استخراج آب زیر بحرانی محصولات طبیعی قسمت 2

لطفا تماس بگیریدoscar.xiao@wecistanche.comبرای اطلاعات بیشتر

4. ترکیبات استخراج شده توسط آب زیر بحرانی 4.1. فلاونوئیدها

فلاونوئیدها، همچنین به عنوان بیوفلاونوئیدها شناخته می شوند، به طور گسترده در گیاهان و توت ها یافت می شوند. آنها ترکیبات طبیعی مهم در رژیم غذایی انسان هستند. آنها برای پیشگیری و درمان بیماری های قلبی عروقی استفاده شده اند. علاوه بر این، فعالیت های آنتی اکسیدانی قوی و فعالیت های ضد باکتریایی دارند. هنگامی که سیب های حاوی فلاونوئید بالا به موش های سالم داده شد، در برخی از آنها کاهش یافتالتهابنشانگرها گزارش شدند [73].

به طور کلی، فلاونوئیدها متعلق به فنول ها هستند. از آنجایی که آنها به طور گسترده مورد بررسی قرار می گیرند، می توان آنها را به طور جداگانه از فنول ها ارائه کرد. فلاونوئیدها ساختار کلی یک 15-اسکلت کربنی را با اتصال دو حلقه بنزن به یک حلقه هتروسیکلیک دارند. هسته اصلی 2-فنیل کرومون است.فلاونوئیدترکیبات معمولاً در آب محیط و اکثر حلال‌های آلی کم محلول هستند. جدول 1 SBWE فلاونوئیدها را از مواد گیاهی خلاصه می کند.

Ko و همکارانش رابطه بین ساختار فلاونوئید و SBWE را بررسی کرده اند. آنها دریافتند که فلاونوئیدها با زنجیره جانبی OH به طور بهینه در دماهای پایین تر از زنجیره های جانبی OCH و H استخراج می شوند. دمای بهینه اشکال گلیکوزیدی کمتر از آگلیکون‌های قطبی‌تر است [30]. ترنر و همکاران دریافتند که ترکیبات گلیکوزیدی مختلف ممکن است توسط آگلیکون مربوطه خود در کمتر از 10 دقیقه زمان واکنش در آب حاصل از ضایعات پیاز تبدیل شوند [20]. نتایج مشابهی توسط Nkurunziza و همکاران به دست آمد. [81] و ژانگ و همکاران. [83] که استخراج چهار فلاونوئید را به ترتیب از okara و Puerariae lobata بررسی کردند.

لطفا برای دانستن بیشتر اینجا را کلیک کنید

آثار مختلفی در مورد راندمان استخراج و فعالیت‌های استخراج توسط مقایسه SBWE با استخراج آب گرم (HWE)[15]، خیساندن [76] Soxhlet [50،81، استخراج به کمک اولتراسونیک (امارات متحده عربی)[93،103]، مایکروویو منتشر شده است. استخراج کمکی (MAE)[93،103]، و استخراج رفلاکس [83]. همه آنها دریافتند که SBWE در صورت استفاده از یک حلال مؤثرتر یا حداقل معادل سایر روشهای استخراج است. دورویچ و همکاران [103] آب را به عنوان حلال مناسب برای استخراج بیشتر بر اساس راندمان استخراج شش حلال مختلف (آب، استون، اتانول 96 درصد، متیلن کلرید، ان-هگزان و اتیل استات) انتخاب کرده اند. SBWE دارای بالاترین محتوای پلی فنولیک کل (TP) و فلاونوئیدها و فعالیت آنتی اکسیدانی است. فعالیت سیتوتوکسیک و فعالیت ضد میکروبی علیه استافیلوکوکوس اورئوس تایید شد. علاوه بر این، مارین و همکاران. [99] تناسب بهتر احتمالی استخراج مایع تحت فشار را برای پرنیل فلاونوئیدها مقایسه کرده اند و از سه حلال (هگزان، اتانول و آب) استفاده شده است. آنها به این نتیجه رسیدند که استخراج مایع تحت فشار با استفاده از اتانول به عنوان حلال پس از استفاده از هگزان بهتر از استفاده از آب برای پرنیل فلاونوئیدها است. هنگامی که یک استخراج متوالی استفاده شد، که در آن حلال ها به ترتیب افزایش قطبیت استفاده شدند (اول هگزان، بعدااتانولو در نهایت آب)، عملکرد بهبود نیافت. روش های مختلف استخراج تأثیرات قابل توجهی بر انتخاب پذیری این فرآیندها دارند.

همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، تأثیر دما و زمان استخراج نسبت به فشار و نسبت مایع به استخراج نمونه، نسبت I بیشتر بر بازده استخراج دارد. دما و زمان استخراج بهینه در شکل 6 خلاصه شده است. دمای بهینه استخراج فلاونوئیدها بین 150 تا 200 درجه و محدوده زمان استخراج بین 10 تا 50 دقیقه است.

4.2. پلی فنل ها

پلی فنل ها که به نام پلی هیدروکسی فنل ها نیز شناخته می شوند، یک کلاس ساختاری هستند که عمدتاً طبیعی هستند، به دلیل حضور بیش از یک واحد فنلی و محرومیت از عملکردهای مبتنی بر نیتروژن. بسیاری از میوه ها، سبزیجات، گیاهان دارویی، برگ های چای، آجیل و جلبک ها حاوی سطوح بالایی از فنول های طبیعی هستند. گزارش شده است که پلی فنل ها می توانند در برابر اکسیداسیون مقاومت کنند [31]. همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است، استخراج ازپلی فنول هامی تواند با استفاده از یک حلال منفرد مانند آب، متانول، اتانول یا مخلوطی از حلال هایی مانند اتانول-آب و متانول-آب-اسید فرمیک انجام شود.

اکثر آزمایش‌ها ثابت کرده‌اند که SBWE برتر از خیساندن، سوکسله و MAE است [109،112،125]، در حالی که Vladic و همکاران. به این نتیجه رسیدند که دماهای پایین تر SBWE برای ارزش گذاری پوست انار راحت تر است و MAE برای استخراج فنولیک ها از پوست انار کارآمدتر از SBWE است در حالی که عصاره ای بدون هیدروکسی متیل فورفورال بدست می آید [109].

سیستانچ می تواند ایمنی را بهبود بخشد

پروسیانیدین‌ها دسته‌ای از پلی فنول‌ها هستند که در میوه‌ها، سبزیجات و غلات یافت می‌شوند و دارای فعالیت‌های پیشگیری کننده شیمیایی قوی هستند. گائو و همکاران [119] پروسیانیدین ها را با آب زیر بحرانی به ترتیب از سبوس سورگوم، اپیکارپ دانه نیلوفر آبی، غلاف دانه نیلوفر آبی و بذر خولان دریایی با موفقیت استخراج کرد. نتایج نشان داد که عصاره های SBWE قدرت کاهش، توانایی آنتی اکسیدانی و توانایی ضد تکثیر بهتری بر روی سلول های کبدی G2 انسانی دارند. علاوه بر این، فعالیت آنتی اکسیدانی و ضد تکثیری با غلظت پلی فنل همبستگی مثبت پیدا کرد. علاوه بر این، گائو و همکاران. نتیجه مشابهی یافته اند، زیرا آنتی اکسیدان عصاره بقایای بذر خولان دریایی با محتوای پلی فنل ها ارتباط زیادی دارد. آنها نشان دادند که زمان استخراج و نسبت آب به جامد عوامل اصلی موثر بر راندمان استخراج پلی فنل ها و مهار رادیکال 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzthiazoline-6-Sulphonic acid (ABTS) هستند. فعالیت عصاره ها، در حالی که دما به عنوان یک عامل مهم بیان شد.

کورکومین متعلق به پلی فنول ها است و ناپایدار و در دسترس زیستی ضعیفی است. کیاما حله و همکاران [128] برخی از پارامترها را بر روی کارایی استخراج SBWE کورکومین مورد مطالعه قرار دادند. شرایط استخراج بهینه دمای 140 درجه و فشار 10 مگاپاسکال است. آثار دیگر در مورد SBWE کورکومین را می توان در ادبیات [29,{5}}] یافت.

پینتو و همکارانش [110] شرایط بهینه SBWE آنتی اکسیدان ها و پلی فنول ها را از پوسته شاه بلوط با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) ارزیابی کرده اند. شرایط استخراج بهینه توسط RSM 220 درجه در 30 دقیقه تعیین شد. در 150 درجه، TP وآنتی اکسیدانفعالیت کاهش یافته بود که ممکن است ناشی از تخریب تانن و تشکیل سایر محصولات واکنش باشد. علاوه بر این، غلظت کمتر از {0}.1 میکروگرم در میلی لیتر عصاره بی خطر بود. استفاده مجدد از این محصول جانبی پوسته شاه بلوط برای سودآوری صنعت کشاورزی و برای پایداری زیست محیطی و اقتصادی مفید است، دمای استخراج بهینه و زمان برای SBWE پلی فنل ها در شکل 7 نشان داده شده است. دمای استخراج بین 130 تا 200 درجه و زمان بین 15 تا 35 دقیقه است.

4.3. اسیدهای آلی

به طور کلی اسیدهای آلی موجود در محصولات طبیعی به طور گسترده در برگ ها، ریشه ها و میوه های گیاهان توزیع می شوند. اسیدهای آلی مصنوعی از طریق سنتز شیمیایی، کاتالیز آنزیمی، و تخمیر میکروبی در این بررسی مورد بحث قرار نگرفته‌اند. اسیدهای آلی عمدتاً در آب یا اتانول محلول هستند و خاصیت اسیدی از خود نشان می دهند، اما حل شدن آنها در سایر حلال های آلی دشوار است. به طور کلی اعتقاد بر این است که اسیدهای آلی آلیفاتیک فعالیت بیولوژیکی خاصی ندارند، اما برخی از اسیدهای آلی طبیعی مانند اسید سیتریک، اسید مالیک، اسید تارتاریک، اسید اسکوربیک و غیره دارای اثرات ضد باکتریایی، ضد التهابی، کاهش قند خون، آنتی اکسیدانی و تنظیم کننده سیستم ایمنی هستند. . بسته به اسید آلی در حالت آزاد یا به شکل نمک، حلال های استخراج می توانند آب، محلول قلیایی رقیق، دی اتیل اتر، اتر نفتی و سیکلوهگزان و سایر حلال های آلی چربی دوست باشند. خلاصه ای از مطالعات اخیر بر روی SBWE اسیدهای آلی در جدول 3 نشان داده شده است.

استفاده از SBWE برای استخراج اسید گالیک، اسید کلروژنیک، اسید کافئیک، اسید فرولیک، اسید وانیلیک و اسید کوماریک از ماتریس‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. به ناچار، برخی از اجزای فعال دیگر مانند فنولیک ها [23]، فلاونوئیدها [108] پروتئین ها [23] لیپیدها، پپتیدها، اسیدهای آمینه و سایر ترکیبات آلی اغلب همزمان استخراج می شدند. Svarc-Gajic و همکاران. [134] از SBWE برای استخراج الکل ها، اسیدهای آلی، قندها و سایر ترکیبات آلی از هر دو ساقه آلبالو شیرین و ترش استفاده کرده اند و ترکیبات شیمیایی دو نمونه را مشابه می دانند. هارون و همکاران [51] استخراج لیپید با محتوای نسبتاً بالایی از اسید ایکوزاپنتانوئیک از Nannochloropsis gaditana را گزارش کرد و 237 درجه و 14 دقیقه را بهترین شرایط استخراج یافت.

Chun و همکاران [52] قدرت روش SBWE به کمک مایع یونی (L) را در به دست آوردن ترکیبات مختلف فنولیک از جلبک دریایی قهوه ای Saccharina japonica بررسی کردند و IL 1-بوتیل{4} بر پایه ایمیدازولیوم را یافتند. متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئوروبورات به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند. در مقایسه با SBWE، SBWE به علاوه IL یک پیشرفت پیشرونده در استخراج فنولیک ها ارائه کرد. در 175 درجه، محتوای اسیدهای گالیک، کلروژنیک، جنتیزیک، پروتوکاتچوئیک، کافئیک و سیرینگیک در محصولات استخراجی تقریباً 1 بود.18-،4.68-، 4.{11}}، 7 .67-، 5.12-، و 5.{17}}برتر از SBWE است. با این حال، اسید p-هیدروکسی بنزوئیک یک کمبود خفیف داشت ({19}}.{20}}برابر در 175 درجه)، و اسید وانیلیک به راحتی در SBWE به علاوه IL تجزیه می‌شود.

راور و همکاران [38] از SBWE برای حذف همزمان عصاره های روغنی و عصاره های محلول در آب استفاده کرده اند. بازده استخراج بهینه روغن در دمای 130 درجه و جرم/نمونه 1:20 گرم در میلی لیتر پس از 30 دقیقه به دست آمد. هیدرولیز آنتی اکسیدان های باند استر و گلیکوزید رخ داد که روغنی با ظرفیت آنتی اکسیدانی بسیار بالاتر از روغن استخراج شده با استفاده از روش سوکسله (n-هگزان) تولید کرد. علاوه بر این، عبدالمعز و همکاران [39]

همچنین کارایی عصاره‌های آبی و عصاره‌های هگزانی از پنبه دانه را با هم مقایسه کرده‌اند. شرایط بهینه استخراج روغن 27{3}} درجه، 30 دقیقه و اندازه ذرات کمتر از 0.5 میلی متر است.

دما و زمان بهینه استخراج SBWE در شکل 8 نشان داده شده است. می توان دید که دمای بهینه استخراج اسیدهای آلی عمدتاً بین 130 تا 240 درجه و زمان بین 10 تا 50 دقیقه است.

4.4. گلیکوسیدها

گلیکوزیدها ترکیباتی هستند که در آنها قندها یا مشتقات قند به نوع دیگری از مواد غیر قندی (که آگلیکون ها، لیگاندها یا جانشین ها نیز نامیده می شوند) متصل می شوند. گلیکوزیدها با یک پیوند گلیکوزیدی O-N-، S-، یا C بین یک قند و یک جزء غیر قندی مرتبط هستند که به طور گسترده در ریشه، ساقه، برگ، گل و میوه گیاهان یافت می شوند. بیشتر گلیکوزیدها کریستال های رنگی و به طور کلی کمی تلخ هستند.

همانطور که در جدول 4 نشان داده شده است، گلیکوزیدهای استخراج شده توسط SBWE دارای فعالیت آنتی اکسیدانی و فعالیت مهاری تیروزیناز هستند. گائو و همکاران [144] نتایج نشان داد که TP با افزایش دمای استخراج از 80 درجه به 220 درجه افزایش یافته و از 220 درجه به 280 درجه کاهش یافته است. در {{9} درجه سانتیگراد. }} درجه، شکستن پیوندها منجر به افزایش TP شد، اما دمای بالاتر باعث تجزیه فنولیک ها شد. علاوه بر این، آنها SBWE را با لیچینگ و امارات متحده عربی با استفاده از آب (دمای اتاق) و حلال های آلی مانند متانول، اتانول و استون مقایسه کردند. TP و ظرفیت آنتی اکسیدانی SBWE (120 درجه) به اندازه حلال های آلی بالا نبود. با این حال، با توجه به زمان استخراج (2 ساعت برای شستشو در مقابل 30 دقیقه برای SBWE) و سمیت، آب زیر بحرانی قابل قبول تر است. منگ و چنگ [149] 13 ترکیب فنولی و 20 عنصر معدنی Erigeron breviscapus را مطالعه کرده اند. آنها همچنین نتایج مشابهی یافته اند، زیرا گلیکوزیدها در دمای بالا و با زمان استخراج طولانی پایدار نیستند. به عنوان مثال، scutellarein و apigenin آگلیکون‌های scutellarin و apigenin 7-گلوکورونید مربوطه هستند، هنگامی که در دمای بالا پیوندهای گلیکوزیدی ناپایدار می‌شوند و شروع به تجزیه به گلیکون و آگلیکون خود می‌کنند. هازنداراوغلو و همکاران [147] پارامترهایی مانند دما، زمان استخراج و سرعت جریان را بهینه کرده اند. دما و زمان استخراج به عنوان موثرترین پارامتر برای TP و فلاونوئیدهای کل و زمان استخراج و سرعت جریان برای محتوای آنتوسیانین یافت شد. علاوه بر این، دما و زمان پارامترهای اصلی برای اثربخشی عصاره ها بر مهار تیروزیناز بودند.

دمای استخراج و زمان بهینه برای گلیکوزیدها در SBWE در شکل 7 نشان داده شده است. دمای بهینه استخراج اسیدهای آلی بین 100 تا 160 درجه و زمان بین 20 تا 60 دقیقه است.

4.5. کربوهیدرات ها

کربوهیدرات ها یک اصطلاح بسیار رایج است که شامل قندها، نشاسته و سلولز می شود که دسته مهمی از ترکیبات آلی هستند که به طور گسترده در طبیعت توزیع شده اند. ساکاریدها به چهار گروه مونوساکاریدها، دی ساکاریدها، اولیگوساکاریدها و پلی ساکاریدها تقسیم می شوند. همانطور که در جدول 5 نشان داده شده است، کربوهیدرات های استخراج شده توسط SBWE دارای آنتی اکسیدان [153]، ضد میتوتیک [154] و اثرات بازدارنده رشد [55] هستند.

حلال های استخراج سنتی اغلب از محلول قلیایی [154]، محلول اسیدی [156] و آب به عنوان حلال استخراج [157] استفاده می کنند. چون و همکاران.[154] SBWE را از Pseuder-anthem palatiferum Radlk انجام داد و آن را با یک تکنیک معمولی با استفاده از 0.1 مولار هیدروکسید سدیم مقایسه کرد. مزدوج‌های به‌دست‌آمده از SBWE در درجه 15، فعالیت ضد انعقادی بهتری نسبت به مواردی که در 200 درجه یافت می‌شوند نشان دادند و با تکنیک معمولی قابل مقایسه بودند. ویلامیل و همکاران.[156] و ژانگ و همکاران [159] از محلول اسید سیتریک برای تنظیم pH به ترتیب 3.0،5.0 استفاده کرد. Co در مقایسه با استخراج معمولی با اسید سیتریک، SBWE می‌تواند بازده پکتین بالاتر، محتوای اسید گالاکترونیک بالاتر و درجه بالاتری از استریفیکاسیون متیل را به دست آورد. به طور مشابه، چون و همکاران. [158] و گوسن و همکاران. [169] SBWE را انجام داد و آن را با استخراج معمولی با استفاده از 0.05 مولار HCl مقایسه کرد. همه آنها دریافتند که کارایی SBWE به طور قابل توجهی در مقایسه با روش های مرسوم بالاتر است.

SBWE و سه فناوری نوآورانه دیگر امارات متحده عربی، MAE، و استخراج سیال فوق بحرانی (SFE) با هم مقایسه یا جفت شده اند. دوان و همکاران [56] از امارات متحده عربی برای استخراج موفقیت آمیز پلی ساکاریدهای ماده اصلی از لنتینوس ادودس استفاده کرده اند. یک طرح Box-Behnken (BBD) برای بهینه‌سازی شرایط امارات متحده عربی از جمله دمای استخراج، زمان استخراج، نسبت مایع به جامد، و توان اولتراسونیک استفاده شد. نشان داده شد که نمونه امارات دارای فعالیت آنتی اکسیدانی بهتری در مقایسه با سایر روش های استخراج (SBWE، UAE) است. مورالس و همکاران.[57] امارات متحده عربی یا SBWE (200 درجه، 11.7 مگاپاسکال) برای بدست آوردن فراکسیون های غنی شده با گلوکان از قارچ شیتاکه موثرتر بودند. آنها نشان دادند که ترکیبی از عصاره های امارات متحده عربی به علاوه SBWE سطوح گلوکز بیشتر و باقیمانده های مانوز و گالاکتوز کمتری را نسبت به سایر عصاره ها نشان می دهد که نشان دهنده ویژگی استخراج خاصی نسبت به گلوکان ها است. علاوه بر این، عصاره‌های به‌دست‌آمده پس از ترکیبی از فن‌آوری‌ها تا حدی خواص تعدیل‌کننده ایمنی خود را حفظ کردند، اما بر اساس مطالعات آزمایشگاهی فعالیت‌های هیپوکلسترولمیک بالایی را نشان دادند.

Sagittaria sagittifolia L. یک منبع غذایی سالم و یک ترمیم کننده برای درمان کمکی سل، شب کوری، پانکراتیت، دیابت، نای و عفونت های دستگاه ادراری است. Ma و تیم او [35] کار مستمری را بر روی خصوصیات، آنتی اکسیدانی و فعالیت های ایمنی عصاره SBWE از S.sagittifolia L انجام داده اند. ویژگی های ساختاری عصاره با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، کروماتوگرافی گازی (GC) مشخص شد. میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی مادون قرمز (IR)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، پتانسیل زتا، و روش‌های قرمز کنگو.

پلی ساکاریدهای استخراج شده فعالیت آنتی اکسیدانی قوی تری در شرایط آزمایشگاهی و فعالیت تعدیل کننده ایمنی قوی تری نشان دادند. بنابراین، پلی ساکاریدهای استخراج شده از S.sagittifolia L. با SBWE این پتانسیل را دارند که به عنوان عوامل واکنش دهنده ایمنی در دارو و غذاهای کاربردی مورد استفاده قرار گیرند. پلازا و همکاران مایلارد، کارامل شدن و اکسیداسیون آنها و واکنش فولین را از نمونه های ریزجلبک، ماکروجلبک و رزماری پیدا کرده اند. این اولین بار است که نئوفرماسیون آنتی اکسیدان ها در طول استخراج SWE محصولات طبیعی مختلف تأیید می شود [165]. گاهی اوقات دمای عملیاتی بالا ممکن است ترکیبات زیست فعال جدیدی ایجاد کند و SBWE یک تکنیک بسیار امیدوارکننده برای به دست آوردن ترکیبات زیست فعال از محصولات طبیعی است. همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است، دمای بهینه استخراج اسیدهای آلی بین 120 تا 180 درجه و زمان بین 10 تا 40 دقیقه است.

شکل 9. شرایط استخراج بهینه برای کربوهیدرات ها، اسانس ها و آلکالوئیدها.

این مقاله از Molecules 2021, 26, 4004 استخراج شده است. https://doi.org/10.3390/molecules26134004 https://www.mdpi.com/journal/molecules