استخراج المياه دون الحرج من المنتجات الطبيعية الجزء 3

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comللمزيد من المعلومات

4.6 الزيوت الأساسية

تشير الزيوت الأساسية ، التي تسمى أيضًا الزيوت الطيارة أو الزيوت الأثيرية ، إلى المركبات الكيميائية المتطايرة المشتقة من النباتات. غالبًا ما تتكون الزيوت الأساسية من أجزاء من الزهور أو الأوراق أو الخشب أو اللحاء أو الجذر أو البذور أو القشر. عادة ما تكون الزيوت الأثيرية محبة للدهون وقابلة للذوبان في الزيوت بسهولة ، مما يتيح لها اختراق الجلد بسهولة ودخول الجسم من خلال الشعيرات الدموية الغنية تحت الدهون تحت الجلد. استخدمت الزيوت الأساسية في الطب الشعبي في الصين القديمة ومصر والجزيرة العربية واليونان على مر القرون. لذلك ، حاول بعض الباحثين استخدام SBWE كمذيب أخضر لاستخراج الزيوت الأساسية من النباتات ، وقد تم توضيح الأبحاث الحديثة في الجدول 6 [12،22،28 ، 174-206]. يتم استخراج الزيوت الأساسية الأكثر شيوعًا عن طريق التقطير [174،176،180،181] أو n-hexane [174] أو ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج [181] أو ثنائي كلورو ميثان [181].

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

تحتوي بذور الكزبرة (Coriandrum satioum L.) على زيت أساسي (يصل إلى 1 في المائة) وتستخدم بشكل متزايد كتوابل في صناعة الأغذية. إيكاني وآخرون [174] وزيكوفيتش وآخرون. [175181] قاموا باستخراج وعزل الزيت العطري بواسطة SBWE. درجات حرارة الاستخراج (1 0 0 ، و 125 ، و 150 ، و 175 درجة) ، ومتوسط ​​أحجام الجسيمات (0.25،0.50 ، و 1 ملم) ، ومعدلات تدفق المياه (1،2 ، و 4 مل / min) بواسطة Eikani et al. تم إجراء الفصل وتحديد المكونات بواسطة GC-FID و GC-MS. وخلصوا إلى أن التقطير المائي واستخراج Soxhlet أظهروا كفاءة استخلاص أعلى ، لكن SBWE أدى إلى زيادة تركيز الزيوت الأساسية في مكونات مؤكسجة قيمة. زوران وآخرون خلص أيضًا إلى أن عملية SBWE ستتمتع بميزة من حيث استهلاك الوقت لأن 20 دقيقة لهذه العملية كانت أقل بكثير من ساعتين و 4-5 ساعة و 4 ساعات مطلوبة لمغلي الأعشاب و Soxhlet واستخراج السوائل فوق الحرجة ، على التوالى.

معظم الزيوت الأساسية المستخرجة بواسطة SBWE ليس لديها أي بحث عن الأنشطة ، باستثناء Ma et al. [176] ، الذي استخرج الزيوت الأساسية من K. galangal باستخدام SBWE المعزز بالموجات فوق الصوتية وقام بالتحقيق في قدرة مضادات الأكسدة للزيوت الأساسية. تمت دراسة تأثير درجة الحرارة ، ووقت الاستخراج ، والضغط ، وكثافة القدرة فوق الصوتية ، والتردد على إنتاجية الاستخراج. تم تقييم نشاط مضادات الأكسدة للزيوت الأساسية من خلال مقايسات 2 ، 2- ثنائي فينيل -1- قدرة الكسح البيكريل-هيدرازيل (DPPH) ونشاط الكسح الجذري لأنيون الفائق. وأظهرت النتيجة أن الآثار المضادة للأكسدة لدولة الإمارات العربية المتحدة

كان الزيت العطري المستخرج أفضل من زيت مغلي الأعشاب و SBWE. كما هو مبين في الشكل 9 ، تتراوح درجة الحرارة المثلى لاستخراج الزيوت الأساسية بين 120 و 160 درجة والوقت بين 10 و 35 دقيقة.

4.7 قلويدات

القلويات هي فئة من المركبات العضوية الأساسية المحتوية على النيتروجين مع تنوع هيكل كبير ، ومعظمها عبارة عن مركبات حلقية غير متجانسة ، وذرة النيتروجين في الحلقة الحلقية غير المتجانسة. معظم القلويدات قلوية ولها أنشطة علاجية وترفيهية. استخدمت النباتات التي تحتوي على قلويد في الطب الشعبي لعدة قرون. لذلك ، يتم إيلاء اهتمام العديد من الباحثين لاستخراج وفصل قلويدات من النباتات. تشمل عمليات الاستخراج التقليدية المذيبات العضوية ، مثل الميثانول [183،184] ،

يمكن أن يحسن القدر من المناعة

إيثانول [183] ​​، أو محلول حمضي [187]. في الآونة الأخيرة ، تم تطبيق SBWE بنجاح لاستخراج أو فصل القلويدات من النباتات أو الحيوانات ، كما هو موضح في الجدول 6.

نظرًا للتنوع والاستقرار الحراري الضعيف نسبيًا للقلويدات ، تعتمد طرق الاستخراج المثلى على الخصائص الفيزيائية الكيميائية للقلويدات. ليو وآخرون. [16 ل يستخدم SBWE والرحلان الكهربي الشعري (CE) لاستخراج وتحديد السيتيسين ، سوفو كاربين ، البحري ، sophoridine ، والأوكسيماترين في Sophora flavescens Ait. ، وهو الطب الصيني التقليدي. تمت مقارنة إنتاجية الاستخلاص التي تم الحصول عليها باستخدام طرق استخلاص النقع بالنقع SBWE و ASE و UAE و chloroform. يحتاج SBWE إلى وقت استخلاص قصير ، حيث لا توجد حاجة لاستهلاك المذيبات العضوية وقد أظهر أعلى كفاءة في الاستخراج لإجمالي محصول القلويد. وبالمثل ، تورتو وآخرون. [184] خلص إلى أن كلا من SBWE والطرق التقليدية حققوا حقول استخلاص مشتركة قابلة للمقارنة ، بينما كان الارتجاع والإمارات العربية المتحدة أبطأ (أكثر من 6 ساعات) ويستخدمان كميات كبيرة من المذيبات العضوية. لذلك ، كانت طريقة SBWE بسيطة وسريعة نسبيًا للاستخراج. ومع ذلك ، Liu et al. [183] ​​أظهر أن LC-ESI-orbitrap MS يوفر طريقة قوية لتحديد وتقدير قلوانيات بيروليزيدين الكبدية ، وأظهر الارتجاع كفاءة استخلاص أعلى مقارنة بـ SBWE. هومز ومعاونوه|186] حققوا في تقنيات الاستخراج التقليدية والمبتكرة (SBWE ، الإمارات العربية المتحدة). وجدوا أن كلا من مستخلصات قشور الموز والشمندر التي تم الحصول عليها بواسطة THD (100 درجة ، 20 دقيقة) أظهرت أعلى محتوى فينولي وقدرة مضادة للأكسدة. نتج عن الاستخراج بالتسريب (80 درجة ، 30 دقيقة) مستخلص قشر الشمندر يحتوي على أعلى محتوى إجمالي من البيتايسانين. يتم أيضًا سرد درجة الحرارة والوقت الأمثل لاستخراج القلويدات في الشكل 9.

4.8 كينون

الكينونات هي نوع من المكونات العضوية التي لها هياكل كينون ، والتي يمكن تقسيمها بشكل أساسي إلى أربعة أنواع: بنزوكوينون ، نافثوكينون ، فهنانثراكينون ، وأنثراكينون. يوجد الأنثراكينون ومشتقاته على نطاق واسع في النباتات ويمكن الحصول عليها من العديد من النباتات ، وخاصة الصنوبريات. بعض الكينونات لها خصائص منطقية pHarmaco مرغوبة ، مثل المسهل ، ومضادات الميكروبات والطفيليات ، والأدوار المضادة للقلب والأوعية الدموية ، وما إلى ذلك. وقد استخدم استخراج الكينونات من المنتجات الطبيعية أسيتات الإيثيل [190] ، و SFE [190] ، والإيثانول [191،193] ، أو الماء كمذيبات استخلاص ، كما هو مبين في الجدول 6.

محمود وآخرون [188] أجرى استخراج مركبات الفينول من قشور المانجوستين عن طريق معالجة المياه دون الحرجة عند درجات حرارة وضغوط من 120 إلى 160 درجة مئوية ومن 1 إلى 10 ميجا باسكال على دفعات وأنظمة نصف دفعية. أضافوا 10 إلى 30 في المائة من المذيب سهل الانصهار العميق (DES) إلى الماء دون الحرج ، وأظهرت النتائج أنه مع 30 في المائة من مادة الزانثون ومركبات الفينول كانت 24.87 مجم / جم عينة مجففة و 179.54 مجم من مكافئ حمض الغاليك / جم العينة المجففة عند درجات حرارة استخلاص 160 و 120 درجة مئوية في نظام الخلط على التوالي. يمكن أن تؤدي إضافة DES في عملية SBWE إلى تسريع تفاعل التحلل المائي لاستخراج مصفوفة مكونات الكتلة الحيوية النباتية.

تم استخدام Morinda citrifolia (Noni) ، المزروعة في آسيا الاستوائية ، في العلاجات الشعبية لعلاج أنواع مختلفة من الأمراض والأعراض. أجرى Shotipruk وزملاؤه في العمل سلسلة من التجارب على هذا المصنع [191-193]. لقد استخدموا نظام تدفق مستمر لاستخراج دامناكانثال ، وأليزارين ، و 1 ، 2- ديهيدروكسي ثراكينون. ووجدوا أن الضغط ليس له تأثير كبير على نتائج النطاق 110-220 درجة. أسفرت المقارنة مع الاستخراج التقليدي ، SBWE و Soxhlet عن المستخلصات التي تحتوي على أعلى نشاط مضاد للأكسدة. تم تزويد البيانات بنماذج رياضية لتحديد آلية الاستخراج. أشارت النتائج إلى أن آلية الاستخراج الشاملة قد تأثرت بتوازن التقسيم الذائب مع انتقال الكتلة الخارجية من خلال الفيلم السائل.

يتم عرض درجة الحرارة والوقت الأمثل لاستخراج الكينونات في SBWE في الشكل 10. وتتراوح درجة الحرارة المثلى لاستخراج الكينونات بين 160 إلى 170 درجة والوقت ما بين حوالي 60 إلى 120 دقيقة.

4.9 تربين

التربين هي فئة كبيرة ومتنوعة من المركبات العضوية التي تستخدم الأيزوبرين كوحدة البنية الأساسية ، والتي توجد على نطاق واسع في النباتات وبعض الحشرات ، ويمكن الحصول عليها من العديد من النباتات ، وخاصة الصنوبريات. تحتوي التربينات على أنواع عديدة ويمكن تصنيفها حسب عدد وحدات الأيزوبرين في الجزيء ، مثل مونوتربينيس ، هيميتيربينز ، سيسكيتيربينز ، ديتيربين ، ترايتيربينز ، تيتيرربينات ، وبولي تربين. تعتبر Terpenes ذات أهمية للاستخدام في الصناعات الغذائية ومستحضرات التجميل والصناعات الدوائية. ومع ذلك ، غالبًا ما يكون استخراج التربينات والتربينويدات من المنتجات الطبيعية مشكلة ، كما هو موضح في الجدول 6. وبالتالي ، يتم إنتاجها بشكل أساسي عن طريق التوليف الصناعي ، عادةً من البتروكيماويات.

Chen et al. [197] استخدم SBWE من أجل الاستخراج الفعال لاكتونات سيسكيتيربين من I. racemose. وقت الاستخراج (23. 2-56. 8 دقائق) ودرجة الحرارة (129. 5-230. 5 درجات) ومعدل التدفق (1. 3-4. 7 مل / دقيقة) تم فحصها. أظهرت مقارنة مشتركة بين SBWE وتقنيات الاستخراج التقليدية (Soxhlet ، UAE ، و SFE) أن المياه دون الحرجة يمكن أن تكون بديلاً صديقًا وفعالًا لاستخراج لاكتونات سيسكيتيربين من I. racemose. شياو وآخرون. [13] طور SBWE لاستخراج حمض أورسوليك من Hedyotis diffusa. أثبت نموذج RSM أنه يتنبأ بالنتائج التجريبية بشكل جيد للغاية وأظهر أن إنتاج UA كان يعتمد بشكل أساسي على نسبة المذيبات / الصلبة ، متبوعًا بحجم الجسيمات ودرجة الحرارة. تم تحليل أربع طرق استخراج (الإمارات العربية المتحدة و SBWE) نسبيًا ، مما يشير إلى أن SBWE كانت تقنية استخراج موفرة للوقت وموفرة للتكلفة وصديقة للبيئة لاستخراج UA من Hedyotis fusa. حقق باحثون آخرون نفس النتائج التجريبية ، باستثناء Falev et al. [200] ، الذي وجد أن الماء دون الحرج هو مذيب ضعيف لترايتيربين الخماسي الحلقي. يعتبر الاستخراج بالمذيبات دون الحرجة (الكحولات الأليفاتية والأسيتونتريل والكلوروفورم) هو الطريقة الأسرع والأكثر فاعلية لعزل ترايتيربين الخماسي الحلقي عن المواد الخام النباتية.

يلخص الشكل 10. درجة حرارة الاستخراج الأمثل والوقت الأمثل للتربينات في SBWE. تتراوح درجة حرارة الاستخراج المثلى للكينون بين 130 و 225 درجة مئوية ، والوقت بين حوالي 10 و 50 دقيقة.

4.10

قشور هي نوع من المركبات الطبيعية التي تكونت عن طريق بلمرة جزيئين من مشتقات فينيل بروبانويد (على سبيل المثال ، مونومرات C {{0} C6) ، والتي توجد في النباتات وتنتمي إلى هرمون الاستروجين. تشتمل المونومرات المكونة من قشور على حمض سيناميك ، وكحول سيناميل ، وأكريل بنزين ، وأليل بنزين ، وما إلى ذلك. تم الإبلاغ عن أن قشور لها نشاط محتمل مضاد للأورام أو مضاد للالتهابات أو مضاد للأكسدة في النماذج المختبرية للأمراض البشرية. معظم قشور محبة للدهون وقابلة للذوبان بسهولة في المذيبات العضوية. لذلك ، غالبًا ما يستخدم استخراج الليغنان من النباتات الإيثانول أو الأثير أو الأسيتون كمذيبات للاستخراج. الأبحاث حول SBWE من قشور ليست سوى عدد قليل من الأوراق ، كما هو مدرج في الجدول 6.

أجرى Evrim [48،50] تحقيقًا مفصلاً لشكل المادة (بذور الكتان ، ووجبة بذور الكتان المطحونة ، وأعواد بذور الكتان) ، ودرجة الحرارة ، ووقت الاستخراج ، والضغط ، والمياه العذبة ، وكمية العينة على تأثير سيكويزولاريسيريسينول ديجلوكوزيد ليجنان كون-خيمة باستخدام مستخرج المذيبات المعجل. تم الحصول على أعلى كمية (12.94 مجم / جم) وحاصل الاستخلاص (72.57٪) عند 180 درجة لمدة 15 دقيقة ، و 10.3 ميجا باسكال ، و 40٪ مياه عذبة باستخدام 5 جم من أعواد بذور الكتان. Boudoir et al. [42] استخدم الماء والإيثانول في ظل ظروف شبه حرجة لاستخلاص المركبات النشطة بيولوجيًا من بذور السمسم المنزوعة الدهن من السمسم (Sesamum indicum L.). عند 220 درجة و 8 ميجا باسكال و 63.5 في المائة من الإيثانول كظروف مذيبات مشتركة ، تم تعظيم إنتاجية الليغنان ، ومركبات TP ، ومركبات الفلافونويد ، وكانت مضادات الأكسدة مماثلة لتلك التي تم التوصل إليها باستخدام مضادات الأكسدة الاصطناعية. أظهرت الدراسات الحركية ارتفاع معدل استخراج مركبات الفينول حتى أول 50 دقيقة من الاستخلاص ، وكان ذلك بالتوازي مع أعلى قدرة على الكسح. يمكن أن يستخرج SBWE بشكل انتقائي أنواعًا مختلفة من المركبات النشطة بيولوجيًا فقط عن طريق تغيير ظروف العملية. تبلغ درجة الحرارة المثلى لاستخراج قشور حوالي 180 درجة ، كما هو موضح في الشكل 10.

4.11 المنشطات

الكويكب هو فئة من المكونات الكيميائية الطبيعية الموجودة على نطاق واسع في الطبيعة ، بما في ذلك فيتوستيرن ، والأحماض الصفراوية ، والمنشطات C2 ، وهرمونات الحساسية للحشرات ، والجليكوسيدات القلبية ، والصابونين الستيرويدي ، والقلويدات الستيرويدية ، والبوفوجينين ، وما إلى ذلك. سيكلوبنتان - بيرهيدروفينثرين ، مرتبط بأربع حلقات "منصهرة": ثلاث حلقات مكونة من ستة أعضاء من سيكلو هكسان وحلقة واحدة مكونة من خمسة أعضاء. مركبات الستيرويد لها أنشطة بيولوجية مختلفة. لديهم مجموعة واسعة من التطبيقات. طرق استخراج المنشطات من المنتجات الطبيعية بما في ذلك النقع ، Soxhlet و SBWE موضحة في الجدول 6.

الجينسنغ هو دواء صيني تقليدي مشهور له العديد من التأثيرات المنطقية لهرمكو [24-26]. هذه المكونات النشطة بيولوجيًا هي أساسًا الجينسنوسيدات ، والبوليفينول ، والأحماض الأمينية ، والسكريات. ريناتا وآخرون. [24] استخدم SBWE للحصول على فركت أوليغوساكاريدس وبيتا إكديسون من جذر الجنسنغ البرازيلي والأجزاء الهوائية. لي وآخرون. [25] استخرج الجينسنغ الأحمر بتغيير درجات الحرارة (150-200 درجة) وأوقات الاستخراج (5-30 دقيقة) في SBWE. مقارنة بطرق الاستخراج الحراري التقليدية (الإيثانول والماء الساخن والميثانول) ، فإن مستخلصات الجينسنغ الأحمر من SBWE تحتوي على تركيزات أعلى من الجينسينوسيد وخصائص مضادة للأكسدة. شيفراج وآخرون [2 0 4] تم استخدام الماء دون الحرج لاستخراج withanolides و withanolides من أشواغاندا في درجات حرارة متفاوتة (100-200 درجة) وأوقات استخلاص (10-30 دقيقة). تم قياس التأثيرات البيولوجية المختلفة ، بما في ذلك السمية الخلوية ومضادات الأكسدة والأنشطة المثبطة للأنزيم باستخدام HPLC. أظهر Withaferin A انخفاضًا كبيرًا في حيوية خلايا خلايا سرطان عنق الرحم ، مع قيم ICs 0 10 مجم / مل و 8.5 ميكرومتر / مل ، على التوالي ، ولكن لا يوجد تأثير سام للخلايا للخلايا السليمة. وبالتالي ، يمكن استخدام SBWE لاستخراج الكسور النشطة فارماكولوجيكال مع التطبيقات العلاجية. تبلغ درجة حرارة الاستخراج المثلى للستيرويدات حوالي 160 درجة ، كما هو موضح في الشكل 10.

5. الاستنتاجات ووجهات النظر المستقبلية

نظرًا لطبيعته غير السامة وغير القابلة للاشتعال والمتاحة على نطاق واسع ، اكتسب SBWE من المنتجات الطبيعية اهتمامًا أكبر خلال العقد الماضي. توضح مراجعتنا لأكثر من 200 مقالة أن SBWE هي تقنية واعدة في استخراج المنتجات الطبيعية. تم استخراج مجموعة متنوعة من المواد ذات الصلة بالنبات بواسطة المياه دون الحرجة. تشمل مواد العينة الأعشاب الطبية ، والأعشاب ، والخضروات ، والفواكه ، والطحالب ، والشجيرات ، وأوراق الشاي ، والحبوب ، والبذور. تم استخلاص المنتجات الطبيعية التالية بواسطة SBWE: قلويدات ، كربوهيدرات ، زيت عطري ، فلافونويد ، جليكوسيدات ، قشور ، أحماض عضوية ، بوليفينوليكس ، كينونات ، منشطات ، وتربينات. يتم استخدام كل من الوضعين الثابت والديناميكي في SBWE. بشكل عام ، تكون كفاءة الاستخراج الثابتة أقل من كفاءة النموذج الديناميكي. وهكذا ، أجريت معظم تجارب SBWE باستخدام الوضع الثابت ، ثم تبعها النموذج الديناميكي. تم اقتران نظام SBWE أيضًا بـ HPLC وكروماتوجرافيا الماء دون الحرج وكروماتوجرافيا السائل عالية الحرارة. المذيبات المشتركة مثل الإيثانول ،

كما تم استخدام الميثانول والأملاح والسوائل الأيونية لتحسين كفاءة SBWE. وتجدر الإشارة إلى أن درجة الحرارة لها التأثير الأكثر أهمية على كفاءة SBWE ، وبالتالي ، يمكن تحسينها. تتراوح درجة الحرارة المثلى من 120 إلى 200 درجة لاستخراج المنتجات الطبيعية المذكورة أعلاه.

تتمثل الميزة الرئيسية لـ SBWE في المنتجات الطبيعية في أن الماء غير سام ، وبالتالي فهو أكثر ملاءمة لاستخراج الأعشاب والخضروات والفواكه حيث يمكن استهلاك المستخلصات بأمان من قبل البشر أو الحيوانات. بالإضافة إلى ذلك ، إذا لم يتم استخدام المعدلات العضوية في SBWE ، فإن النفايات السائلة الناتجة بعد SBWE لا تتطلب التخلص من النفايات. ومع ذلك ، فإن درجة الحرارة المرتفعة المستخدمة في SBWE قد تتسبب في تدهور المادة التحليلية. وبالتالي ، يجب على المرء تقييم استقرار التحليلات في ظل ظروف درجة الحرارة لاستخدامها في SBWE للتأكد من أن التحليلات المستخرجة لا تخضع للتدهور أثناء SBWE. يستخدم SBWE سائل عالي الضغط ودرجة حرارة عالية ، ويلزم توخي الحذر الشديد لضمان التشغيل الآمن لنظام SBWE. بالإضافة إلى ذلك ، قد يحدث انسداد متكرر في السباكة أثناء عملية SBWE الديناميكية.

تتم دراسة الغالبية العظمى من أبحاث SBWE على مقياس مقاعد البدلاء. يجب أن يرتقي المستوى التالي من SBWE إلى المستوى الصناعي. أظهرت نتائج بعض الدراسات التجريبية التطور المحتمل لعمليات SBWE واسعة النطاق.