Рекомендую в качестве экологически более безопасной и универсальной альтернативы использовать биологический этанол в виде водного раствора (например, $70\%$ v/v этанола). Обоснование:
Химическая совместимость
- Полярность и водородное сродство: этанол обеспечивает как полярное взаимодействие (донор/акцептор водородных связей), так и неполярные ван-дер-ваальсовы взаимодействия, поэтому экстрагирует широкий класс фитохимикатов (фенолы, флавоноиды, алкалоиды, гликозиды). Его диэлектрическая постоянная $\epsilon \approx 24.3$ (вода $\epsilon \approx 78.4$) — а смешивая с водой можно плавно менять среднюю полярность экстрагента для оптимизации растворимости.
- Тонкая настройка: изменение соотношения воды/этанола позволяет подстроить растворитель под целевое вещество (примерно: более полярные соединения — больший процент воды, менее полярные — больший процент этанола).
Токсичность и экологичность
- Низшая токсичность по сравнению с традиционными органическими растворителями (гексан, метанол); этанол полностью приемлем для фармацевтики и пищевой промышленности при контролируемой очистке.
- Биодеградация и возобновляемость: этанол может быть получен из биомассы, легко разлагается в окружающей среде и не накапливается как многие хлор- или углеводородсодержащие растворители.
- Остатки: этанол легко удаляется выпариванием; водно-этанольные экстракты зачастую безопасны для прямого использования после контроля на микробиологию/концентрацию.
Практические рекомендации
- Для гидрофильных/очень полярных веществ используйте $50-80\%$ этанол: $50\%$-$80\%$ v/v.
- Для среднеполярных соединений — $70\%$ этанол часто оптимален.
- Для сильно неполярных веществ рассмотрите сверхкритический $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ (нулевые остатки, очень низкая токсичность, но требуется специализированное оборудование) или биосолвенты типа этил-лактата / лимонена при условии проверки совместимости и токсичности.
Критерии выбора по логике растворимости
- Ориентируйтесь на $\log P$ целевого соединения: если $\log P<0$ — вода/водно-этаноловая система; если $0\le \log P\le 3$ — водно-этанол; если $\log P>3$ — scCO${}_2$ или неполярные биосолвенты.
Вывод: водно-этанольный экстрагент (например, $70\%$ v/v биэтанол) — наиболее сбалансированный по химической совместимости, токсичности и экологичности выбор для извлечения большинства активных веществ из растительного сырья; для явно неполярных целей предпочтителен сверхкритический $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ или специально подобранный биосолвент.