استخراج المياه دون الحرج من المنتجات الطبيعية الجزء الثاني

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comللمزيد من المعلومات

4. المركبات المستخرجة عن طريق المياه دون الحرجة 4.1. الفلافونويد

توجد مركبات الفلافونويد ، المعروفة أيضًا باسم بيوفلافونويدس ، على نطاق واسع في النباتات والتوت. إنها مركبات طبيعية مهمة في النظام الغذائي للإنسان. لقد تم استخدامها للوقاية من أمراض القلب والأوعية الدموية وعلاجها. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم أنشطة قوية مضادة للأكسدة وأنشطة مضادة للجراثيم. عندما تم إطعام فئران سليمة من التفاح الذي يحتوي على نسبة عالية من الفلافونويد ، ينخفض ​​في البعضاشتعالتم الإبلاغ عن علامات [73].

بشكل عام ، تنتمي مركبات الفلافونويد إلى مركبات الفينول. نظرًا لأنه تم فحصها على نطاق واسع ، يمكن تقديمها بشكل منفصل عن مركبات الهيدروجين. تحتوي مركبات الفلافونويد على البنية العامة 15- للهيكل العظمي الكربوني من خلال ربط حلقتين بنزين بحلقة دائرية غير متجانسة. النواة الأساسية هي 2- phenylchromone.فلافونويدعادة ما تكون المركبات ضعيفة الذوبان في المياه المحيطة ومعظم المذيبات العضوية. يلخص الجدول 1 SBWE للفلافونويد من المواد النباتية.

بحث كو وزملاؤه في العلاقة بين بنية الفلافونويد و SBWE. وجدوا أن مركبات الفلافونويد مع سلسلة جانبية OH تم استخلاصها على النحو الأمثل في درجات حرارة أقل من السلاسل الجانبية OCH و H. درجات الحرارة المثلى لأشكال الجليكوسيد أقل من درجات الحرارة الأقل قطبية [30]. تيرنر وآخرون. وجد أن مركبات الجليكوسيد المختلفة يمكن تحويلها بواسطة aglycones الخاصة بها في أقل من 10 دقائق من وقت التفاعل في الماء من نفايات البصل [20]. تم الحصول على نتائج مماثلة بواسطة Nkurunziza et al. [81] وزانغ وآخرون. [83] الذين حققوا في استخراج أربعة مركبات فلافونويد من أوكارا ومن بوريريا لوباتا ، على التوالي.

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

تم نشر العديد من الأعمال حول كفاءة الاستخراج وأنشطة الاستخراج بواسطة Mparing SBWE مع الاستخلاص بالماء الساخن (HWE) [15] ، النقع [76] Soxhlet [50،81 ، الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (الإمارات العربية المتحدة) [93،103] ، الميكروويف- الاستخراج المساعد (MAE) [93،103] ، والاستخراج الارتجاعي [83]. وجدوا جميعًا أن SBWE كان أكثر فعالية أو على الأقل مكافئًا لطرق الاستخراج الأخرى إذا استخدم فقط مذيبًا واحدًا. اختار دوروفيك وزملاؤه [103] الماء كمذيب مناسب لمزيد من الاستخلاص بناءً على كفاءة الاستخلاص لستة مذيبات مختلفة (الماء ، الأسيتون ، 96 بالمائة من الإيثانول ، كلوريد الميثيلين ، ن-هكسان ، وخلات الإيثيل). يحتوي SBWE على أعلى محتوى إجمالي من مادة البوليفينول (TP) والفلافونويد ونشاط مضاد للأكسدة. تم تأكيد النشاط السام للخلايا والأنشطة المضادة للميكروبات ضد المكورات العنقودية الذهبية. علاوة على ذلك ، مارين وآخرون. [99] شاركوا في توافق محتمل أفضل لاستخراج السائل المضغوط من أجل prenylflavonoids ، واستخدمت ثلاثة مذيبات (الهكسان ، والإيثانول ، والماء). وخلصوا إلى أن استخلاص السائل المضغوط باستخدام الإيثانول كمذيب بعد استخدام الهكسان أفضل من استخدام الماء فقط لمركبات الفلافونويد. عند استخدام الاستخراج المتسلسل ، حيث تم استخدام المذيبات بترتيب زيادة القطبية (الهكسان الأول ، لاحقًاالإيثانول، وأخيرًا الماء) ، لم تتحسن الغلة. طرق الاستخراج المختلفة لها تأثيرات ملحوظة على انتقائية هذه العمليات.

كما هو مبين في الجدول 1 ، فإن تأثير درجة حرارة الاستخراج والوقت لهما تأثير أكبر على كفاءة الاستخراج من الضغط ونسبة السائل لاستخراج العينة. يتم تلخيص درجة الحرارة والوقت الأمثل للاستخراج في الشكل 6. تتراوح درجة الحرارة المثلى لاستخراج مركبات الفلافونويد بين 150 و 200 درجة ومدى وقت الاستخراج ما بين 10 و 50 دقيقة.

4.2 البوليفينول

البوليفينول ، المعروف أيضًا باسم polyhydroxyphenols ، هو فئة هيكلية طبيعية بشكل أساسي ، من خلال وجود أكثر من وحدة الفينول وحرمانها من الوظائف القائمة على النيتروجين. تحتوي العديد من الفواكه والخضروات والأعشاب وأوراق الشاي والمكسرات والطحالب على مستويات عالية من الفينول الطبيعي. تم الإبلاغ عن أن البوليفينول يمكن أن يقاوم الأكسدة [31]. كما هو مبين في الجدول 2 ، مقتطفات منالبوليفينوليمكن إجراؤها إما باستخدام مذيب وحيد مثل الماء أو الميثانول أو الإيثانول أو خليط من المذيبات مثل ماء الإيثانول وحمض الميثانول والماء والفورميك.

أثبتت معظم التجارب أن SBWE متفوق على النقع ، و Soxhlet ، و MAE [109،112،125] ، في حين أن Vladic et al. خلص إلى أن درجات الحرارة المنخفضة لـ SBWE هي أكثر ملاءمة لتثمين قشر الرمان وأن MAE أكثر كفاءة من SBWE لاستخراج مركبات الفينول من قشر الرمان مع الحصول على 5- خلاصة خالية من هيدروكسي ميثيل فورفور [109].

يمكن أن يحسن القدر من المناعة

البروسيانيدين هو فئة من البوليفينول الموجود في الفواكه والخضروات والحبوب مع أنشطة وقائية كيميائية قوية. جاو وآخرون. [119] نجح في استخراج البروسيانيدينات بالمياه دون الحرجة من نخالة الذرة الرفيعة وبذور اللوتس وبذور اللوتس وبذور نبق البحر على التوالي. وأظهرت النتائج أن مستخلصات SBWE كانت أفضل في الحد من القوة والقدرة المضادة للأكسدة والقدرة على التكاثر على خلايا الورم الكبدي البشري G2. علاوة على ذلك ، وجد أن النشاط المضاد للأكسدة ومضاد التكاثر مرتبط بشكل إيجابي بتركيز البوليفينول. بالإضافة إلى ذلك ، Gao et al. وجدت نتيجة مماثلة ، حيث أن مضادات الأكسدة من مستخلصات بقايا بذور النبق البحري كانت شديدة الارتباط بمحتوى البوليفينول. لقد أظهروا أن وقت الاستخراج ونسبة الماء إلى المادة الصلبة كانا من العوامل الرئيسية التي أثرت على محصول استخراج البوليفينول و 2،2'-azino-bis -3- ethylbenzthiazoline -6- حمض السلفونيك (ABTS) الكسح الجذري نشاط المستخلصات ، بينما تم التعبير عن درجة الحرارة كعامل حاسم.

ينتمي الكركمين إلى مادة البوليفينول وهو غير مستقر وغير متوفر بيولوجيًا. كياما هاله وآخرون. [128] درس بعض المتغيرات على كفاءة استخلاص الكركمين SBWE. ظروف الاستخراج المثلى هي درجة حرارة 140 درجة وضغط 10 ميجا باسكال. يمكن العثور على أعمال أخرى حول SBWE للكركمين في الأدبيات [29 ، 129-131].

قام بينتو وزملاؤه [110] بتقييم ظروف SBWE المثلى لمضادات الأكسدة والبوليفينول من قشور الكستناء باستخدام منهجية سطح الاستجابة (RSM). تم تحديد ظروف الاستخراج المثلى بواسطة RSM كـ 220 درجة / 30 دقيقة. عند 150 درجة ، TP ومضادات الأكسدةتم تقليل النشاط ، والذي قد يكون ناتجًا عن تحلل التانين وتكوين نواتج تفاعل أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، كان التركيز الذي يقل عن 0. 1 ميكروغرام / مل من المستخلصات آمنة. إن إعادة استخدام المنتج الثانوي لقشور الكستناء مفيد لربحية الصناعة الزراعية ، والاستدامة البيئية والاقتصادية ، ويوضح الشكل 7 درجة الحرارة المثلى لاستخراج البوليفينول ووقت استخلاصه. تتراوح درجة حرارة الاستخراج بين 130 و 200 درجة ، والوقت ما بين 15 و 35 دقيقة.

4.3 الأحماض العضوية

بشكل عام ، تتوزع الأحماض العضوية في المنتجات الطبيعية على نطاق واسع في أوراق وجذور وثمار النباتات. لم تتم مناقشة الأحماض العضوية الاصطناعية من خلال التخليق الكيميائي ، والحفز الأنزيمي ، والتخمير الميكروبي في هذه المراجعة. الأحماض العضوية قابلة للذوبان في الماء أو الإيثانول في الغالب ولها خصائص حمضية ، ولكن يصعب إذابتها في مذيبات عضوية أخرى. من المعتقد عمومًا أن الأحماض العضوية الأليفاتية ليس لها نشاط بيولوجي خاص ، ولكن بعض الأحماض العضوية الطبيعية مثل حامض الستريك وحمض الماليك وحمض الطرطريك وحمض الأسكوربيك وما إلى ذلك لها تأثيرات مضادة للجراثيم ومضادة للالتهابات ونقص سكر الدم ومضادات الأكسدة والمناعة. . اعتمادًا على الحمض العضوي في الحالة الحرة أو في شكل ملح ، يمكن أن تكون مذيبات الاستخلاص عبارة عن ماء ، ومحلول قلوي مخفف ، وثنائي إيثيل إيثر ، وإيثر بترولي ، وسيكلوهكسان ، ومذيبات عضوية أخرى محبة للدهون. يظهر ملخص للدراسات الحديثة حول SBWE للأحماض العضوية في الجدول 3.

تم استكشاف استخدام SBWE لاستخراج حمض الغاليك وحمض الكلوروجينيك وحمض الكافيين وحمض الفيروليك وحمض الفانيليك وحمض الكوماريك من المصفوفات المختلفة. حتمًا ، غالبًا ما يتم استخلاص بعض المكونات النشطة الأخرى مثل مركبات الفينول [23] والفلافونويد [108] البروتينات [23] والدهون والببتيدات والأحماض الأمينية والمركبات العضوية الأخرى معًا. Svarc-Gajic et al. [134] استخدمت SBWE لاستخراج الكحول والأحماض العضوية والسكريات والمركبات العضوية الأخرى من كل من سيقان الكرز الحلو والحامض ، مما أدى إلى تشابه التركيبات الكيميائية للعينتين. هارون وآخرون. [51] تم الإبلاغ عن استخلاص الدهون مع نسبة عالية نسبيًا من حمض إيكوسابنتاينويك من Nannochloropsis gaditana ، حيث تم العثور على 237 درجة و 14 دقيقة لتكون ظروف الاستخراج المثلى.

استكشف تشون وزملاؤه [52] قوة طريقة SBWE بمساعدة السائل الأيوني (L) في الحصول على مركبات الفينول المختلفة من الأعشاب البحرية البنية Saccharina japonica ووجدوا IL 1- بيوتيل -3- عمل ميثيلميدازوليوم رباعي فلوروبورات كمحفز. بالاشتراك مع SBWE ، قدم SBWE plus IL تعزيزًا تدريجيًا في استخلاص مركبات الفينول. عند 175 درجة ، كانت محتويات أحماض الغاليك ، والكلوروجينيك ، والجنتيسيك ، والبروتوكاتيك ، والكافيين ، والحقن في منتجات الاستخلاص حوالي 1. 18- ، 4. 68- ، 4. {11}} ، 7 . 67- و 5. 12- و 5. 08- أضعاف في SBWE. ومع ذلك ، فإن حمض p-hydroxybenzoic يعاني من نقص طفيف (0. 85- أضعاف عند 175 درجة) ، وحمض الفانيليك يتحلل بسهولة في SBWE بالإضافة إلى ILs.

رافير وآخرون. [38] تم تطبيق SBWE على الإزالة المتزامنة لمستخلصات الزيت والمستخلصات القابلة للذوبان في الماء. تم الحصول على محصول الاستخلاص الأمثل للزيت عند 130 درجة وكتلة / عينة تبلغ 1:20 جم / مل بعد 30 دقيقة. حدث التحلل المائي لمضادات الأكسدة المرتبطة بالإستر والجليكوزيد ، مما أدى إلى إنتاج زيت بقدرات مضادات أكسدة أعلى بكثير من الزيت المستخرج باستخدام طريقة Soxhlet (n-hexane). بالإضافة إلى ذلك ، قال عبد المعز وزملاؤه [39]

كما قارنت كفاءة المستخلصات المائية ومستخلصات الهكسان من بذور القطن. الظروف المثلى لاستخراج الزيت هي 27 0 درجة ، 30 دقيقة ، وحجم الحبيبات أقل من 0.5 مم.

يتم عرض درجة الحرارة والوقت الأمثل لاستخراج SBWE في الشكل 8. يمكن للمرء أن يرى أن درجة الحرارة المثلى لاستخراج الأحماض العضوية تتراوح بشكل رئيسي بين 130 و 240 درجة ، والوقت بين 10 و 50 دقيقة.

4.4. جليكوسيدات

الجليكوزيدات هي مركبات ترتبط فيها السكريات أو مشتقات السكر بنوع آخر من المواد غير السكرية (تسمى أيضًا aglycones أو ligands أو البدائل). ترتبط الجليكوسيدات برابطة O- N- أو S- أو C-glycosidic بين السكر ومكون غير سكري ، والتي توجد على نطاق واسع في جذر وسيقان وأوراق وأزهار وثمار النباتات. معظم الجليكوسيدات عبارة عن بلورات ملونة ، وقليلاً من المرارة بشكل عام.

ثبت أن الجليكوسيدات المستخرجة بواسطة SBWE لها أنشطة مضادة للأكسدة ونشاط مثبط للتيروزيناز ، كما هو موضح في الجدول 4 [36 ، 144-152]. جاو وآخرون [144] أجرى SBWE لمركبات الفينول من بقايا بذور الرمان عند 80-280 درجة مئوية. وأظهرت النتائج أن TP زاد مع ارتفاع درجة حرارة الاستخراج من 80 درجة إلى 220 درجة وانخفض من 220 درجة إلى 280 درجة. }} ، أدى تكسر الروابط إلى زيادة TP ، ومع ذلك ، أدت درجة الحرارة المرتفعة إلى تدهور مركبات الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك ، قاموا بالاشتراك في Mpared SBWE مع الترشيح والإمارات العربية المتحدة باستخدام الماء (درجة حرارة الغرفة) والمذيبات العضوية مثل الميثانول والإيثانول والأسيتون. لم تكن القدرات TP ومضادات الأكسدة لـ SBWE (120 درجة) عالية مثل المذيبات العضوية ؛ ومع ذلك ، فيما يتعلق بوقت الاستخراج (ساعتان للترشيح مقابل 30 دقيقة لـ SBWE) والسمية ، فإن المياه دون الحرجة أكثر قبولًا. درس مينج وتشينج [149] 13 مركبًا فينوليًا و 20 عنصرًا غير عضوي من إيجرون بريفسكابوس. وقد توصلوا أيضًا إلى نتائج مماثلة ، حيث أن الجليكوزيدات ليست مستقرة عند درجة حرارة عالية ووقت استخلاص طويل. على سبيل المثال ، يعتبر سكوتلارين والأبيجينين من مكونات السكوتلارين المقابلة والأبيجينين 7- غلوكورونيد ، عندما تصبح الروابط الجليكوسيدية عند درجة حرارة عالية غير مستقرة وتبدأ في التحلل إلى الجليكون والأجليكون. Haznedaroglu et al. [147] تم تحسين المعلمات مثل درجة الحرارة ووقت الاستخراج ومعدل التدفق. تم العثور على درجة الحرارة ووقت الاستخراج على أنهما أكثر المعلمات فعالية لـ TP وإجمالي مركبات الفلافونويد أثناء وقت الاستخراج ومعدل التدفق لمحتويات الأنثوسيانين. بالإضافة إلى ذلك ، كانت درجة الحرارة والوقت من العوامل الرئيسية لفعالية المستخلصات في تثبيط إنزيم التيروزيناز.

يتم عرض درجة الحرارة والوقت الأمثل لاستخراج الجليكوسيدات في SBWE في الشكل 7. ودرجة حرارة الاستخراج المثلى للأحماض العضوية بين 100 و 160 درجة والوقت بين 20 و 60 دقيقة.

4.5 الكربوهيدرات

الكربوهيدرات مصطلح شائع جدًا يشمل السكريات والنشا والسليلوز ، وهي فئة مهمة من المركبات العضوية الموزعة على نطاق واسع في الطبيعة. السكريات مقسمة إلى أربع مجموعات: السكريات الأحادية ، السكريات الثنائية ، السكريات القليلة ، والسكريات المتعددة. كما هو مبين في الجدول 5 ، تحتوي الكربوهيدرات المستخلصة من SBWE على مضادات الأكسدة [153] ، ومضادات الموانع [154] ، وتأثيرات تثبيط النمو [55].

غالبًا ما تستخدم مذيبات الاستخلاص التقليدية محلول قلوي [154] ، ومحلول حمضي [156] ، وماء كمذيبات استخلاص [157]. تشون وآخرون [154] نفذت SBWE من Pseuder-anthem palatiferum Radlk وشاركت في مقارنتها بتقنية تقليدية باستخدام 0. 1 M هيدروكسيد الصوديوم. أظهرت المقارنات التي تم الحصول عليها من SBWE بدرجة 15 0 نشاطًا مضادًا للتخثر أفضل من تلك الموجودة في 2 0 0 درجة وكانت قابلة للمقارنة مع تلك المستخدمة في التقنية التقليدية. Villamiel et al. [156] وزانج وآخرون. [159] استخدم محلول حامض الستريك لضبط الأس الهيدروجيني إلى 3.0،5.0 على التوالي. مقارنة بالاستخراج التقليدي بحمض الستريك ، يمكن لـ SBWE الحصول على إنتاجية أعلى من البكتين ومحتوى أعلى من حمض الجالاكتورونيك ودرجة أعلى من أسترة الميثيل. وبالمثل ، فإن Chun et al. [158] وجوزين وآخرون. [169] نفذت SBWE وشاركت في مقارنتها مع الاستخراج التقليدي باستخدام 0.05 مولار حمض الهيدروكلوريك. وجدوا جميعًا أن كفاءة SBWE كانت أعلى بكثير مقارنة بالطرق التقليدية.

SBWE وثلاث تقنيات مبتكرة أخرى في الإمارات العربية المتحدة ، و MAE ، واستخراج السوائل فوق الحرج (SFE) تم دمجها أو اقترانها. دوان وآخرون. [56] استخدمت الإمارات العربية المتحدة لاستخراج عديد السكاريد المكون الرئيسي بنجاح من Lentinus edodes. تم تطبيق تصميم Box-Behnken (BBD) لتحسين حالة الإمارات العربية المتحدة بما في ذلك درجة حرارة الاستخراج ، ووقت الاستخراج ، ونسبة السائل إلى الصلب ، والطاقة فوق الصوتية. تم إثبات أن العينة الإماراتية لديها أنشطة أفضل مضادة للأكسدة مقارنة بطرق الاستخراج الأخرى (SBWE ، الإمارات العربية المتحدة). موراليس وآخرون [57] وجدت أن الإمارات العربية المتحدة أو SBWE (200 درجة ، 11.7 ميجا باسكال) كانت أكثر فاعلية في الحصول على كسور غنية بالجلوكان من فطر شيتاكي. وكشفوا أن مزيجًا من مستخلصات SBWE من الإمارات العربية المتحدة أظهر مستويات جلوكوز أكبر ومخلفات مانوز وجلاكتوز أقل من المستخلصات الأخرى ، مما يشير إلى خصوصية استخراج معينة تجاه -جلوكان. علاوة على ذلك ، فإن المستخلصات التي تم الحصول عليها بعد مزيج من التقنيات احتفظت جزئيًا بخصائصها المعدلة للمناعة ، لكنها أظهرت نشاطًا مرتفعًا لنقص الكولسترول في الدم وفقًا للدراسات المخبرية.

Sagittaria sagittifolia L. هو مصدر غذائي صحي ومنعش للعلاج المساعد لمرض السل والعمى الليلي والتهاب البنكرياس والسكري والتهاب القصبات والتهابات المسالك البولية. أجرى ما وفريقه [35] عملًا مستمرًا على التوصيف ومضادات الأكسدة والأنشطة المناعية لمستخلصات SBWE من S. sagittifolia L. تم توضيح السمات الهيكلية للمستخلص باستخدام كروماتوجرافيا سائلة عالية الأداء (HPLC) وكروماتوجرافيا الغاز (GC) ، الفحص المجهري الإلكتروني (SEM) ، التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (IR) ، الفحص المجهري للقوة الذرية (AFM) ، جهد زيتا ، وطرق الكونغو الحمراء.

أظهرت السكريات المستخرجة نشاطًا مضادًا للأكسدة أقوى في المختبر ونشاطًا أكثر فعالية في تعديل المناعة. لذلك ، فإن السكريات المستخرجة من S. sagittifolia L. مع SBWE لديها القدرة على استخدامها كعوامل مناعية في الطب والأطعمة الوظيفية. بلازا وآخرون. عثروا على عينات Maillard والكراميل وأكسدتها ، وتفاعل Folin من عينات الطحالب الدقيقة والطحالب الكبيرة وإكليل الجبل. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها التحقق من التشكيل الجديد لمضادات الأكسدة أثناء استخلاص السوائل من منتجات طبيعية مختلفة [165]. في بعض الأحيان ، قد تولد درجات حرارة التشغيل المرتفعة مركبات نشطة بيولوجيًا جديدة ، ويعتبر SBWE تقنية واعدة للغاية للحصول على المركبات النشطة بيولوجيًا من المنتجات الطبيعية. كما هو مبين في الشكل 9 ، تتراوح درجة الحرارة المثلى لاستخراج الأحماض العضوية بين 120 و 180 درجة ، والوقت بين 10 و 40 دقيقة.

الشكل 9. الظروف المثلى لاستخراج الكربوهيدرات والزيوت الأساسية والقلويدات.

تم استخراج هذه المقالة من جزيئات 2021 ، 26 ، 4004. https://doi.org/10.3390/molecules26134004 https://www.mdpi.com/journal/molecules