Természetes termékek szubkritikus vízkivonása 3. rész

Kérlek keress feloscar.xiao@wecistanche.comtovábbi információért

4.6. Illóolajok

Az illóolajok, más néven illóolajok vagy éteri olajok, a növényekből származó illékony kémiai vegyületekre utalnak. Az illóolajok gyakran a virágok, levelek, fa, kéreg, gyökér, magvak vagy héj részéből állnak. Az éteri olajok általában lipofilek és könnyen oldódnak olajokban, ami lehetővé teszi, hogy könnyen behatoljanak a bőrbe, és a bőr alatti zsír alatti gazdag hajszálereken keresztül bejussanak a szervezetbe. Az illóolajokat évszázadok óta használták a népi gyógyászatban az ókori Kínában, Egyiptomban, Arábiában és Görögországban. Ezért egyes kutatók megkísérelték az SBWE-t zöld oldószerként használni illóolajok növényekből való kinyerésére, és a legújabb kutatásokat a 6. táblázat szemlélteti [12,22,28,174-206]. A legáltalánosabb illóolajokat desztillációval [174,176,180,181], n-hexánnal [174] vagy szuperkritikus szén-dioxiddal [181] vagy diklór-metánnal [181] vonják ki.

További információért kattintson ide

A koriandermag (Coriandrum satioum L.) illóolajat tartalmaz (legfeljebb 1 százalék), és egyre gyakrabban használják fűszerként az élelmiszeriparban. Eikani et al.[174] és Zekovic et al. [175 181] az SBWE-vel vonták ki és izolálták az illóolajat. Extrakciós hőmérsékletek (100, 125, 150 és 175 fok), átlagos részecskeméretek (0,25, 0,50 és 1 mm) és vízáramlási sebességek (1, 2 és 4 ml/ min) Eikani és munkatársai vizsgálták. A komponensek szétválasztását és azonosítását GC-FID és GC-MS módszerrel végeztük. Arra a következtetésre jutottak, hogy a hidrodesztilláció és a Soxhlet extrakció nagyobb extrakciós hatékonyságot mutatott, de az SBWE eredményeként az illóolajok jobban koncentrálódnak értékes oxigéntartalmú komponensekben. Zoran et al. arra a következtetésre jutott, hogy az SBWE eljárás előnyt jelent az időfelhasználás szempontjából, mivel ehhez a folyamathoz a 20 perc lényegesen rövidebb volt, mint a gyógynövényfőzet, a Soxhlet és a szuperkritikus folyadék kivonásához szükséges 2 óra, 4-5 és 4 óra , ill.

Az SBWE által kivont legtöbb illóolaj esetében nincs kutatás a tevékenységről, kivéve Ma et al. [176], aki illóolajokat vont ki K. galangalból ultrahangos SBWE segítségével, és vizsgálta az illóolajok antioxidáns képességét. Vizsgálták a hőmérséklet, az extrakciós idő, a nyomás, az ultrahang teljesítménysűrűség és a frekvencia hatását az extrakciós hozamra. Az illóolajok antioxidáns hatását a 2,2-difenil-1-pikril-hidrazil(DPPH) és a szuperoxid-anion gyökfogó képességének vizsgálatával értékeltük. Az eredmény azt mutatta, hogy az Egyesült Arab Emírségek antioxidáns hatása

A kivont illóolaj jobb volt, mint a gyógynövényes főzet és az SBWE. A 9. ábrán látható módon az illóolajok optimális extrakciós hőmérséklete 120 és 160 fok között van, az időtartam pedig 10 és 35 perc között van.

4.7. Alkaloidok

Az alkaloidok a bázikus nitrogéntartalmú szerves vegyületek egy osztálya, amelyek szerkezeti változatossága nagy, többségük heterociklusos vegyület, és a nitrogénatom a heterociklusos gyűrűben található. A legtöbb alkaloid lúgos, és terápiás és rekreációs hatású. Az alkaloid tartalmú növényeket évszázadok óta használják a népi gyógyászatban. Ezért sok kutató figyelmet fordít az alkaloidok növényekből való kinyerésére és elválasztására. A hagyományos extrakciók közé tartoznak a szerves oldószerek, például a metanol [183,184],

A Cistanche javíthatja az immunitást

etanol [183] ​​vagy savas oldat [187]. A közelmúltban az SBWE-t sikeresen alkalmazták alkaloidok növényekből vagy állatokból való extrahálására vagy elválasztására, amint azt a 6. táblázat szemlélteti.

Az alkaloidok sokfélesége és viszonylag gyenge termikus stabilitása miatt az optimális extrakciós módszerek az alkaloidok pH-fiziokémiai jellemzőitől függenek. Liu et al. [16l SBWE-t és kapilláris elektroforézist (CE) használt a citizin, a sopho-carpine, a tengeri, a sophoridin és az oximatrin kivonására és meghatározására a Sophora flavescens Ait.-ben, amely a hagyományos kínai orvoslás. Az SBWE, ASE, UAE és kloroformos áztatásos extrakciós módszerekkel kapott extrakciós hozamokat együtt Összehasonlítottuk. Az SBWE-nek rövid extrakciós időre van szüksége, mivel nincs szükség szerves oldószer felhasználásra, és az összes alkaloidhozam tekintetében a legmagasabb extrakciós hatékonyságot mutatta. Hasonlóan Torto és mtsai.[184] arra a következtetésre jutottak, hogy mind az SBWE, mind a hagyományos módszerek összehasonlítható extrakciót értek el, míg a reflux és az Egyesült Arab Emírségek lassabbak (több mint 6 óra), és nagy mennyiségű szerves oldószert alkalmaztak. Ezért az SBWE módszer egyszerű és viszonylag gyors volt az extrakcióhoz. Azonban Liu et al. [183] ​​kimutatta, hogy az LC-ESI-orbitrap MS hatékony módszer a hepatotoxikus pirrolizidin alkaloidok azonosítására és meghatározására, és a reflux magasabb extrakciós hatékonyságot mutatott az SBWE-vel összehasonlítva. Homes és munkatársai |186] a hagyományos és innovatív extrakciós technikákat vizsgálták (SBWE, Egyesült Arab Emírségek). Megállapították, hogy a THD-vel (100 fok, 20 perc) nyert banán- és céklahéj-kivonat a legmagasabb összes fenoltartalommal és antioxidáns kapacitással rendelkezik. Az infúziós extrakció (80 fok, 30 perc) a legmagasabb összes betacianin tartalmú céklahéj-kivonatot eredményezte. Az alkaloidok optimális extrakciós hőmérsékletét és idejét a 9. ábra is felsorolja.

4.8.KinonS

A kinonok egyfajta szerves komponensek, amelyek kinon szerkezetűek, és főként négy típusra oszthatók: benzokinon, naftokinon, pH-enantrakinon és antrakinon. Az antrakinon és származékai széles körben megtalálhatók a növényekben, és számos növényből, különösen a tűlevelűekből nyerhetők. Egyes kinonok kívánatos pH-armakológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például tisztító, antimikrobiális és parazitaellenes, szív- és érrendszeri hatások stb. extrakciós oldószerként, a 6. táblázatban látható.

Mahmud et al. [188] pH-enol vegyületek extrakcióját végezte a mangosztán maghéjából szubkritikus vízkezeléssel 120-160 °C hőmérsékleten és nyomáson, valamint 1-10 MPa-on szakaszos és félszakaszos rendszerekben. 10-30 százalék mélyeutektikus oldószert (DES) adtak a szubkritikus vízhez, és az eredmények azt mutatták, hogy 30 százalékos DES esetén a xanton- és pHenol-vegyület-tartalom 24,87 mg/g szárított minta és 179,54 mg galluszsav-ekvivalens/g volt. szárított mintát 160, illetve 120 °C-os extrakciós hőmérsékleten a szakaszos rendszerben. A DES hozzáadása az SBWE-folyamatban felgyorsíthatja a hidrolízis reakciót a növényi biomassza-komponensek mátrixának kivonására.

A trópusi Ázsiában ültetett Morinda citrifolia-t (Noni) népi gyógymódokban használták különféle betegségek és tünetek kezelésére. Shotipruk és munkatársai egy sor kísérletet végeztek ezen a növényen[191-193]. Folyamatos áramlású rendszert alkalmaztak a damnakanthal, az alizarin és az 1,2-dihidroxiantrakinon extrahálására. Azt találták, hogy a nyomás nem befolyásolta jelentős mértékben az eredményeket a 110-220 fokos tartományban. A hagyományos extrakcióval összehasonlítva az SBWE és a Soxhlet a legmagasabb antioxidáns aktivitással rendelkező kivonatokat eredményezte. Az adatokat matematikai modellekkel illesztettük az extrakciós mechanizmus meghatározására. Az eredmények azt sugallták, hogy az extrakciós mechanizmust befolyásolta az oldott anyag megoszlási egyensúlya a folyadékfilmen keresztüli külső tömegtranszferrel.

A kinonok optimális extrakciós hőmérséklete és ideje SBWE-ben a 10. ábrán látható. A kinonok optimális extrakciós hőmérséklete 160-170 fok, az időtartam pedig körülbelül 60-120 perc.

4.9. Terpének

A terpének a szerves vegyületek nagy és változatos osztálya, amelyek alapszerkezeti egysége az izoprén, amely széles körben előfordul a növényekben és egyes rovarokban, és számos növényből, különösen a tűlevelűekből nyerhető. A terpéneknek széles fajtái vannak, és a molekulában lévő izoprén egységek száma szerint osztályozhatók, például monoterpének, hemiterpének, szeszkviterpének, diterpének, triterpének, tetraterpének és politerpének. A terpének fontosak az élelmiszeriparban, a kozmetikai iparban és a pH-gyógyszeriparban. A terpének és terpenoidok természetes termékekből történő kinyerése azonban gyakran problémás, ezt a 6. táblázat szemlélteti. Ebből következően elsősorban ipari szintézissel állítják elő őket, általában petrolkémiai anyagokból.

Chen et al. [197] az SBWE-t alkalmazta szeszkviterpén-laktonok hatékony extrakciójára I. racemose-ból. Az extrakciós időt (23.2-56.8 perc), a hőmérsékletet (129.5-230.5 fok) és az áramlási sebességet (1.3-4.7 ml/perc) vizsgáltuk. Az SBWE és a hagyományos extrakciós technológiák (Soxhlet, Egyesült Arab Emírségek és SFE) összehasonlítása azt mutatta, hogy a szubkritikus víz zöld és hatékony helyettesítő lehet a szeszkviterpén-laktonok I. racemose-ból történő kinyerésére. Xiao et al. [13] kifejlesztette az SBWE-t urzolsav extrakciójára Hedyotis diffusából. Az RSM modell nagyon jól megjósolta a kísérleti eredményeket, és kimutatta, hogy az UA hozama főként az oldószer/szilárdanyag aránytól, majd a részecskemérettől és a hőmérséklettől függ. Négy extrakciós módszert (Egyesült Arab Emírségek és SBWE) párhuzamosan elemeztek, ami azt mutatta, hogy az SBWE időtakarékos, költségtakarékos és környezetbarát extrakciós technológia az UA Hedyotis fusa-ból történő kinyerésére. Más kutatók ugyanezeket a kísérleti eredményeket értek el, kivéve Falev et al. [200], akik azt találták, hogy a szubkritikus víz gyenge oldószer a pentaciklusos triterpének számára. A szubkritikus oldószerekkel (alifás alkoholok, acetonitril és kloroform) történő extrakció a leggyorsabb és leghatékonyabb módja a pentaciklusos triterpének növényi nyersanyagokból történő izolálásának.

A terpének optimális extrakciós hőmérsékletét és idejét SBWE-ben a 10. ábra foglalja össze. A kinonok optimális extrakciós hőmérséklete 130 és 225 °C között van, az időtartam pedig körülbelül 10 és 50 perc között van.

4.10.Lianans

A lignánok egyfajta természetes vegyület, amely két molekula fenilpropanoid-származék (azaz C3-C6 monomerek) polimerizációjával képződik, amelyek a növényekben léteznek és a pH-ösztrogénekhez tartoznak. A lignánokból álló monomerek közé tartozik a fahéjsav, fahéj-alkohol, akril-benzol, allil-benzol és így tovább. A lignánok potenciális daganatellenes, gyulladásgátló vagy antioxidáns hatásúak az emberi betegségek laboratóriumi modelljeiben. A legtöbb lignán lipofil, és szerves oldószerekben könnyen oldódik. Ezért a lignánok növényi extrakciója során gyakran etanolt, étert vagy acetont használtak extrakciós oldószerként. A lignánok SBWE-jével kapcsolatos kutatások csak néhány cikk, amint azt a 6. táblázat sorolja fel.

Evrim [48,50] részletesen vizsgálta az anyag alakját (lenmag, őrölt lenmagoliszt és lenmagliszt rudak), hőmérsékletet, extrakciós időt, nyomást, édesvizet és mintamennyiséget a secoisolariciresinol diglükozid lignán tartalom hatásáról. gyorsított oldószeres extraktor segítségével. A legnagyobb mennyiséget (12,94 mg/g) és extrakciós hozamot (72,57 százalék) 180 fokon 15 percig, 10,3 Mpa-on és 40 százalékos édesvízben 5 g lenmagoliszt rúd felhasználásával értük el. Budoir et al. [42] vizet és etanolt használt szubkritikus körülmények között bioaktív vegyületek kivonására a szezámmagból (Sesamum indicum L.) zsírtalanított magvakból. 220 fokos, 8 Mpa hőmérsékleten és 63,5 százalékos etanol társoldószer körülmények között a lignánok, TP, flavonoid vegyületek hozama maximalizálódott, az antioxidánsok pedig hasonlóak voltak a szintetikus antioxidánsok alkalmazásával elértekhez. A kinetikai vizsgálatok azt mutatták, hogy az extrakció első 50 percéig a pHenol vegyületek magas extrakciós sebessége volt, és ez párhuzamosan a legnagyobb tisztítókapacitással volt. Az SBWE csak a folyamat körülményeinek megváltoztatásával tudott szelektíven kivonni a különféle bioaktív vegyületeket. A lignánok optimális extrakciós hőmérséklete körülbelül 180 fok, amint az a 10. ábrán látható.

4.11.Szteroidok

Az aszteroida a természetben széles körben előforduló természetes kémiai komponensek osztálya, beleértve a pH-tosterint, epesavakat, C2 szteroidokat, rovarok allergiás hormonjait, szívglikozidokat, szteroid szaponinokat, szteroid alkaloidokat, bufogenint stb. A szteroid mag szerkezete a következő: ciklopentán-perhidrofentrén, amely négy "összeolvadt" gyűrűben kapcsolódik: három hattagú ciklohexán gyűrű és egy öttagú ciklopentán gyűrű. A szteroid vegyületek különféle biológiai aktivitásokkal rendelkeznek. Alkalmazásuk széles skálája van. A szteroidok természetes termékekből való extrakciós módszereit, beleértve a macerációt, a Soxhlet-et és az SBWE-t, a 6. táblázat szemlélteti.

A ginzeng egy jól ismert hagyományos kínai orvoslás, számos pH-armakológikus hatással [24-26]. Ezek a bioaktív komponensek főként ginzenozidok, polifenolok, aminosavak és poliszacharidok. Renata et al. [24]az SBWE-t használta fel fruktooligoszacharidok és béta-ekdizon előállítására a brazil ginzeng gyökérből és légi részeiből. Lee et al. [25]kivonták a vörös ginzenget a hőmérséklet (150-200 fok) és az extrakciós idő (5-30 perc) változtatásával SBWE-ben. Co A hagyományos hőkivonási módszerekkel (etanol, forró víz és metanol) összehasonlítva az SBWE-ből származó vörös ginzeng kivonat magasabb ginsenozid-koncentrációval és antioxidáns tulajdonságokkal rendelkezik. Shivraj et al. [204] szubkritikus vizet alkalmazott withanolidok és withanolidok kivonására ashwagandhából változó hőmérsékleten (100-200 fok) és extrakciós időn keresztül (10-30 perc). Különféle biológiai hatásokat, köztük a citotoxicitást, az antioxidáns és az enzimgátló aktivitásokat HPLC segítségével számszerűsítettük. A Withaferin A szignifikáns csökkenést mutatott a méhnyakrák sejtek életképességében, ICs0 értékkel 10 mg/ml, illetve 8,5 μM/mL, de nem volt citotoxikus hatása a normál sejtekre. Így az SBWE felhasználható pH-armakológiailag aktív frakciók extrakciójára terápiás alkalmazásokkal. A szteroidok optimális extrakciós hőmérséklete körülbelül 160 fok, amint az a 10. ábrán látható.

5. Következtetések és jövőbeli kilátások

Nem mérgező, nem gyúlékony és széles körben elérhető természete miatt a természetes termékek SBWE-je nagyobb figyelmet kapott az elmúlt évtizedben. A több mint 200 cikkből álló áttekintésünk azt mutatja, hogy az SBWE ígéretes technológia a természetes termékek kitermelésében. A szubkritikus vízzel sokféle növényi eredetű anyagot vontak ki. A mintaanyagok közé tartoznak a gyógynövények, fűszernövények, zöldségek, gyümölcsök, algák, cserjék, tealevelek, szemek és magvak. A következő természetes termékeket az SBWE extrahálta: Alkaloidok, szénhidrátok, illóolajok, flavonoidok, glikozidok, lignánok, szerves savak, polifenolok, kinonok, szteroidok és terpének. Az SBWE statikus és dinamikus módokat egyaránt alkalmaz. Általánosságban elmondható, hogy a statikus extrakció hatékonysága alacsonyabb, mint a dinamikus modellé. Így a legtöbb SBWE kísérletet statikus móddal, majd ezt követően a dinamikus modellel végezték. Az SBWE rendszert HPLC-vel, szubkritikus vízkromatográfiával és magas hőmérsékletű folyadékkromatográfiával is összekapcsoltuk. Társ oldószerek, például etanol,

metanolt, sókat és ionos folyadékokat is használtak az SBWE-hatékonyság javítására. Megjegyzendő, hogy a hőmérsékletnek van a legjelentősebb hatása az SBWE hatékonyságára, így optimalizálható. A fent említett természetes termékek kivonásához az optimális hőmérséklet 120 és 200 fok között van.

A természetes termékek SBWE fő előnye, hogy a víz nem mérgező, ezért inkább gyógynövények, zöldségek és gyümölcsök kinyerésére alkalmas, mivel a kivonatokat emberek és állatok is biztonságosan fogyaszthatják. Ezen túlmenően, ha az SBWE-ben nem használnak szerves módosítókat, az SBWE után keletkező folyékony hulladékot nem kell elhelyezni. Az SBWE-ben alkalmazott magas hőmérséklet azonban potenciálisan az analit lebomlását okozhatja. Ezért értékelni kell az analit stabilitását az SBWE-ben használandó hőmérsékleti feltételek mellett annak biztosítása érdekében, hogy az extrahált analitok ne bomlanak le az SBWE során. Az SBWE magas nyomású és magas hőmérsékletű folyadékot alkalmaz, és nagy körültekintés szükséges az SBWE rendszer biztonságos működéséhez. Ezenkívül a dinamikus SBWE folyamat során gyakori vízelzáródások léphetnek fel.

A jelentett SBWE-kutatások túlnyomó részét próbaléptékben tanulmányozzák. Az SBWE következő szintjének az ipari szintre való fellépésnek kell lennie. Néhány kísérleti méretű tanulmány eredménye bebizonyította a nagy léptékű SBWE folyamatok lehetséges fejlődését.