من الذبح إلى الطهي.. اللحوم من وجهة نظر كيميائية

 الاستخلاص بالمذيبات

تعتمد طرائق الفصل على وجود اختلاف في خاصية واحدة أو أكثر من الخواص الفيزيائية الكيميائية للمواد المراد فصلھا. مثل : درجة الغليان - الانحلالية - درجة الانصهار - الكثافة وكلما زاد الاختلاف في خاصية من هذه الخصائص لمادتين كلما سھل فصل هاتين المادتين. 

يعد الاستخلاص من الطرق العملية الھامة المستعملة في فصل المركبات العضوية و تنقيتها ويستخدم على نطاق واسع في استخلاص المركبات العضوية الموجودة في أوراق النبات و بذورها وفي الأجسام الحية.

ويمكن تعريف الاستخلاص بأنه عملية فصل مركب من مزيج بواسطة مذيب مناسب ، وعمليا يستخدم الاستخلاص في فصل مركب عضوي من محلول مائي ،أو فصل مادة معلقة في محلول ما ، يتم الاستخلاص مثلا بواسطة خض المحلول المائي مع مذيب عضوي لا يمتزج مع الماء ومن ثم السماح للطبقتين السائلتين بالانفصال عن بعضھما البعض .

وأثناء هذه العملية تتوزع المادة المذابة (التي يراد استخلاصھا) بين الطبقتين المائية والعضوية بدرجة تركيز معتمدة على درجة قدرة الإحلال للمذيبين (الماء والمذيب العضوي) ويدعى المذيب العضوي بشكل عام بالمذيب المستخلص ويعتمد اختياره على عاملين أساسيين:

الأول :قدرته الجيدة على إذابة المادة المراد استخلاصھا.

 الثاني: سھولة فصله من المذاب.

أهم الشروط الواجب توافرها ف المذاب حتى مٌكن استخلاصه من المحلول المائي أن يكون متعادلا حتى تقل قوى التجاذب بينه وبين الماء.

هناك ثلاثة أنظمة لاستخلاص المواد المذابة من الوسط المائي:

1.   النظام الاول: استخلاص الجزيئات المتعادلة التساهمية مثل I₂
2.    النظام الثاني: استخلاص المركبات الفلزية المعقدة المخلبية المتعادلة.
3.  النظام الثالث: استخلاص المعقدات الايونية المشتركة (المزدوجة (

تقنية الاستخلاص

عملية الاستخلاص (extraction)  تقنية كيميائية يتم بموجبها عزل مركب ما من مزيج صلب أو سائل بمذيب مناسب ينحل به هذا المركب المراد فصله، يعتمد مبدأ الفصل بالاستخلاص عموماً على عالقة توزع المكونات بين سائلين غير قابلين للامتزاج أو على اختلاف قابلية ذوبان المكونات في مذيب ما .

فعلى سبيل المثال، إذا كان مكون ما محلولاً في الماء، وكان هذا المكون شديد الانحلال في مركّب عضوي مثل الإيثر؛ فيكفي مزج المحلول المائي مع كمية قليلة من الإيثر وخض المزيج قليلاً في قمع فصل فينتقل معظم هذا المكوّن إلى الإيثر، وإذا كرِّّرت العملية عدة مرات فينتقل المكوّن بمجمله تقريبا من المحلول المائي إلى الإيثر.

وبترك السائلين غير الممتزجين يستقران في قمع الفصل تتكون طبقتان ،مائية ذات تركيز منخفض جداً من المكوّن وعضوية ( إيثر ) تحتوي على أغلب المكوّن . 

ويمكن بتبخير الإيثر الحصول على المكوّن منه ، يوجد العديد من المذيبات العضوية المستعملة لاستخلاص المركّبات العضوية مثل الإيثر ( C2H5OC 2H5 ) والكلوروفورم (CHCl 3 ) و الهكسان ( C6H14 ) إذ إن هذه المذيبات قادرة على إذابة أغلب المركّبات العضوية جيداً، وهي شبه خاملة كيميائيا أي إنھا لا تتفاعل مع هذه المركّبات، وهي في الوقت نفسه ضعيفة الامتزاج بالماء، فتوضع على هيئة طبقة منفصلة فوق طبقة الماء في قمع الفصل (الإيثر والھكسان) أو تحت الطبقة المائية (الكلوروفورم) .

الاستخلاص سائل - سائل 

يميَّز عادة بين نوعين للاستخلاص، وهما الاستخلاص سائل - سائل والاستخلاص سائل - صلب.

يتم في هذا النوع من الاستخلاص انتزاع سائل من مزيج سوائل أو مركّب منحل بسائل ما بوساطة مذيب لا يمتزج بالسائل الأصلي.

يستخدم قمع الفصل في المخبر لإجراء الاستخلاص العادي سائل-سائل؛ إذ يوضع فيه المحلول المحتوي على المركّب المراد استخلاصه مع المذيب المستخلِّّص، ويحتاج انتقال المركّبات المنحلة في الطور المائي إلى الطور العضوي إلى زمن يراوح بين دقيقة ودقيقتين، لذا يفضل إجراء الاستخلاص على النحو الآتي:

بعد انفصال السائلين تماما تفصل الطبقة السفلية بصنبور قمع الفصل، ثم تؤخذ الطبقة العضوية المفصولة بعد كل استخلاص، وتجفَّف على نحو مناسب لفصل المركّب المستخلَص نقيا – وفي التجارب البسيطة - يمكن تبخير المذيب العضوي مباشرة على حمام مائي.

استخلاص صلب - سائل

يتم في هذا النوع استخلاص مركّب ما من مادة صلبة بمذيب شديد الألفة لھذا المركّب، يستخدم جھاز سوكسليه Soxhlet extractor  لاستخلاص مركب من مادة صلبة بمذيب ساخن، ويستعمل عادة هذا الجھاز لاستخلاص المركبات العضوية من الأنسجة النباتية أو الحيوانية.

يتألف جھاز سوكسليه من ثلاثة أجزاء متصلة بعضھا ببعض بإحكام لمنع

تسرب المذيب، وهي:

•  دورق الاستخلاص: شكله كروي عادة.
•  قسم وسطي، وهو الجزء الرئيسي للجھاز، ويتألف من أنبوب طويل، مغلق قرب نھايته السفلية بصفيحة توضع فوقھا أنبوبة من ورق ترشيح خاص (على شكل قبعة) تحوي مسحوقا ناعما للمادة المراد استخلاصھا ؛ وهي تسمح للمذيب بالدخول ضمنھا، وتمنع المادة الصلبة من الخروج منھا .
•  مبرد شاقولي عكوس.

استخدام جهاز استخلاص سوكسليه

يوضع مسحوق المزيج المطلوب استخلاصه بعد وزنه، يوضع في الدورق ثلث حجمه تقريبا من المذيب مع منظمات غليان، ويركّب الجهاز مع التأكد من جريان الماء في المبرد، ثم يبدأ التسخين.

يتبخر المذيب وتصعد أبخرته عبر الأنبوب، وتتكاثف في المبرد لتسقط على مسحوق المزيج الصلب.

ينحل بفعل ذلك من المسحوق ما هو قابل للانحلال في المذيب، وعندما يبلغ المحلول مستوى أعلى من المستوى العلوي للأنبوب الدقيق؛ يسقط إلى الدورق.

يتبخر المذيب من جديد، ويتكثف في المبرد، ومن ثم يعمل على استخلاص ما يمكنه من المسحوق، ويسقط المذيب في الدورق كلما بلغ المستوى المنوه به، وهكذا تتراكم المادة المستخلصة في مذيب الدورق مع استمرار العملية.

تستلزم عملية استخلاص جديدة نحو 6 - 8 ساعات، وغالبا ما يكون للمحلول الناتج عند انحلال المركّبات في المذيب لون مختلف عن لون المذيب؛ ما يسمح بمراقبة عملية الاستخلاص.

ختاما وللاستخلاص تطبيقات واسعة في مجال الصناعة الغذائية؛ وذلك في تنقية الزيوت النباتية وتكريرها، وللحصول على الزيوت المتبقية في مخلفات عصر الزيتون، ولاستخلاص الحموض الدسمة والفيتامينات ومختلف أنواع العطور الطبيعية، وله أيضا تطبيقات مهمة في المجال الطبي والصيدلاني كما تعالج المياه بالاستخلاص بالمذيبات لإزالة بعض المركّبات العالية التركيز أو تخفيض تركيزها لتهيئتها للمعالجة البيولوجية لاستخلاص الفينول من المياه الملوثة.
أما استخلاص صلب فقلما يستعمل، وليس له تطبيقات كثيرة.

كلمات مفتاحية :

المواد الناتجة من الاستخلاص بالمذيبات - طريقة الاستخلاص بالمذيبات - الاستخلاص Extraction 

تعديل المقال