Természetes termékek szubkritikus vízkivonása 2. rész

Kérlek keress feloscar.xiao@wecistanche.comtovábbi információért

4. Szubkritikus vízzel extrahált vegyületek 4.1. Flavonoidok

A flavonoidok, más néven bioflavonoidok, széles körben megtalálhatók a növényekben és a bogyókban. Fontos természetes vegyületek az emberi táplálkozásban. Szív- és érrendszeri betegségek megelőzésére és kezelésére alkalmazták. Ezen kívül erős antioxidáns és antibakteriális hatásuk is van. Amikor magas flavonoid tartalmú almát etettek egészséges egerekkel, néhány esetben ez csökkentgyulladásmarkereket jelentettek [73].

Általánosságban elmondható, hogy a flavonoidok a pHenolokhoz tartoznak. Mivel széles körben vizsgálják őket, a pHenoloktól elkülönítve is bemutathatók. A flavonoidok általános szerkezete egy 15-szénváz, mivel két benzolgyűrűt kapcsolnak össze egy heterociklusos gyűrűvel. Az alapmag a 2-fenilkromon.Flavonoida vegyületek általában rosszul oldódnak környezeti vízben és a legtöbb szerves oldószerben. Az 1. táblázat a növényi anyagokból származó flavonoidok SBWE-értékét foglalja össze.

Ko és munkatársai a flavonoid szerkezet és az SBWE közötti kapcsolatot vizsgálták. Azt találták, hogy az OH-oldallánccal rendelkező flavonoidok alacsonyabb hőmérsékleten extrahálódtak optimálisan, mint az OCH- és H-oldalláncok. A glikozid formák optimális hőmérséklete alacsonyabb, mint a kevésbé poláris aglikonoké [30]. Turner et al. azt találták, hogy a különböző glikozidvegyületek a megfelelő aglikonok által 10 percnél rövidebb reakcióidő alatt átalakulhatnak vízben a hagymahulladékból [20]. Hasonló eredményeket értek el Nkurunziza et al. [81] és Zhang et al. [83], akik négy flavonoid kinyerését vizsgálták okarából, illetve Puerariae lobata-ból.

További információért kattintson ide

Különféle munkákat publikáltak az extrakciós hatékonyságról és az extrakciós tevékenységekről az SBWE és a forróvizes extrakció (HWE)[15], a maceráció [76] Soxhlet [50,81, az ultrahangos extrakció (UAE)[93,103], a mikrohullámú- asszisztált extrakció (MAE)[93,103] és reflux extrakció [83]. Mindegyikük azt találta, hogy az SBWE hatékonyabb vagy legalább egyenértékű volt más extrakciós módszerekkel, ha csak egy oldószert használnak. Durovic és munkatársai [103] hat különböző oldószer (víz, aceton, 96 százalékos etanol, metilén-klorid, n-hexán és etil-acetát) extrakciós hatékonysága alapján választották ki a vizet megfelelő oldószerként a további extrakcióhoz. Az SBWE rendelkezik a legmagasabb összes polifenol (TP) és flavonoid tartalommal, valamint antioxidáns aktivitással. Megerősítették a Staphylococcus aureus elleni citotoxikus és antimikrobiális aktivitást. Ezenkívül Marin et al. [99] a prenilflavonoidok nyomás alatti folyékony extrakciójának lehetséges jobb illeszkedését vizsgálták, és három oldószert (hexánt, etanolt és vizet) használtak. Arra a következtetésre jutottak, hogy a nyomás alatti folyékony extrakció etanolt használva oldószerként hexán után jobb, mint a víz használata a prenilflavonoidokhoz. Amikor szekvenciális extrakciót alkalmaztak, ahol az oldószereket a növekvő polaritás sorrendjében használták (először hexán, későbbetanol, végül víz), a hozamok nem javultak. A különböző extrakciós módszerek jelentős hatással vannak ezen eljárások szelektivitására.

Amint az 1. táblázatban látható, az extrakciós hőmérséklet és az idő hatása nagyobb I Mpacts az extrakció hatékonyságára, mint a nyomás és a minta-extrakció folyadék aránya. Az optimális extrakciós hőmérsékletet és időt a 6. ábra foglalja össze. A flavonoidok optimális extrakciós hőmérséklete 150 és 200 fok között van, az extrakciós idő tartománya 10 és 50 perc között van.

4.2.Polifenolok

A polifenolok, más néven polihidroxi-fenolok, olyan szerkezeti osztály, amely főként természetes, egynél több fenolegység jelenléte és nitrogénalapú funkcióitól megfosztott. Sok gyümölcs, zöldség, gyógynövény, tealevél, diófélék és alga tartalmaz nagy mennyiségben természetesen előforduló pH-enolokat. Beszámoltak arról, hogy a polifenolok ellenállnak az oxidációnak [31]. Amint a 2. táblázatban látható, kivonatok apolifenolokEgyetlen oldószer, például víz, metanol, etanol vagy oldószerek keveréke, például etanol-víz és metanol-víz-hangyasav alkalmazásával is végrehajtható.

A legtöbb kísérlet bebizonyította, hogy az SBWE jobb a macerációnál, a Soxhletnél és a MAE-nél [109 112 125], míg Vladic et al. arra a következtetésre jutottak, hogy az SBWE alacsonyabb hőmérséklete kényelmesebb a gránátalma héjának valorizálására, és a MAE hatékonyabb, mint az SBWE a pHenolicsok gránátalma héjából való kivonására, miközben 5-hidroxi-metil-furfurol-mentes kivonatot kapunk [109].

A Cistanche javíthatja az immunitást

A procianidinek a gyümölcsökben, zöldségekben és gabonákban található polifenolok egy osztálya, amelyek erős kemopreventív hatással rendelkeznek. Gao et al. [119] sikeresen extraháltak procianidineket szubkritikus vízzel cirokkorpából, lótuszmagból, lótuszmag hüvelyből és homoktövis magból. Az eredmények azt mutatták, hogy az SBWE-kivonatok jobb redukálóképességgel, antioxidáns képességgel és antiproliferatív képességgel rendelkeznek a humán hepatoma G2 sejteken. Ezenkívül az antioxidáns és antiproliferatív aktivitás pozitív korrelációt mutatott a polifenol koncentrációjával. Ezenkívül Gao et al. Hasonló eredményre jutottak, mivel a homoktövismag-maradék kivonat antioxidáns hatása erősen korrelált a polifenolok tartalmával. Kimutatták, hogy az extrakciós idő és a víz/szilárdanyag arány volt a fő tényező, amely befolyásolta a polifenolok extrakciós hozamát és a 2,2'-azino-bisz-3-etilbenztiazolin-6-szulfonsav (ABTS) gyökfogását. a kivonatok aktivitását, míg a hőmérsékletet döntő tényezőként fejeztük ki.

A kurkumin a polifenolok közé tartozik, instabil és rosszul biológiailag hozzáférhető. Kiama-hallah et al. [128] a kurkumin SBWE extrakciós hatékonyságának néhány paraméterét tanulmányozta. Az optimális extrakciós feltételek a 140 fokos hőmérséklet és a 10 MPa nyomás. A kurkumin SBWE-vel kapcsolatos további munkák megtalálhatók a szakirodalomban [29, 129-131].

Pinto és munkatársai [110] válaszfelületi módszertan (RSM) segítségével értékelték a gesztenyehéjból származó antioxidánsok és polifenolok optimális SBWE-körülményeit. Az optimális extrakciós körülményeket az RSM 220 fok/30 perc értékben határoztuk meg. 150 fokon TP ésantioxidánsaktivitása csökkent, amit a tannin lebomlása és egyéb reakciótermékek képződése okozhat. Ezenkívül a 0,1 ug/ml alatti kivonatok koncentrációja biztonságos volt. A gesztenyehéj melléktermékének újrafelhasználása előnyös az agráripar jövedelmezősége, valamint a környezeti és gazdasági fenntarthatóság szempontjából. A polifenolok SBWE optimális extrakciós hőmérsékletét és idejét a 7. ábra mutatja. az extrakciós hőmérséklet 130 és 200 fok között van, az idő pedig 15 és 35 perc között van.

4.3. Szerves savak

Általában a természetes termékekben lévő szerves savak széles körben elterjedtek a növények leveleiben, gyökereiben és terméseiben. A szintetikus szerves savakat kémiai szintézissel, enzimatikus katalízissel és mikrobiális fermentációval ebben az áttekintésben nem tárgyaljuk. A szerves savak többnyire vízben vagy etanolban oldódnak, és savas tulajdonságokat mutatnak, de nehezen oldódnak más szerves oldószerekben. Az általános vélekedés szerint az alifás szerves savaknak nincs különösebb biológiai aktivitásuk, de egyes természetes szerves savaknak, mint például a citromsavnak, almasavnak, borkősavnak, aszkorbinsavnak stb. antibakteriális, gyulladáscsökkentő, hipoglikémiás, antioxidáns és immunszabályozó hatásuk van. . Attól függően, hogy a szerves sav szabad vagy só formában van-e, az extrakciós oldószer lehet víz, híg lúgos oldat, dietil-éter, petroléter és ciklohexán, valamint egyéb lipofil szerves oldószerek. A szerves savak SBWE-vel kapcsolatos legújabb tanulmányok összefoglalása a 3. táblázatban látható.

Az SBWE felhasználását galluszsav, klorogénsav, kávésav, ferulinsav, vanillinsav és kumársav különböző mátrixokból történő extrakciójára kutatták. Elkerülhetetlenül gyakran együtt extraháltak néhány más aktív komponenst is, mint például a pHenolok [23], a flavonoidok [108] fehérjék [23] lipidek, peptidek, aminosavak és más szerves vegyületek. Svarc-Gajic et al. [134] SBWE-t használtak alkoholok, szerves savak, cukrok és egyéb szerves vegyületek extrakciójára mind édes-, mind meggyszárból, és hasonlónak találták a két minta kémiai összetételét. Harun et al. [51] a Nannochloropsis gaditana-ból viszonylag magas eikozapentaénsav-tartalmú lipidextrakcióról számolt be, amely szerint a 237 fokos és 14 perces az optimális extrakciós körülmény.

Chun és munkatársai[52] feltárták az ionos folyadékkal (L) segített SBWE-módszer erejét a Saccharina japonica barna moszatból különböző pH-enolos vegyületek előállítására, és megtalálták az imidazolium alapú IL 1-butil-3-. a metil-imidazolium-tetrafluor-borát katalizátorként működött. Az SBWE-vel együtt az SBWE plus IL progresszív fejlesztést biztosított a pHenolics extrakciójában. 175 fokon a gallusz-, klorogén-, gentizin-, protokateku-, kávé- és sziringinsav-tartalom az extrakciós termékekben körülbelül 1.18-,4.68-, 4.66-, 7 .67-, 5.12- és 5.08-szer magasabb, mint az SBWE-ben. A p-hidroxi-benzoesav azonban enyhe hiányt mutatott (0.85-175 fokon szeres), és a vanillinsav könnyen lebomlott az SBWE-ben és az IL-ekben.

Raver et al. [38] alkalmazták az SBWE-t olajkivonatok és vízoldható kivonatok egyidejű eltávolítására. Az olaj optimális extrakciós hozamát 130 fokon és 1:20 g/mL tömeg/minta arányban kaptuk 30 perc elteltével. Megtörtént az észter- és glikozidkötésű antioxidánsok hidrolízise, ​​amely jóval nagyobb antioxidáns kapacitású olajat eredményezett, mint a Soxhlet (n-hexán) módszerrel extrahált olaj. Ezenkívül Abdelmoez és munkatársai [39]

a gyapotmagból származó vizes kivonatok és n-hexán kivonatok hatékonyságát is együttműködtek. Az optimális olajkivonási feltételek 270 fok, 30 perc, és a részecskeméret 0,5 mm-nél kisebb.

Az optimális SBWE extrakciós hőmérséklet és idő a 8. ábrán látható. Látható, hogy a szerves savak optimális extrakciós hőmérséklete főként 130 és 240 fok között van, az idő pedig 10 és 50 perc között van.

4.4. GlycOsides

A glikozidok olyan vegyületek, amelyekben a cukrok vagy cukorszármazékok más típusú, nem cukros anyagokhoz kötődnek (aglikonoknak, ligandumoknak vagy szubsztituenseknek is nevezik). A glikozidokat O-N-, S- vagy C-glikozidos kötés köti össze egy cukor és egy nem cukorkomponens között, amelyek széles körben megtalálhatók a növények gyökerében, szárában, leveleiben, virágaiban és gyümölcseiben. A legtöbb glikozid színes kristály, és általában kissé keserű.

Az SBWE-vel extrahált glikozidokról bebizonyosodott, hogy antioxidáns hatásúak és tirozináz gátló aktivitással rendelkeznek, amint azt a 4. táblázat mutatja[36,144-152]. Gao et al.[144] gránátalma magmaradványaiból végzett pHenol vegyületek SBWE vizsgálatát 80-280 C fokon. Az eredmények azt mutatták, hogy a TP az extrakciós hőmérséklet 80 fokról 220 fokra emelkedésével nőtt, és 220 fokról 280 fokra csökkent. A {{9 }} fokon a kötések felszakadása a TP növekedéséhez vezetett, azonban a magasabb hőmérséklet hatására a pHenolok lebomlanak. Ezenkívül az SBWE-t kioldással és az Egyesült Arab Emírségekben oldották meg vízzel (szobahőmérsékleten) és szerves oldószerekkel, nevezetesen metanollal, etanollal és acetonnal. Az SBWE TP és antioxidáns kapacitása (120 fok) nem volt olyan magas, mint a szerves oldószereké; azonban az extrakciós idő (2 óra kioldódás, vs. 30 perc SBWE) és a toxicitás tekintetében a szubkritikus víz elfogadhatóbb. Meng és Cheng [149] az Erigeron breviscapus 13 pH-enol vegyületét és 20 szervetlen elemét tanulmányozta. Hasonló eredményekre jutottak, mivel a glikozidok nem stabilak magas hőmérsékleten és hosszú extrakciós idő mellett. Például a scutellarein és az apigenin a megfelelő scutellarin és apigenin 7-glükuronid aglikonjai, amikor magas hőmérsékleten a glikozidkötések instabillá válnak, és elkezdenek bomlani glikonjává és aglikonjává. Haznedaroglu et al. [147] optimalizálták az olyan paramétereket, mint a hőmérséklet, az extrakciós idő és az áramlási sebesség. A TP és az összes flavonoid esetében a hőmérséklet és az extrakciós idő, míg az antocianintartalom esetében az extrakciós idő és az áramlási sebesség a leghatékonyabb paraméterek. Ezenkívül a hőmérséklet és az idő volt a vezető paraméter a kivonatok tirozináz-gátlásra gyakorolt ​​hatékonyságában.

A glikozidok optimális extrakciós hőmérséklete és ideje SBWE-ben a 7. ábrán látható. A szerves savak optimális extrakciós hőmérséklete 100 és 160 fok között van, az időtartam pedig 20 és 60 perc között van.

4.5. Szénhidrát

A szénhidrátok nagyon elterjedt kifejezés, amely magában foglalja a cukrokat, a keményítőt és a cellulózt, amelyek a természetben széles körben elterjedt szerves vegyületek fontos osztályai. A szacharidokat négy csoportra osztják: monoszacharidok, diszacharidok, oligoszacharidok és poliszacharidok. Amint az 5. táblázatban látható, az SBWE-vel extrahált szénhidrátok antioxidánsokkal [153], antimitotikus [154] és növekedést gátló hatással [55] rendelkeznek.

A hagyományos extrakciós oldószerek gyakran lúgos oldatot [154], savas oldatot [156] és vizet [157] használnak extrakciós oldószerként. Chun és mtsai.[154] az SBWE-t a Pseuder-anthem palatiferum Radlk-ból végezték, és egy hagyományos technikával, 0,1 M nátrium-hidroxiddal hasonlították össze. Az SBWE-ből 150 fokon kapott konjugátumok jobb véralvadásgátló aktivitást mutattak, mint a 200 fokon találtak, és hasonlóak voltak a hagyományos technikával. Villamiel et al.[156] és Zhang és mtsai. [159] citromsavoldattal állította be a pH-t 3,0, 5,0-ra. Co A hagyományos citromsavas extrakcióhoz képest az SBWE magasabb pektinhozamot, magasabb galakturonsav-tartalmat és magasabb fokú metilészterezést érhet el. Hasonlóképpen Chun és mtsai. [158] és Goosen et al. [169] SBWE-t hajtott végre, és hagyományos extrakcióval, 0,05 M HCl-t használva hasonlította össze. Mindannyian azt találták, hogy az SBWE hatékonysága szignifikánsan magasabb volt a hagyományos módszerekhez képest.

Az SBWE és további három innovatív technológia, az Egyesült Arab Emírségek, MAE és a szuperkritikus folyadék-kivonás (SFE) párosításra vagy összekapcsolásra került. Duan és mtsai. [56] az Egyesült Arab Emírségekben sikeresen kinyerték a fő összetevő poliszacharidokat a Lentinus edodesből. Box-Behnken tervezést (BBD) alkalmaztak az Egyesült Arab Emírségek állapotának optimalizálására, beleértve az extrakciós hőmérsékletet, extrakciós időt, folyadék-szilárdanyag arányt és az ultrahang teljesítményét. Kimutatták, hogy az Egyesült Arab Emírségek mintája jobb antioxidáns hatással rendelkezik, mint más extrakciós módszerekkel (SBWE, UAE). Morales et al.[57] azt találták, hogy az Egyesült Arab Emírségek vagy az SBWE (200 fok, 11,7 Mpa) hatékonyabbak a shiitake gombák glükánnal dúsított frakcióinak előállításában. Felfedték, hogy az Egyesült Arab Emírségek és SBWE kivonatok kombinációja nagyobb glükózszintet és alacsonyabb mannóz- és galaktóz-maradékot mutatott, mint a többi extrakció, ami bizonyos extrakciós specifitásra utal a -glükánokkal szemben. Ezen túlmenően a technológiák kombinációjával nyert kivonatok részben megőrizték immunmoduláló tulajdonságaikat, de az in vitro vizsgálatok szerint magas hipokoleszterinémiás aktivitást mutattak.

A Sagittaria sagittifolia L. egészséges táplálékforrás és helyreállító a tuberkulózis, az éjszakai vakság, a hasnyálmirigy-gyulladás, a cukorbetegség, a légcsőgyulladás és a húgyúti fertőzések adjuváns terápiájában. Ma és csapata [35] folyamatosan dolgozott a S.sagittifolia L-ből származó SBWE-kivonatok jellemzésén, antioxidáns és immunológiai aktivitásán. A kivonat szerkezeti jellemzőit nagy teljesítményű folyadékkromatográfia (HPLC), gázkromatográfia (GC) segítségével tárták fel. , pásztázó elektronmikroszkópia (SEM), infravörös spektroszkópia (IR), atomerőmikroszkópia (AFM), zéta potenciál és kongóvörös módszerek.

Az extrahált poliszacharidok erősebb antioxidáns aktivitást mutattak in vitro és erősebb immunmoduláló aktivitást. Ezért az S.sagittifolia L.-ből SBWE-vel extrahált poliszacharidok immunreaktív szerekként alkalmazhatók gyógyászatban és funkcionális élelmiszerekben. Plaza et al. megtalálták a Maillard-ot, a karamellizációt és oxidációjukat, valamint a Folin reakciót mikroalgák, makroalgák és rozmaring mintákból. Ez az első alkalom, hogy igazolják az antioxidánsok neoformációját a különböző természetes termékek SWE extrakciója során [165]. Néha a magas üzemi hőmérséklet új bioaktív vegyületeket generálhat, és az SBWE nagyon ígéretes módszer a bioaktív vegyületek természetes termékekből történő előállítására. Ahogy a 9. ábrán látható, a szerves savak optimális extrakciós hőmérséklete 120 és 180 fok között van, az idő pedig 10 és 40 perc között van.

9. ábra A szénhidrátok, illóolajok és alkaloidok optimális extrakciós körülményei.

Ez a cikk a Molecules 2021, 26, 4004-ből származik. https://doi.org/10.3390/molecules26134004 https://www.mdpi.com/journal/molecules