder Stufe ca. 25 - 30 % der Extraktflüssigkeit

in der Droge zurückgehalten und in der folgenden Stufe grösstenteils ausgewaschen

werden.

Zudem wird durch die erneute Menstruumzugabe das für die Extraktion uner-

lässliche Konzentrationsgefälle von der intra- zur extrazellulären Flüssigkeit wie¬

der hergestellt.

- 129 -

946 Die Wirkung des Rührgerätes auf den Zerkleinerungsgrad der Droge

(Methodik: siehe unter 844.11 pg. 102 u. 845 pg. 104)

946.1 Das spezifische Gewicht der Chinarinde in den einzelnen

Siebfraktionen (Methodik siehe 844.11, pg. 102)

Die Möglichkeit, das spezifische Gewicht der einzelnen Siebfraktionen zu be¬

stimmen, bildet die Voraussetzung für die Berechnung ihrer Gesamtoberfläche und

Volumina.

Die folgenden spezifischen Gewichte wurden bestimmt:

Tab. 52 Die spezifischen Gewichte der verschiedenen Korngrössenanteile von nicht

extrahierter und extrahierter Chinarinde

Fraktion: spez. Gewicht: Fraktion: spez. Gewicht:

durch auf

Sieb Sieb

nicht ex¬

trahierte

Droge

extra¬

hierte

Droge *)

durch auf

Sieb Sieb

nicht ex¬

trahierte

Droge

extra¬

hierte

Droge*)

Din 6 Din 14

Din 14 Din 20

Din 20 D 90

D 90 D 120

D 120 Din 40

1,393

1,406

1,423

1,425

1,427

1,410

1,419

1,432

1,438

1,438

Din 40 Din 60

Din 60 Din 80

Din 80 Din 100

Din 100

1,429

1,433

1,438

1,442

1,451

1,454

1,452

1,462

Sowohl in der nicht extrahierten, als auch in der extrahierten Droge ist das

spezifische Gewicht der feinsten Fraktion, nach ziemlich regelmässiger Zunahme,

um den Faktor 1,035 grösser als dasjenige der gröbsten Fraktion.

Dies legt die Vermutung nahe, dass diese Zunahme evtl. nur auf geringe, auch

durch Evakuieren nicht zu verhindernde Lufteinschlüsse in den gröberen Drogenan¬

teilen zurückzuführen ist.

Auch die besonders faserreichen Fraktionen auf den Sieben VI und VII nach

Ph. Helv. V (= D 120 und Din 40) bilden hier keine Ausnahme.

*) 1 Stunde mit 10 000 U/Min extrahiert, dann mehrmals nachmazeriert und jeweils

zentrifugiert.

- 130 -

946.2 Die Korngrössenverteilung des extrahierten Drogenmate¬

rials als Funktion der Versuchsbedingungen

Um die Siebanalysen auf möglichst einfache Weise graphisch darstellen zu kön¬

nen, wurde die Summenhäufigkeit in % ( H %) als Funktion des Logarithmus der Ma¬

schenweite im Wahrscheinlichkeitsnetz eingezeichnet.

Auf der Ordinatenachse ist für jede Siebnummer das Gewicht aller Teilchen

einer Analyse in Prozent angegeben, die dieses Sieb passieren. Das Ausgangsge¬

wicht der für die Siebanalyse eingesetzten Drogenmenge wird als 100 % angenommen

(a oder a+b ist 100 %; siehe unter 845, pg. 104).

Auf der Abszissenachse sind die Logarithmen der in Hundertstelsmillimetern

ausgedrückten Maschenweiten der verwendeten Siebe aufgetragen.

Die Maschenweiten und die Logarithmen der aus praktischen Gründen in Hun¬

dertstelsmillimetern angegeben Maschenweiten (positive Logarithmen) sind für die

verwendeten Siebe in Tabelle 53 angegeben.

Tab. 53 Maschenweite (Mw), Logarithmus von Mw und Logarithmus von 100 Mw

für die verwendeten Siebe

Sieb: Maschenweite: log Mw: log 100 • Mw:

Din 100 0,060 mm 0,778 -2 0,778

Din 80 0,075 mm 0,875 -2 0,875

Din 60 0,102 mm 0,009 -1 1,009

Din 40 0,150 mm 0,176 -1 1,176

D 120 0,170 mm 0,230 -1 1,230

D 90 0,210 mm 0,322 -1 1,322

Din 20 0,300 mm 0,477 -1 1,477

Din 14 0,430 mm 0,633 -1 1,633

Din 6 1,020 mm 0,009 2,009

Auf diese Weise kann eine Normalverteilung ganz und eine asymmetrische

Verteilung weitgehend in eine Gerade transformiert werden. In unserem Falle liegt

keine normale Verteilung vor.

Je steiler die Gerade verläuft, desto geringer ist die Streuung der zugehörigen

Verteilung.

Der gesamte Verlust (V +Z ) der Siebanalyse a wurde von 100 % subtrahiert,

so dass die

Summe aller Siebfraktionen von a = 100 % - (V +Z )%3. 3.

- 131 -

V oder V, : grobe Anteile auf dem Tisch im Umkreis der Maschineab

Z oder Z, : feine, in die Luft zerstäubte Anteilea b

'

Der Index bezeichnet die Serie der Siebanalyse, a: weitmaschige Siebe,

b: feinmaschige Siebe.

Die Fraktion 5 Sieb VII der Analyse a diente für die Siebanalyse b. Zfa wurde

zur Fraktion ^ Sieb Din 100 addiert. VY wurde subtrahiert, d.h. bildet die Ergän¬

zung auf das Total von Analyse b.

(Eine Addition von Z zur Fraktion kleiner oder gleich wie Sieb VE der Sieb¬

analyse a und gleichzeitige Aufteilung von Z auf die Analyse b entsprechend den An¬

teilen der verschiedenen ï raktionen der Analyse b hebt alle Kurven etwas an, hat je¬

doch sonst keinen Einfluss auf die graphische Darstellung (Fig. 14)).

S

9

!

3

3

r

„ ¥i

- -

-

1

- -

. 4a.p . -X-

_!_ \SH

1

-

I ! /ff. J^ /tx

-- Vf^ r '" -, ,_r--

"-1/ ! |

3 "1 1 ;!'! ;

t

Fig. 14 Turboextraktion: Einfluss der Trennverfahren auf die Korn-

grössenverteilung in der extrahierten Droge

Die Siebanalysen sind im Wahrscheinlichkeitsnetz eingetragen

n. e.Dr.

P

Z

Mw

nicht extrahierte DrogeDroge nach Perkolation

Droge nicht gewirbelt, jedoch beim Abtrennen

vom Menstruum und Auswaschen mehrmals zen-

trifugiert (Durchschnittswert der Versuche

Tu(l,4,3,11)).Maschenweite in mm.

- 132 -

946.21 Der Einfluss der Trennverfahren auf die Korngrössenverteilung

Diese Untersuchungen sollen vor allem darüber Auskunft geben, ob die Zellen

durch die Extraktion "geschwächt" werden, wodurch diese bei der Siebanalyse stär¬

ker zerkleinert würden.

Ueberdies soll beobachtet werden, ob durch das Zentrifugieren allein schon

eventuell ein Zerreissen von Zellen stattfindet.

Die folgende Tabelle 54 zeigt die Anteile der verschiedenen Korngrössen in

Prozent der gesiebten Pulvermenge, sowie die Summenhäufigkeit (= S%). Letztere

gibt für jedes Sieb den prozentualen Anteil der Gesamtpulvermenge an, der dieses

Sieb passiert.

Tab. 54 Anteile der verschiedenen Korngrössen und Summenhäufigkeit in Prozent

der gesiebten Pulvermenge der nicht turboextrahierten Drogenpulver

durch

Sieb:

Drogenmaterial:

nicht extrahierte

Droge:% s%

nach

Perkolation:

nach M«az.(l-3)Mazeration: zentrif\igiert:

Din 100

Din 80

Din 60

Din 40

D 120

V.

1,79 1,79

1,13 2,92

1.32 4,24

1.33 5,57

0,27 5,84

0,03 5,87

0,61 0,61

0,51 1,12

1,87 2,99

2,27 5,26

0,41 5,67

0,16 5,83

2,27 2,27

0,90 3,17

1,99 5,16

2,11 7,27

0,46 7,73

0,09 7,82

3,22 3,22

1,44 4,66

2,95 7,61

2,81 10,42

0,39 10,81

0,08 10,89

tot.b 5,87 5,83 7,82 10,89

Din 40

D 120

D 90

Din 20

Din 14

Din 6

V.+Z.

5,87 5,87

2,18 8,05

4,10 12,15

18,57 30,72

23,09 53,81

43,15 96,96

3,04 100,00

5,83 5,83

2,54 8,37

6,44 14,81

25,07 39,88

23,74 63,62

34,81 98,43

1,57100,00

7,82 7,82

2,43 10,25

5,59 15,84

21,20 37,04

23,07 60,11

36,46 96,57

3,43 100,00

10,89 10,89

2,63 13,52

6,67 20,19

22,75 42,94

22,35 65,29

29,58 94,87

5,13 100,00

tot. a 100,0 100,0 100,0 100,0

Die Werte von Tab. 54 sind in Figur 14/15 graphisch dargestellt.

*) Die beiden Kurven der arithmetischen Mittel der Versuche Tul und Tu4 sowie

der Versuche Tu3 und Tüll überdecken sich fast, so dass hier der Durchschnitts¬

wert der Versuche Tul,Tu4,Tu3 und Tüll berechnet und aufgetragen ist (vergl.auch pg. 62, Begründung siehe pg. 139).

- 133 -

Gewichtsprozente des

extrahiercen Drogen

pulvers

Fig. 15 Einfluss des Trennverfahrens auf die Korngrossenverteilung in der extra¬

hierten Droge

n. e.Dr. = nicht extrahierte DrogeP = Droge nach PerkolationM = Droge nach Mazeration (nicht ausgewaschen und zentrifugiert)Z = Droge nicht gewirbelt, jedoch beim Abtrennen vom Menstruum

und Auswaschen mehrmals zentrifugiert (Durchschnittswertder Versuche Tu(l,4,3,11))

Die Abtrennung der Droge von der Extraktlosung erfolgte:

bei der Mazeration und bei den Versuchen Tul und Tu4 durch Filtration, bei den

Versuchen Tu3 und Tüll durch Zentrifugleren.

Die mazerierte oder perkolierte Droge wurde direkt getrocknet. In allen an¬

dern Versuchen wurde die Droge jedoch beim Auswaschen noch fünfmal abzentrifu-

giert, dann zur Trocknung auf einem Tonteller ausgebreitet.

Die Siebanalysen zeigen eindeutig, dass das Zellmatenal auch nach erschöp¬

fender Extraktion, einer Perkolation mit 10 Teilperkolaten, in getrocknetem Zustand

mechanisch noch so stabil ist, dass keine merkbare, stärkere Zerkleinerung wah¬

rend der Siebanalyse eintritt.

Sogar wenn bei der Siebanalyse der perkoherten Droge die m die Luft zerstaub¬

ten Anteile der ersten Hälfte der Siebanalyse (Z = 1, 31 %) statt zum Verlust zu der

- 134 -

feinsten Fraktion gezählt werden, sind weniger feine Teilchen als bei den Mazera-

ten vorhanden. Die Kurve der perkolierten Drogenpulver kommt so zwischen dieje¬

nige der nicht extrahierten und der 4-16 Tage mazerierten Droge zu liegen.

10,89 % der Teilchen der zentrifugierten Droge sind kleiner als Sieb VII nach

Ph.Helv. V gegenüber 5,83 % bei der perkolierten und 7,82 % bei der mazerierten

und anschliessend durch Filtration abgetrennten Droge.

Dieser Unterschied ist ziemlich gering und meines Erachtens bedingt durch

das Manipulieren beim fünfmaligen Auswaschen der Droge (jeweils Auskratzen und

Sammeln der feuchten Drogenrückstände aus den Zentrifugengläsern - erneute Ver¬

mischung mit Menstruum im Erlenmeyerkolben - umgiessen in Zentrifugengläser).

Ueberdies gehen bei der Mazeration die auf dem Filter verbliebenen Anteile

bei der Feinfiltration (schätzungsweise 1 g bei 1 mm Sediment auf dem Filter) ver¬

loren (siehe 821, pg. 63), so dass der Unterschied der Fraktionen kleiner als Sieb

VII in Wirklichkeit noch etwas geringer ist.

946. 22 Der Einfluss von Tourenzahl, Rührzeit und Temperatur auf die Korngrössen-

verteilung

Tab. 55 Einfluss der Tourenzahl auf die Korngrössenverteilung des Drogenmateri¬

als bei einer Stunde Rührzeit

Versuch

No.:

U/Min:Temp. :

Tu5

1000

20°C

Tu6

5000

20°C

Tu7

10 000

20°C

Tul3

10 000

40°C

durch

Sieb:

Din 100

Din 80

Din 60

Din 40*)D 120*)

V.

% 2% % 1% % 1% % E%

12,773,995,745,701,440,16

12,7716,7622,5028,2029,6429,80

8,843,705,274,540,800,07

8,8412,5417,8122,3523,1523,22

tot.b 29,80 23,22

Din 40

D 120

D 90

Din 20

Din 14

Din 6

V.+Z.

12,483,006,0019,9722,7332,553,27

12,4815,4821,4841,4564,1896,73

100,00

22,313,356,9523,5122,8718,422,59

22,3125,6632,6156,1278,9997,41

100,00

29,804,708,57

26,8319,976,883,25

29,8034,5043,0769,9089,8796,75

100,00

23,223,478,90

28,4422,458,794,73

23,2226,6935,5964,0386,4895,27

100,00

tot. a 100,0 100,0 100,0 J00,0

in den Versuchen Tu(5,6,8,10) wurde die Siebanalyse b nicht vorgenommen

*)vergl. 845.1, pg. 105.

- 135 -

Diese Resultate sind in Fig. 16 graphisch dargestellt.

0 01 0 5 10 Maschenweue

Fig. 16 Turboextraktion; Einfluss der Tourenzahl auf die Rorngrössenverteilung

in der extrahierten Droge bei 1 Stunde Rührzeit

Z '= Droge nicht gewirbelt, jedoch beim Abtrennen vom Menstruum und Aus¬

waschen mehrmals zentrifugiert (Durchschnittswert der Versuche

Tu(l,4,3,ll))Tu5 = Droge bei 1000 U/Min 1 Stunde gewirbeltTu6 = Droge bei 5000 U/Min 1 Stunde gewirbeltTu7 = Droge bei 10000 U/Min 1 Stunde gewirbelt

Tab. 56 Einfluss der Tourenzahl auf die Korngrössenverteilung des Drogenmateri¬

als bei 5 Minuten Rührzeit

Versuch

No.:

U/Min:Temp. :

feinkörni

Tul2

1000

40°C

le Anteile

Tu8

1000

20°C

feinkörnigeTu9

5000

20°C

Anteile

TulO

10 000

20°C

durch

Sieb;

Din 100

Din 80

Din 60

Din 40

D 120

V.

% 1% % z% % T.% % E%

4,421,792,842,680,650,05

4,426,219,05

11,7312,3812,43

5,542,103,423,180,640,07

5,547,6411,0614,2414,8814,95

tot.b 12,43 14,95

*) Der erste Punkt entspricht der Summe der Siebfraktionen Din-100, Din-80, Din-60,Din-40 undD-120.

- 136 -

Tab. 56 F

Versuch

No.:

Zeit:

U/Min:Temp. :

durch

Sieb:

ortsetzung grobkörnige Anteile

Tul2 Tu8

5 Min 5 Min

1000 1000

40°C 20°C

grobkörnige Anteile

Tu9 TulO

5 Min 5 Min

5000 10 000

20°C 20°C

% s% % E% % S% % s%

Dm 40

D 120

D 90

Din 20

Din 14

Din 6

V. + Z.

12,433,086,90

22,9923,6828,032,89

12,4315,5122,4145,4069,0897,11

100,00

11,422,806,33

22,5722,6332,561,69

11,4214,2220,5543,1265,7598,31

100,00

14,953,207,37

23,8622,4924,253,88

14,9518,1525,5249,3871,8796,12

100,00

19,813,597,16

22,8921,5223,321,71

19,8123,4030,5653,4574,9798,29

100,00

tot. a 100,0 100,0 100,0 100,0

Ueber den Kolonnen sind die Nummern der Versuche angegeben, vergl. auch pg.

Z% = Summenhäufigkeit; vergl. pg. 132

Die wichtigsten Werte aus den Tabellen 55 und 56 sind in den Figuren 17 und

18 aufgezeichnet. Die Kurve der Siebanalyse von No. Tu8 (1000 U/Min, 5 Min, 20°C)verläuft sehr nahe an der Kurve der Siebanalyse von Versuch Tu5 (1000 U/Min, 1 h,

20 C) und wurde daher nicht eingezeichnet.

Fig. 17 Turboextraktion: Einfluss der Tourenzahl auf die Korngrössenverteilung

in der extrahierten Droge bei 5 Minuten Extraktionszeit

Z = Droge nicht gewirbelt, jedoch beim Abtrennen vom Menstruum und Aus¬

waschen mehrmals zentnfugiert (Durchschnittswert der Versuche

Tu(l,4,3,ll))Tu8 = Droge bei 1000 U/Min 5 Minuten gewirbeltTu9 = Droge bei 5000 U/Min 5 Minuten gewirbeltTulO = Droge bei 10000 U/Min 5 Minuten gewirbelt

- 137 -

{„ T

S

I'

I2

t — „_ _

a ^f...• 1 "—-

« _____

—=^--

t -ifM1.

3 ___ ^3

; z# :- ^-^5*

-JÂ" -Z8-~

~p>&m zm :

^'V"^^^&Ä- ———— z* — — — S

—— — —

I*

1 e1 1

Ï".1 ,

! |

1s

ai <u as 2.0 log (100 H«)

Fig. 18 Turboextraktion: Einfluss von Tourenzahl und Rührzeit auf die Korngrössen-

verteilung in der extrahierten Droge

Die Siebanalysen sind im Wahrscheinlichkeitsnetz eingetragenZ = Droge nicht gewirbelt, jedoch beim Abtrennen vom Menstruum und Aus¬

waschen mehrmals zentrifugiert (Durchschnittswert der VersucheTu(l,4,3,ll))

Tu9 = Droge bei 5000 U/Min 5 Minuten gewirbeltTu6 = Droge bei 5000 U/Min 1 Stunde gewirbeltTu7 = Droge bei 10000 U/Min 1 Stunde gewirbelt

- 138 -

Tab. 57 Einfluss von Intensität und Dauer der Turboextraktion auf den prozentualen

Anteil der Teilchen kleiner als Sieb Din 40 (Drogenmenge pro Siebanalyse =

100 %)

Versuch No. :

U/Min:Minuten:

Tu(l,4,3,ll)0*)0

Tu8

1000

5

Tu5

1000

60

Tu9

5000

5

Tu6

5000

60

TulO10000

5

Tu7

10 000

60

Prozente: 10,89 11,42 12,48 14,95 22,31 19,81 29,80

') Droge nur mit Menstruum gemischt und anschliessend durch Zentrifugierenwieder von der Extraktlösung getrennt.

Einfluss der Tourenzahl:

Aus Tabelle 57 ist ersichtlich, dass bei Drehzahlen bis zu 1000 U/Min keine

merkliche Zunahme der feinen Drogenanteile stattfindet.

Der prozentuale Anteil der Teilchen kleiner als Sieb Din 40 ist eine lineare

Funktion der Tourenzahl für 5 Min Extraktionszeit, also eine Gerade.

Bei 1 Stunde Extraktionszeit nimmt diese Siebfraktion bei Erhöhung der Tou¬

renzahl von 1000 auf 5000 U/Min von 12,48 auf 22,31 Prozent zu (Faktor 1,79), bei

Steigerung der Tourenzahl von 5000 auf 10 000 U/Min von 22,31 auf 29,8 Prozent

(Faktor 1,34).

Beim Vergleich der nur zentrifugierten mit der turboextrahierten Droge ergibt

sich folgendes Bild:

Eine Extraktion mit 5000 U/Min während 5 Minuten vermehrt den Anteil der

Teilchen kleiner als Sieb Din 40 um ca. 50 Prozent, den Anteil der Teilchen kleiner

als Sieb Din 100 um ca. 72 Prozent.

Bei einer Extraktion mit 10 000 U/Min während einer Stunde wird der Anteil

der Teilchen kleiner als Sieb Din 40 um ca. 174 Prozent, der Anteil der Teilchen

kleiner als Sieb Din 100 um ca. 300 Prozent vermehrt (siehe Tabellen 54/56, pg.

132, 135, 136).

Einfluss der Rührzeit:

Eine Verlängerung der Rührzeit von 5 Min auf 60 Min vermehrt die Teilchen

kleiner als Sieb Din 40 bei:

1000 U/Min um den Faktor 1,09, d.h. von 11,42 auf 12,48 %

5000 U/Min um den Faktor 1,49, d.h. von 14, 95 auf 22,31 %

10000 U/Min um den Faktor 1,50, d.h. von 19,81 auf 29,80 %

Die Faktoren sind aus den Werten in den Tabellen 55 und 56 berechnet.

Die Drogenzerkleinerung steigt also mit der Rührzeit und der Tourenzahl.

Bei 5000 U/Min ist eine deutliche Drogenzerkleinerung feststellbar, und die zuge¬

führte Energie ist bezüglich Drogenzerkleinerung besser ausgenützt als bei 1000U/Min.

- 139 -

Einfluss der Temperatur:

Die Siebanalysen der bei erhöhter Temperatur gewirbelten Drogen sind der

Vollständigkeit halber in den Tabellen aufgeführt. In den graphischen Darstellungen

wurden sie weggelassen, um die Uebersicht zu verbessern.

Die mit dem Menstruum von 40 C nur vermischte und anschliessend zentrifu-

gierte Droge (Versuch Tüll) zeigt bei der Siebanalyse 9,56 % Anteile kleiner oder

gleich Sieb Din 40 gegenüber 11, 56 % der bei 20°C ebenso behandelten Droge (Ver¬

such Tu3).

Nach einer Ruhrzeit von 5 Min mit 1000 U/Min zeigt jedoch die bei 40 C ex¬

trahierte Droge 8, 8 % mehr Anteile kleiner als Sieb Din 40, überhaupt mehr feine

Anteile als der 20°C-Versuch.

Da diese Schwankungen offensichtlich innerhalb der Versuchsfehler liegen,

wurde in Tab. 54, pg. 132, Versuch Tüll ebenfalls, trotz erhöhter Auszugstempe¬

ratur von 40°C, in den Mittelwert der nur zentrifugierten Drogenruckstande einbe¬

zogen.

Die bei 40 C mit 10 000 U/Min wahrend einer Stunde extrahierte Droge (Ver¬

such Tul3) hat 23, 22 % Anteile S Sieb Din 40 gegenüber 29,80 % der bei 20°C eben¬

so behandelten Droge (Tabelle 55, Versuch Tu7, Tul3).

Scheinbar werden unter diesen Versuchsbedingungen zusätzlich harzartige

Stoffe aus der Droge extrahiert. Feine Drogenanteile konnten dadurch wahrend der

Trocknung und nachfolgenden Siebanalyse an andern Partikeln haften bleiben. Bei

der mikroskopischen Prüfung dieser Pulver konnten in keiner Fraktion typische

Agglomerate gefunden werden. Einzig bei Vorversuchen mit Drogenpulvern, welche

nach der Extraktion nicht ausgewaschen wurden, konnten verklebte Einzelteilchen

beobachtet werden, die wahrscheinlich erst beim Trocknen zu grosseren Agglomera¬

ten verwachsen waren. Die Einzelpartikel dieser Agglomerate gehorten ausnahms¬

los in die Fraktionen der feinsten Pulver. Diese Klumpchen zerfallen meist schon

beim Einlegen in Chloralhydrat, sicher aber beim Anpressen des Deckglases mit

einer Prapariernadel.

Em Anhaften von feinen Teilchen an den grossen Zellverbanden, welche die

Siebe m, IV und IVa passieren, ist jedoch auch anzunehmen. Mikroskopisch ist

dies, auch bei Anpressen des Deckglases mit einer Prapariernadel, nur äusserst

schwer feststellbar; diese Teilchen werden daher nicht zu den Agglomeraten gezahlt.

- 140 -

946.3 Die Oberflächenzunahme des extrahierten Drogenmateri¬

als durch Turboextraktion

Da die Oberfläche der Teilchen, besonders bei groben Drogenpartikeln, nicht

genau erfasst werden kann, muss für die Berechnung ein Idealfall angenommen wer¬

den.

Die Berechnung der Oberfläche erfolgte daher unter der Annahme, dass jede

Siebfraktion aus Kugeln besteht, deren Durchmesser gerade der Maschenweite des

feinsten, von ihr passierten Siebes entspreche.

Die Oberfläche der groben Teilchen dürfte in Wirklichkeit infolge von aufgeris¬

senen Zellen grösser sein, während diejenigen der feinsten Teilchen sich der Kugel¬

form eher annähern.

Auch die Grössenverteilung der Partikel innerhalb einer Siebfraktion wurde

für unsere Betrachtung nicht berücksichtigt. Da wir mit dem grösstmöglichen Durch¬

messer rechnen, sind die Ergebnisse der Oberflächenberechnung sicher alle zu

klein, aber unter sich durchaus vergleichbar.

Die Berechnung geschieht wie folgt für jede Siebfraktion:

V

G

d

F

V,.

Volumen der Siebfraktion

Gewicht der Siebfraktion

spezifisches Gewicht der Siebfraktion

Oberfläche der gesamten Siebfraktion

Volumen eines Teilchens (Kügelchens) dieser Siebfraktion

Oberfläche eines Teilchens (Kügelchens) dieser Siebfraktion

Radius eines Teilchens (Kügelchens) dieser Siebfraktion

1) VG

d2) V„ =

2iL

41t 3— r

33) F,, = 4wr'

4) FG -3 -4t vù

d -411^

G

d

Die Gewichte der verschiedenen Siebfraktionen sind in den Tabellen 54 - 56

(pg. 132,135,136) und ihre spezifischen Gewichte in Tabelle 52 (pg.129) zu finden.

- 141 -

Tab. 58 Oberfläche und Volumen der einzelnen Siebfraktionen von 25 g Drogenpulver

Versuch

No.:

U/Min:Zeit:

Trg.:

0

0 Min

nicht extrah.

Droge

Tu7

10 000

60 Min

zentrifugiert

MTu(l,4,3,ll)*)0

0 Min

Filtr.u. zentr.

Tu9

5000

5 Min

zentrifugiert

durch

Sieb:V3

(cmJ)F2

(cm2)V3

(cmJ)F2

(cm2) (cm ) (cm2)V3

(cm3)

F2

(cm2)

Din 100

Din 80

Din 60

Din 40

D 120

tot.b

Din 40

D 120

D 90

Din 20

Din 14

Din 6

tot. a

ohne i

a a

0,31

0,20

0,23

0,23

0,05

1,02

1,02

0,38

0,72

3,26

4,11

7,75

17,24

310

157

135

93

17

712

408

135

206

652

573

456

2430

2,18

0,69

0,99

0,98

0,25

5,09

5,12

0,82

1,49

4,68

3,52

1,22

16,85

2183

550

581

393

88

3795

2047

289

425

937

491

72

4261

0,55

0,25

0,51

0,48

0,07

1,86

1,87

0,46

1,16

3,97

3,94

5,24

16,65

550

200

300

194

25

1269

748

162

331

794

550

308

2893

0,94

0,36

0,59

0,55

0,11

2,55

2,55

0,56

1,28

4,17

3,96

4,30

16,85

940

288

347

220

39

1834

1020

198

366

834

553

253

3224

a+b") 17,24 2734 16,82 6009 16,64 3414 16,85 4038

") = tot. a + tot.b - Fraktion (durch Sieb Din 40) von a (vergl. 946. 2, pg. 130, 131)

*) = arithmetisches Mittel der Versuche Tul, Tu4, Tu3, Tüll

**) = Trennung (= Trg.) von Droge und Extraktlösung durch Filtration; Droge beim

Auswaschen fünfmal zentrifugiert (vergl. pg. 133)

V = Volumen der einzelnen Siebfraktion

F = Oberfläche der einzelnen Siebfraktion.

Als Dichte der Fraktion kleiner als Sieb Din 40 von Analyse a wurde der Quo¬

tient aus Gesamtgewicht durch Gesamtvolumen von Siebanalyse b angenommen.

V,Z und V. wurden weggelassen; Z. wurde zur Fraktion kleiner als Sieb Din 100

gezählt.

Siebanalyseb wurde mit der Fraktion kleiner als Sieb Din 40 der Analyse a

durchgeführt (vergl. 946.2, pg. 130, 131).

- 142 -

Tab. 59 Die Oberfläche und das Volumen der einzelnen Siebfraktionen von Tab. 58

2in Prozent der Gesamtoberfläche (2734 cm = 100 %) und des Gesamtvolu-

o

mens (17,24 cm = 100 %) aller Fraktionen der Siebanalyse der nicht ex¬

trahierten Droge

Versuch

No.:

U/Min:Zeit:

Trg.:

0

0 Min

n. extr. Droge

Tu7

10 000

60 Min

zentrifugiert

MTu(l,4,3,ll)*)0

0 Min

Filtr.u. zentr.

Tu9

5000

5 Min

zentrifugiert

durch

Sieb:

Din 100

Din 80

Din 60

Din 40

D 120

V

%

F

%V

%F

%V

%F

%V

%F

%

1,8

1,2

1,3

1,3

0,3

11,3

5,8

4,9

3,4

0,6

12,6

4,0

5,7

5,7

1,5

79,8

20,1

21,2

14,4

3,2

3,2

1,4

3,0

2,8

0,4

20,1

7,3

11,0

7,1

0,9

5,5

2,1

3,4

3,2

0,6

34,4

10,5

12,7

8,1

1,4

tot.b

Din 40

D 120

D 90

Din 20

Din 14

Din 6

5,9

5,9

2,2

4,2

18,9

23,8

45,0

26,0

14,9

4,9

7,5

23,9

21,0

16,7

29,5

29,7

4,7

8,6

27,2

20,4

7,1

138,7

74,9

10,6

15,5

34,3

18,0

2,6

10,8

10,8

2,7

6,7

23,0

22,9

30,4

46,4

27,4

5,9

12,1

29,0

20,1

11,3

14,8

14,8

3,2

7,4

24,2

23,0

25,0

67,1

37,3

7,2

13,4

30,5

20,2

9,3

tot. a 100,0 88,9 97,7 155,9 96,5 105,8 97,6 117,9

a + b ") 100,0 100,0 97,7 219,7 96,5 124,8 97,6 147,7

") = tot. a + tot. b minus Fraktion kleiner als Sieb Din 40 von Analyse a

F = Oberfläche der einzelnen Siebfraktionen

V = Volumen der einzelnen Siebfraktionen

No. = Versuchsnummer, vergl. auch pg. 62 (gleiche Nummern wie in Tab. 10/58)

Tabelle 59 zeigt uns, dass die Oberfläche des Drogenmaterials während der

Turboextraktion wie folgt vergrössert wird:

bei 5000 U/Min während 5 Minuten 1, 5 mal

bei 10000 U/Min während 60 Minuten 2,2 mal

beim blossen Abtrennen der Droge von der Extraktlösung durch Zentrifu-

gieren: 1, 25 mal

Die Werte von Tabelle 59 sind in den Figuren 19 und 20 graphisch dargestellt.

- 143 -

0 0,1 0,5 1,0 Maschenweite in mm

Fig. 19 Das Volumen der einzelnen Siebfraktionen in Prozenten (Gesamtvolumen

aller Fraktionen der Siebanalyse der nicht extrahierten Droge = 100 %)

n. e.Dr. = nicht extrahierte Droge

Z = Droge nicht gewirbelt, jedoch beim Abtrennen vom Menstru¬

um und Auswaschen mehrmals zentrifugiert (Durchschnitts¬wert der Versuche Tu(l,4, 3,11))

Tu9 = Droge bei 5000 U/Min während 5 Minuten gewirbelt

Tu7 = Droge bei 10000 U/Min während 1 Stunde gewirbelt

- 144 -

Anteil der Siebfraktionen

ausgedrückt in Prozenten

der Oberfläche der nicht

extrahierten Droge

0 0,1 0,5 1,0 Maschenweite in mm

Fig. 20 Die Oberfläche der einzelnen Siebfraktionen in Prozenten (Gesamtoberfläche

aller Fraktionen der Siebanalyse der nicht extrahierten Droge = 100 %)

n. e.Dr. = nicht extrahierte Droge

Z = Droge nicht gewirbelt, jedoch beim Abtrennen vom Menstru¬

um und Auswaschen mehrmals zentrifugiert (Durchschnitts¬wert der Versuche Tu(l,4,3,ll))

Tu9 = Droge bei 5000 U/Min während 5 Minuten gewirbelt

Tu7 = Droge bei 10000 U/Min während 1 Stunde gewirbelt

- 145 -

10 DISKUSSION UND SCHLUSSFOLGERUNGEN

101 Bestimmungsmethoden

1011 Alkaloide

Die Alkaloidbestimmungsmethode der Ph.Helv.V bewährte sich gut. Der Zeit¬

aufwand ist gering. Die maximalen Abweichungen in Prozent vom arithmetischen

Mittel sind:

in der Droge

in der Extraktlösung

in der Extraktlösung meist

+ 0,29% - 0,23%

+ 2,97% - 3,63%

< + 1,00 %<- 1,00%

Pg.73

74

Extraktionsversuche

Vorversuche

1012 Gerbstoffe

Die kolorimetrische Hautpulvermethode ist bezüglich Zeitaufwand der ent¬

sprechenden gravimetri sehenBestimmung überlegen und daher für serienmässige

Bestimmungen zu empfehlen.

Die maximalen Abweichungen der Resultate vom arithmetischen Mittel sind in

Prozent:

Vorversuche: % % pagina:

Zeitaufwand

in Minuten:

in der Droge gravimetrisch + 7,45 - 6,30 82 1050

in der Droge kolorimetrisch + 4,80 - 4,00 93 150

in der Extraktlösung kolori¬

metrisch

+ 0,59*) - 0,49 100 150

Extraktionsversuche:

In der Extraktlösung kolori¬

metrisch. .

meist

+ 1,90 - 1,90 **)

< + 1,00 < - 1,00

*) Abweichungen von M (vergl. Tab. 34, pg. 100, Werte vom 4.3.1959)

**) Nur in 4 Parallelbestimmungen vorgekommen.

- 146 -

102 Extraktionsmethoden

1021 Mazeration

Für die maximal mögliche Extraktion von Chinarinde von der Korngrösse Sieb IV

nach Ph.Helv.V genügt eine Mazerationszeit von 4 Tagen, wenn das Extraktionsge¬

misch dreimal täglich je l/2 Minute ungeschüttelt wird.

Die Wirkstoffausbeute entspricht derjenigen von 2 Teilperkolaten der ausge¬

führten Perkolationen und blieb auch niedriger als in einigen Turboextrakten.

1022 Perkolation

Die Perkolation liefert die konzentriertesten Extraktlösungen und in 6 Teil¬

perkolaten auch die besten Ausbeuten aller untersuchten Verfahren. Die Methode

erfordert jedoch mehrere Tage.

1023 Turboextraktion

Die fünf in der Zielsetzung dieser Untersuchungen aufgeführten Fragen (vergl.

pg. 47) lassen sich nun wie folgt beantworten:

1023.1 Der Zeitaufwand

Es ist innert ca. 1,5-2 Stunden möglich, mittels Turboextraktion eine klare,

zentrifugierte Extraktlösung herzustellen, deren Wirkstoffausbeute (Dekantat) bei

gleichem Ansatzverhältnis höher ist als diejenige nach einer viertägigen Mazeration,

siehe Tabelle 60, pg. 148.

Nach intensiver Turboextraktion mit hoher Tourenzahl müssen die Extrakte

zentrifugiert werden, oder man muss 1 -2 Stunden sedimentieren lassen. Eine Fil¬

tration ist infolge der vielen feinen Anteile sehr erschwert.

- 147 -

1023.2 Die Ausbeuten an Alkaloiden, Gerbstoffen und Totalex¬

traktivstoffen

1 Teil Chinarinde Sieb IV nach Ph.Helv. V mit 10 Teilen Menstruum nach Ph.

Helv.V fur Chinarinden-Trockenextrakt wahrend 1 Stunde bei 5000 U/Min turboex¬

trahiert, ergeben in der Extraktlosung einen Alkaloidgehalt, der demjenigen eines

perkoherten Extraktes mit 6 Teilperkolaten entspricht. Der Gerbstoffgehalt hegt

etwas tiefer, der Totalextraktivstoffgehalt wesentlich tiefer als in 6 Teilperkolaten.

Die Wirkstoffausbeute steigt mit zunehmender Wirbeizeit. Die statistische Si¬

cherung dieser Zunahme des Wirkstoffgehaltes in je 500 g der Extraktlosungen

(WG%D) betragt bei 10 000 U/Min und bei einer Verlängerung der Extraktionszeit

von 5 Minuten auf 60 Minuten ca. 99,0 %.

Ferner sind mit 95 - 99 % statistisch gesichert:

Die Zunahme der Alkaloidgehalte (A%D) in der Extraktlosung bei einer Erhöhung

der Tourenzahl von 5000 auf 10 000 U/Min, sowohl bei 5 als auch bei 60 Min Extrak¬

tion szeit.

Die Zunahme der Gerbstoff gehalte (G%D) in 500 g Extraktlosung bei einer Verlänge¬

rung der Extraktionszeit von 5 auf 60 Minuten bei 1000, 5000 und 10 000 U/Min. Im

übrigen sei auf die Tabelle 60 verwiesen.

Eine Turboextraktion mit 10 000 U/Min wahrend einer Stunde bei 20 C lieferte

in 500 g Extraktlosung die höchsten Wirkstoffgehalte aller untersuchten Verfahren.

Davon können jedoch nur 367 g dekantiert werden (der Rest wird in der extrahierten

Droge zurückgehalten (= 118 g), wenn der Drogenruckstand nach dem Zentrifugieren

nicht abgepresst wird, vergl. Tab. 44, pg. 117, No.Tu7). Die Ausbeute entspricht

somit ca. derjenigen einer Perkolation (Pulver Sieb IV) mit 3 Teilperkolaten.

Eine Temperaturerhöhung auf 40 C hat nur geringen oder negativen Einfluss

auf die Alkaloidextraktion. Die Gerbstoff- und die Totalextraktivstoffausbeute neh¬

men jedoch zu.

1023.3 Die Extraktqualitat in Bezug auf Konzentration und Bal¬

laststoffe

Bei allen bei 20 C ausgeführten Turboextraktionen konnte beobachtet werden,

dass dabei, verglichen mit den Mazeraten und den Perkolaten, die Alkaloidausbeute

im besondern und die Gerbstoffausbeuten bedeutend mehr zunehmen als die Total¬

extraktivstoffe; siehe auch 92,pg. 110; 93,pg.ll2; 942,pg.ll6.

Die so gewonnenen Extrakte sind also armer an Ballaststoffen als Perkolate

oder Mazerate, haben jedoch einen hohen Wirkstoffgehalt.

- 148 -

Tab. 60 Die Wirkstoffgehalte und -Ausbeuten der nach verschiedenen Methoden

hergestellten Drogenauszüge aus 50 g Droge

Methode:

Mazera¬

tion

Perkolation *) Turboex¬

traktion

1 Stunde

104U/Min20°C

Diturboex-

traktion

2x5 Min à

5000 U/Min20°C

4 TP 6 TP

verwendete Menge

Menstruumi)gewonnene MengeExtrakt

Trennverfahren

500,0

376,0

Filtrat.

469,0 569,0

200,0 300,0

500,0 855,2

367,0 683,0

Zentrifugierung

Wirkstoffausbeuten :

Alkaloide 2)

Gerbstoffe 3)

Totalextraktivstoff e4)

54,1

111,1

56,7

72,2 81,8

146,9 155,5

79,8 84,9

63,9

115,3

58,8

74,6

142,5

75,9

Wirkstoffgehalt:

Alkaloide 5)

GerbStoffe g)

Totalextraktivstoffe 7)

0,839

1,086

3,847

2,102 1,574

2,697 1,903

10,176 7,218

1,023

1,165

4,126

0,636

0,766

2,834

1) Aufsog etc. siehe pg. 112

2) % Alkaloidausbeute I in der gewonnenen Extraktmenge3) % Gerbstoffausbeute f (entsprechender WirkStoffgehalt in

4) % Totalextraktivstoffausbeute J der Droge = 100 %) vergl. pg. 108

5) % Alkaloid- )6) % Gerbstoff- ? -Gehalt in der gewonnenen Extraktmenge7) % Totalextraktivstoff- J (Extraktmenge = 100 %) vergl. pg. 108

TP = Teilperkolat

*) Der Versuch wurde mit 500 g Droge durchgeführt; Menstruum- und Extraktmen¬

ge wurden für diese Tabelle durch 10 dividiert.

Eine Temperaturerhöhung auf 40 C ergibt das folgende Bild:

- 149 -

Tab. 61 Zunahme der Wirkstoffgehalte der Extraktlösungen durch Turboextraktion

bei 40°C statt bei 20°C

Turboextraktion: Wirkstoffgehalt (WG): Veränderung:

No. Temp. U/Min Min A G A+G TE A G A+G TE

Tu 3

Tüll

Tu 8

Tul2

Tu 7

Tul3

20°C 0 0

40°C 0 0

20°C 1000 5

40°C 1000 5

20°C 10000 60

40°C 10000 60

4,3

4,3

4,5

4,5

5,0

4,8

5,2

5,6

5,2

5,7

5,8

6,0

9,5

9,9

9,7

10,2

10,8

10,8

18,6

20,2

18,2

20,4

20,4

21,0

+0,0

+0,0

-0,2

+0,4

+0,5

+0,2

+0,4

+0,5

+0,0

+ 1,6

+ 2,2

+ 0,6

No. : Versuchsnummer, siehe pg. 62 G : Gerbstoffe

A : Alkaloide TE : Totalextraktivstoffe

WG : angegeben in g pro 500 g Extraktlösung

Wenn angenommen wird, dass nur die Gesamtalkaloide und die Gerbstoffe für

die therapeutische Anwendung von Bedeutung seien, zeigen diese Zahlen, dass eine

Temperaturerhöhung höchstens nachteilig wirkt, da mehr Ballaststoffe mitextra¬

hiert werden.

1023.4 Der Energieaufwand

Bei der Turboextraktion muss wohl der Zeitgewinn durch entsprechenden

Mehraufwand an Energie erkauft werden. Die modernen, gegenüber dem von uns

verwendeten Apparat noch verbesserten Polytron-Typen benötigen jedoch nur 350 W.

Bei einer Stunde Betriebsdauer ist der Energieverbrauch somit 0,35 kWh, was bei

dem bedeutenden Zeitgewinn und der Arbeitseinsparung, besonders im Kleinbetrieb,

sicher nicht ins Gewicht fällt. Da kostenmässig die Arbeitszeit wesentlich mehr

ins Gewicht fällt als das Material, ist die Turboextraktion im Kleinlabor der Per-

kolation vorzuziehen.

1023.5 Die Anpassungsfähigkeit dieser neuen Extraktionsmetho¬

de an die Erfordernisse des Laboratoriums

Die Turboextraktion ist ein Verfahren, welches besonders im Kleinbetrieb

die Herstellung kleiner Mengen (1 - 10 L) von Drogenauszügen innerhalb weniger

- 150 -

Stunden ermöglicht. Eine Trennung der Extraktlösung von der extrahierten Droge

ist ohne Schwierigkeiten nur durch Sedimentation oder Zentrifugieren möglich.

Letzteres bewirkt zudem eine stärkere Nachextraktion der Droge, sofern noch ein

Konzentrationsgefälle von der intra- zur extrazellulären Extraktflüssigkeit besteht.

1023.6 Weitere Untersuchungsresultate

Es wird gezeigt, dass während der Turboextraktion die innere Oberfläche von

25 g Droge bei einer Rührzeit von einer Stunde mit 10 000 U/Min z.B. ca. von

2 22750 cm auf 6000 cm vergrössert wird (vergl. Tab. 58, pg. 141),

1024 Diturboextraktion

Mittels mehrstufiger Turboextraktion ist es möglich, trotz kürzerer Gesamt¬

wirbelzeit bedeutend höhere Wirkstoffausbeuten zu erzielen als durch einstufige

Wirbelextraktion.

Ca. 30 Prozent der Extraktlösung bleiben nach jeder Stufe in der zentrifugier-

ten Droge zurück.

Ziemlich sicher wäre es auch möglich, durch Erhöhung des Drogenanteils im

Ansatzverhältnis die Diturboextraktion noch wirtschaftlicher zu gestalten. In dieser

Arbeit wurde jedoch absichtlich das Ansatzverhältnis immer konstant gehalten.

103 Verfahrensvorschlag

Auf Grund aller bisherigen Beobachtungen kann eine Droge bei Anwendung der

Turboextraction am wirtschaftlichsten wie folgt ausgezogen werden:

durch Wirbelung in 2 - 3 Stufen während je 5 - 10 Minuten bei 5000 U/Min, mit jeV2

bis l/3 der totalen Menstruum-Menge. Zwischen den einzelnen Stufen wird die Ex¬

traktflüssigkeit abzentrifugiert.

- 151 -

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140) Eidgenössische Pharmakopoe-Kommission, 37. Sitzung, Bemerkungen zum Ent¬

wurf betreffend Bestimmung des Gerbstoffgehaltes von Drogen,4.1.1956, H. Flück.

141) Eidgenössische Pharmakopoe-Kommission, 37. Sitzung, allgemeine Bestim¬

mungen Ph.Helv. VI, Bestimmung des Gerbstoffgehaltes von

Drogen, Entwurf 4.1.1956, H. Flück.

142) R.Weber, "Arbeitsvorschrift der Gerbstoffbestimmung" der EMPA HI,St. Gallen.

143) Gnamm, pg. 111 u. folgende (siehe auch ').

144) Gnamm , pg. 125 u. folgende (siehe auch "9)j_

145) K. Herrmann, Pharmazie 5, 488-490 (1950), ref.Pharm. Zhalle 90, 406

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146) K. Herrmann, Pharmazie 2, 320-325 (1952).

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149) K. Herrmann, 5. Arbeitstagung der deutschen Gesellschaft für Arzneipflan¬zenforschung und Therapie 10. -13.10.57, ref. Pharm. Zhalle

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158) J. Richter, "Arbeitsvorschriften für das Pulfrich-Photometer", Sammlung II,"Photometrische Bestimmungen in der Pharmazie, Lebensmit¬

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160) K. Steiger, persönliche Mitteilung, "Methode zur quantitativen Tanninbestim¬

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161) S. M. Bolotnikow und M.S.Schreiber, Apothekenwesen 3, 10 (1954),ref. Pharm. Zhalle 94, 61 (1955).

162) Th. Rutschmann, "Dosage des tanins dans quelques drogues au moyen de la

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163) R. Weber,

mündliche Mitteilung; EMPA, St. Gallen (3.12.1958).

164) Ph.Helv. V, allgemeiner Teil, pg. 25.

165) Kommentar zur Ph. Helv. V, pg. 67.

166) Ph.Helv. V, Suppl. IH, pg. 47.

167) Kommentar zur Ph.Helv. V, pg. 71-74.

168) Ph.Helv. V, allgemeiner Teil, pg. 28, 29, siehe auch Kommentar zu Ph.Helv.

V, pg. 82, 83.

169) Ph.Helv. V, allgemeiner Teil, pg. 26, 27.

170) A . Jermstad und O.Oestby, Norskfarm. Tidsskrift 4 (1935), ref.Pharm.

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171) V. M. Baschilowa und N. A . Figurowskij/Aptetschnoje Djelo (Apo¬thekenwesen) 3. Heft 6, 41 (1954), ref. Pharm. Zhalle 95,199-200 (1956J".

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173) R. Fischer undH.Auer, Pharm. Zhalle 9£, 497-503 (1957).

174) J. Krutzsch, Dtsch. Apoth. Ztg. 98, 609-610 (1958), ref. Pharm. Zhalle 97,493 (1958).

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175) Ph. Helv. V, pg. 1039.

176) F. Hagelstein, Pharm.Zhalle 77, 103-106(1936).

177) A.Linder

,"Statistische Methoden für Naturwissenschafter, Mediziner und

Ingenieure", Birkhäuser Verlag Basel 1945, pg. 53.

178) A. Linder, statist. Methoden, pg. 140 (siehe 177)).

Lebenslauf

Geboren wurde ich am 20. Dezember 1930 in Basel als Sohn von Dr. Ing. -Chem.

Max Walter und Mathilde, geb. Kern von Zurich. Primarschule und Gymnasium be¬

suchte ich in Basel und erwarb im Frühjahr 1950 das Maturitätszeugnis Typus C am

mathematisch-naturwissenschaftlichen Gymnasium.

Nachbestandener eidgenossischer Erganzungsprufung in der lateinischen Sprache

und beendetem naturwissenschaftlichem Vorstudium an der Universität Basel absol¬

vierte ich das Praktikum in der Burgfelder Apotheke, Frl. Dr. A. Senglet und bei

Herrn E. Hausmann, Barfusser Apotheke in Basel, anschliessend das Assistenten¬

jahr in den Apotheken Pharmacie M. Droz, Neuchâtel und Adler-Apotheke, L. Friedli

Biel. Das eidgenossische Apothekerdiplom erhielt ich im Herbst 1956 nach Abschluss

des Fachstudiums an der Universität Basel.

Nach halbjähriger Tätigkeit als Apotheken-Verwalter begann ich im Frühjahr 1957

die vorliegende Arbeit an der Eidgenossischen Technischen Hochschule, deren prak¬

tischer Teil im Frühjahr 1959 beendet war.

Seither arbeite ich in den wissenschaftlichen Laboratorien der Firma Siegfried

A.G. in Zofingen.

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