الطرق التقليدية لإستخراج المكونات العطرية الطبيعية
الطرق التقليدية لإستخراج المكونات العطرية الطبيعية
من السهل أن تضيع بين العديد من المواصفات للمنتجات العطرية المستخرجة من المواد الخام الطبيعية. وعلى الرغم من ذلك، إذا نظرنا عن كثب الي طرق الاستخراج، فيمكن تقسيمها إلى فئتين كبيرتين. حسنا، لنكون أكثر دقة: فئتين كبيرتين و أخري أصغر قليلا. دعونا نبدأ مع هذة الأخيرة.
I. EXPRESSION
العصر
يعرف مزيج المواد العطرية الطيارة المستخرجة من النباتات بإسم الزيوت الأساسية essential oil. كمية الزيوت الأساسية الموجودة في النباتات مختلفة اختلافا كبيرا: بدءا من جزء من الألف إلى ما يقرب من 20٪، مثل، على سبيل المثال، في براعم القرنفل. إذا كان هناك كمية كبيرة من الزيت العطري في النبات، فمن الممكن أن نحصل علي ذلك مباشرة عن طريق الضغط أو العصر، وهذا ما يسمي Expression.
عمليا، يمكن تطبيق العصر فقط على قشور الحمضيات من أجل حصاد الزيت العطري. يمكنك استخراج الزيوت الأساسية من البرغموت والبرتقال والليمون والجريب فروت واليوسفي وبعض أنواع الحمضيات الأخري.
ربما هو الأكثر مباشرة والأسهل بين كل الأساليب. العصر علي البارد للحمضيات لإستخراج الزيوت الأساسية يحتفظ بالعطور الطبيعية من الفواكه. الأساليب الحديثة تسمح بالعصر في جو خامل، أي مع قليل، أو عدم وجود الأكسجين، باستخدام النيتروجين أو الأرجون للحد من عمليات الأكسدة.
قد تحتوي زيوت الحمضيات المعصوره علي البارد، زيوت أساسية تصل إلى 4٪ من مكونات غير متطايرة. هذه المواد حساسة جدا ويجب أن تبقى في درجة حرارة منخفضة (مبردة).
II. DISTILLATION
التقطير
لتستطيع ان تشم رائحة ما، جميع المواد يجب أن تكون خفيفة، مركبات طيارة ذات تركيب جزيئي خفيف نسبيا. حقيقة أن المواد العطرية تتبخر بسهولة أكبر عند تسخينها، قد عرفها الناس منذ فترة طويلة جدا. منذ أكثر من اثني عشر ألف سنة، الشعب القديمة وضعت المكونات الراتنجية في النار لإنتاج الدخان العطري.
قبل ألفي سنة وجد الكيميائيون القدماء أنه عندما يعملون علي تسخين المواد العطرية ضد لوح بارد، فإنها تتكثف على سطحه. كان الكيميائيون بستخدمون آليات خاصة ذات رقاب طويلة، بسيطة غير مكلفة، وكانت تلك بمثابة النماذج الأولى من الزيوت الأساسية.
في وقت ما في القرن التاسع، حسن الكيميائيون العرب هذه الطريقة بإضافة دائرة التبريد. في هذا البناء، ودعا الإنبيق، لتجميع البخار العطري المقطر. وتسمى هذه الطريقة في الاستخراج بالتقطير. في القرن ال21، فإننا نواصل استخدام نفس الأسلوب الذي اخترعه العرب في القرون الوسطى.
إن أبسط طريق التقطير هو وضع النباتات أو أجزائها العطرية في وعاء مملوء بالماء ومن ثم تسخينة التي درجة تصل إلى تبخر المواد العطرية الطيارة من النباتات جنبا إلى جنب مع الماء، ثم تكثيفهم في الثلاجة. المواد الطيارة وعادة ما تكون أخف وزنا من الماء، حتى أنها تبدو وكأنها طبقة من الزيت الذي يمكن فصله بسهولة أو يتم جمعه من علي سطح الماء. بعد الفصل، الماء نفسه لا يزال يحتوي على كمية صغيرة من المواد العطرية، وهو ما يسمى نواتج التقطير العشبية (ماء الأزهار، ماء الورد، والمياه العشبية). وغالبا ما تستخدم نواتج التقطير العشبية في مستحضرات التجميل.
وهناك أنواع في عملية التقطير تسمى التقطير بالبخار. في هذه الحالة يتم استخدام مولد البخار: في وعاء منفصل الماء المغلي يتحول إلى بخار، والذي يتم تمريره تحت ضغط من خلال المواد العطرية في غرفة مختلفة من الجهاز. البخار يتشبع بالمواد العطرية ثم يتم تبريده وفصل الزيت العطري.
ومن المهم القول أن التدفئة هو إجراء مدمر ألي حدا ما. تحدث عدة تفاعلات كيميائية بسبب ارتفاع درجة الحرارة والزيت العطري يختلف عن روائح المواد الخام الأصلية. غالبا، يحتوي أي زيت أساسي علي بعض المواد التي لم تكن موجودة في المادة العطرية الطبيعية، وبعبارة أخرى وإختصار "اصطناعية". على سبيل المثال، يمكنك استخلاص الحمضيات بدلا من عصرها علي البارد، وتجمع النفط الزيت العطري بعد التقطر، ولكن "أنت لن تحصل على رائحة البرتقال الحقيقي، فقط مركب المارمالد"، كما قال أحد زملائي سابقا.
III. SOLVENT EXTRACTION
الاستخلاص بالمذيبات
باستخدام مذيبات مختلفة، يمكنك الحصول على مجموعة واسعة من المنتجات العطرية.
يتم إعداد الصبغات عادة في المنزل: تمتلئ الجرار بالمواد الخام مع المذيب (الايثانول في معظم الحالات)، ويتم ترك المواد الخام للافراج عن مركباتها العطرية. المستخلصات التي تم الحصول عليها يمكن استخدامها في صنع العطور. حتى يمكن إعداد المواد الحيوانية المصدر، مثل العنبر، والمسك أو الكاستريوم.
إذا تم استخراج المواد الخام (اللحاء والأوراق والجذور والزهور أو البذور) من قبل أي المذيبات غير القطبية (الهكسان، الأثير النفط والبنزين أو التولوين)، يتم إزالة المذيب من المحلول عند درجة حرارة منخفضة، والمنتج الذي يتم الحصول عليه يسمى المادة الصلبة. تحتوي المادة الصلبة علي الكثير من المواد بدون رائحة (الشمع، البرافين، والأحماض الدهنية الأثيرية) الثقيلة ولكن على الرغم من ذلك تكون المواد العطرية الناتجة عميقة وغنية. يمكن لبعض المواد الصلبة أن تحمل رائحة تكون قريبة جدا من الرائحة النباتية الأصلية.
المواد العطرية التي نحصل عليها بالمذيبات من الراتنجات (مواد نباتية لا تحتوي على الألياف)، تسمى راتنجية (حرفيا "تشبه الراتنج"). أنها عادة ما تكون مواد نصف صلبة. في بعض الأحيان يتم استخراجها عن طريق تسخين الإيثانول (الجاوي سبيل المثال أو راتنج طحلب السنديان).
الزيت المطلق "Absolute" هو منتج من الناحية الفنية أكثر تعقيدا. من أجل الحصول عليه، المواد الصلبة (المستخرجة من المذيبات غير القطبية) تدخل في مرحلة استخراج ثانية من الإيثانول. يتم تبريد مستخلص الايثانول ويترك للترسيب، وهو ما يسمى زهر الشمع. عندما تتم إزالة زهر الشمع، ثم الإيثانول، يمكنك الحصول على مادة من المواد العطرية مركزة للغاية، وهو ما يسمى الزيوت المطلقة.
يمكن القيام باستخراج الجزيئات العطرية باستخدام المذيبات نصف الصلبة، على سبيل المثال تنقية الدهون الحيوانية. وهناك طريقة لاستخراجة من الدهون عن طريق تسخينه إلى 50-70 درجة С (122-158 درجة فهرنهايت) وهو النقع (ما نسمية عادة عن طريق الخطأ النقع هو النضج، ملاحظة المحرر). المعجون الدهني المشبع بالمواد العطرية، يخضع لإجراء مماثل بإسخدام الإيثانول لاستخراج الزيوت المطلقة.
وهناك أيضا طريقة النقع الذي يعرف بطريقة التشريب. نادرا ما يتم استخدامها لأنها مكلفة للغاية. في عملية النقع بطريقة التشريب، توضع بتلات الزهور في صفوف على سطح الدهون الحيوانية النقية، ويتم استبدالها بأخرى جديدة حتى تتشبع الدهون تماما بالمواد العطرية. ثم يتم استخراج المعجون الدهني المشبع بالمواد العطرية أو ما يعرف ب ال pommade العطرية كما هو موضح أعلاه. ويطلق على المنتج النهائي من النقع بطريقة التشريب يطلق علية أيضا الزيوت المطلقة.
واحدة من أكثر الوسائل المتقدمة للاستخراج، اخترعت في سبعينات القون الماضي، الاستخراج الحرج. ويعمل ثاني أكسيد الكربون مثل مذيبات الاستخراج. في الفيزياء (في الديناميكا الحرارية، على وجه الدقة)، تعرف درجة الحرارة الحرجة بأنها هي درجة الحرارة العليا التي لا يمكن أن تتكثف فيها الغازات تحت أي ضغط.
يستخدم السائل الحرج عند درجة حرارة وضغط أعلى من النقطة الحرجة، حيث تختفي الحدود بين المراحل السائلة والغازية. المادة التي تم الحصول عليها تحمل خصائص السائل والغاز في نفس الوقت. كثافة المادة في الحالة الحرجة على مقربة من نفس كثافتها في الحالة السائلة، ولكن تفتقر للزوجة. ثاني أكسيد الكربون هو أحد السوائل الحرجة الأكثر شيوعا، لأنه رخيص وآمن بيئيا، مع قابلة للذوبان جيدة وانخفاض درجة الحرارة الحرجة بدءا من 31.3 ° С / 88.3 F (ضغطة الحاسم أيضا منخفض جدا - 7.36 МPa).
يطلق علي المنتج المستخرج بإستخدام ثاني أكسيد الكربون الحرج SFE (supercritical fluid extract) (السائل المستخرج الحرج). المستخلصات الحرجة ذات رائحة واقعية جدا من المواد الخام الطبيعية، وهذه الطريقة هي واحدة من أقل الطرق المدمرة للاستخراج. من ناحية أخرى، يجد البعض المستخلصات الحرجة تفتقر إلى شدة الزيوت المطلقة القوية، أو المواد الصلبة والزيوت الأساسية.
SHORTLY about FRACTIONATION
حول التجزئة
الزيوت العطرية الطبيعية في بعض الأحيان لا يمكن استخدامها بسبب وجود نسبة عالية من الروائح الكريهة في مكوناتها. باعتباره مثالا كلاسيكيا يمكننا أن نجرب الخزامى: بعض زيوتة الأساسية تحمل نسبة عالية من الكافور ذو رائحة دوائية حادة و غير مرغوبة دائما في تكوين العطور. في هذه الحالة، يمكن تجزئة المواد العطرية لاستبعاد العناصر الغير المرغوب فيها، أو على العكس من ذلك، لعزل الجزء الأكثر إثارة للاهتمام للإستخدام في صناعة العطور. عن طريق التجزئة، يمكنك الحصول على مادة مشتقة صغيرة جدا من المادة الأصلية.
في منتصف القرن العشرين، تم عزل ألدهيد القرفة، الأنيثول، البورنيول، وميثيل الساليسيلات لأول مرة عن طريق التجزئة. هذه المركبات الفردية المعزولة من مواد طبيعية، وتسمى العزلات.
كما قلت، الأدوات الحديثة تسمح لنا بعزل أجزاء صغيرة جدا تحتوي على مادة واحدة فقط. يمكن استخدام هذه المواد مع التشكيلات العطرية المختلفة؛ قارن فريدريك ماليه هذه الطريقة بعمل مهندس الصوت في وحدة التحكم والتسجيل الصوتي، لتحقيق التوازن في الصوت عن طريق إضافة أو إزالة خصائص فردية وآثار. وتسمى هذه التقنية لعزل المنتج من رائحة معينة بالتقطير الجزيئي. منتجات التقطير الجزيئي لها صفات استثنائية في العطور، وتعطي الأنف العطرية سيطرة أفضل في تركيب التوليفات العطرية المختلفة.
Mat Yudov
Mat Yudov is a chemist, perfumer, and musician. Mat is also a researcher and specialist in the chemistry of aromatic materials. He graduated from Moscow State University "Lomonosov" in 1999. He writes for the popular perfume blog leopoldray.blogspot.com (in Russian).
|
|
المفضلات