مقایسه روش فراصوت با دیگر روش های نوین در استخراج عصاره گیاهان دارویی

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

1 گروه فنی کشاورزی، پردیس ابوریحان،دانشگاه تهران، پاکدشت، تهران، ایران

2 عضو هیات علمی گروه فنی کشاورزی،پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران،ایران

3 عضو هیات علمی گروه علوم زراعی و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

چکیده

گیاهان دارویی به ­عنوان  یکی از مهم‌ترین منابع  اولیه برای تهیه مواد آرایشی، عطرسازی، ترکیبات  طعم­دهنده، رنگ­ها و همچنین در تهیه دارو حائز اهمیت می­باشند. نیاز مداوم جامعه بشری به استخراج ترکیبات مؤثر گیاهی سبب انجام پژوهش­های گسترده­ای در زمینه­ی معرفی فرایند استخراجی کارآمدتر و اقتصادی­تر شده است. برای استخراج این ترکیبات فعال گیاهی روش­های عصاره­گیری متنوعی وجود دارد. روش­های سنتی دستیابی به ترکیبات طبیعى گیاهان مثل تقطیر آبی یا بخار آب و استخراج با حلال آلی معایبی مانند اتلاف ترکیبات فرّار، بازده کم، زمان استخراج طولانی، تخریب ترکیبات غیر اشباع و باقی ماندن حلال سمّی را به­دنبال دارد. از این رو روش­های نوینی برای استخراج عصاره از گیاهان دارویی  ابداع گردیده­اند. انتخاب یک روش مؤثر در استخراج ترکیبات  فعال به  شاخص­های مختلفی از جمله نوع گیاه، حلال مورد استفاده، سازگاری با محیط زیست، محدودیت در دما، زمان، هزینه و سایر عوامل می­تواند بستگی داشته باشد. در این مطالعه سعی شده است تا با معرفی و مقایسه مزایا و معایب چهار روش جدید شامل استخراج به کمک فراصوت[i]، استخراج به کمک ماکروویو[ii]، استخراج به کمک سیال فوق بحرانی[iii] و استخراج به کمک حلال پرشتاب[iv] در زمینه استخراج ترکیبات مؤثر گیاهی به ویژه گیاهان دارویی اطلاعات لازم برای تصمیم­گیری بهتر محققین در این زمینه فراهم گردد. هر روش استخراج، عملکرد متفاوتی دارد و ترکیب­های مختلفی در عصاره حاصل می­شود و باید درنظر داشت که عملکرد بالا در عصاره حاصله به معنای عملکرد بالای ترکیبات مورد نظر در عصاره نمی­باشد. لذا با درنظر گرفتن مزایا و معایب مختص هر روش و شاخص­های مذکور و همچنین درنظر داشتن محدودیت­هایی از جمله هزینه­های محاسباتی، اتلاف ترکیبات فرّار و احتمال از بین رفتن ترکیبات حساس به دما محقق بایستی روش بهینه را متناسب با شرایط آزمایش خود برگزیند.



[i]. Ultrasound Assisted Extraction (UAE)


[ii]. Microwave Assisted Extraction (MAE)


[iii]. Supercritical Fluid Extraction (SFE)


[iv]. Accelerated Solvent Extraction (ASE)





[i]. Implant

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] وطن دوست، ر.، "بررسی مواد تلف شده در روش­های عصاره­گیری مختلف مدرن و سنتی گیاه مرزنجوش"، فصلنامه­ی کاربرد شیمی در محیط زیست، 1391، سال سوم، شماره 12، صفحه 9-16.

[2] قربانی، م.، ابونجمی، م.، قربانی جاوید، م.، "امواج فراصوتی روشی نوین در استخراج ترکیب­های گیاهی"، نشریه علمی ترویجی صوت و ارتعاش، 1394، سال چهارم، شماره 8.

[3] قربانی، م.، ابونجمی، م.، قربانی جاوید، م. و عرب حسینی، ا.، "تأثیر شرایط عصاره­گیری با امواج فراصوت بر عملکرد و خواص آنتی اکسیدانی عصاره گیاه رازیانه"، علوم و صنایع غذایی،  1395، شماره 67، دوره 14، صفحه 85-99.

[4] خواجه نوری، م.، حقیقی اصل، ع.، "بررسی استخراج ترکیبات طبیعى گیاهان با کمک امواج میکروویو و فراصوت"، فصلنامه علوم و فناوری های نوین غذایی"، 1393، سال اول، شماره 3، صفحه 81-91.

[5] Tiwari, B. K., "Ultrasound: A clean, green extraction technology". TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2015, vol.71, pp.100-109.

[6] Chemat, S., Lagha, A., AitAmar, H., Bartels, P. V., and Chemat, F., “Comparison of conventional and ultrasound-assissted extraction of carvone and limonene from caraway seeds”, Flavour and Fragrance Journal, 2004, vol.19, pp.188-195

[7] Kentish, S., and Ashokkumar, M.., The Physical and Chemical Effects of Ultrasound. "Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing" (H. Feng, G. Barbosa-Canovas and J. Weiss, eds.), Springer New York, New York, 2011, pp.1-12.

[8] Chemat, F., Zill e, H., and Khan, M. K., “Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction”, Ultrasonics Sonochemistry, 2011, vol.18, pp.813-835.

[9] Chemat, S., Aissa, A., Boumechhour, A., Arous, O., and Ait-Amar, H., “Extraction mechanism of ultrasound assisted extraction and its effect on higher yielding and purity of artemisinin crystals from Artemisia annua L. leaves”. Ultrasonics Sonochemistry, 2017, vol.34, pp.310-316.

[10] Lopez-Avila, V., “Applications of microwave-assisted extraction in environmental analysis”, Techniques and Instrumentation in Analytical Chemistry, 2000, vol. 21, pp.115-153.

[11] Di Cesare, L. F., Riva, M., and Schiraldi, A., “Microwave extraction of basil aroma compounds” Developments in Food Science, 1995, vol.37, pp.857-868.

[12] شاددل، ر.،"بهینه­یابی فرایند استخراج مواد زیست فعال از پوست بنه به روش مادون بحرانی آب با استفاده از روش سطح پاسخ و بررسی فعالیت آنتی­اکسیدانی آن"، 1390،  پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.

[13] موسوی،س. ا. و شبانی، ن.، "استخراج روغن کنجد به­وسیله سیال فوق بحرانی دی­اکسیدکربن"، فصلنامه کاربرد شیمی در محیط زیست، 1391، سال سوم، شماره 13، صفحه 41-55.

[14] نعمت­الهی، ا. و مشایخ، م.، "کاربرد دی­اکسیدکربن فوق بحرانی در استخراج و تصفیه­ی روغن­های گیاهی"، مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، 1391،  سال هفتم، صفحه 35-44.

[15] جناب، ا. و رضایی، ک.،"استخراج روغن از دانه­های کانولا با استفاده از دی­اکسید کربن فوق بحرانی"، آرشیو پایگاه اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی، 1385.

[16] قربانی، م.، "تأثیر فراصوت قدرتی در استخراج عصاره دانه رازیانه و ارزیابی خصوصیات آنتی اکسیدانی آن"،  1394، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.

[17] Richter, B. E., “Extraction of hydrocarbon contamination from soils using accelerated solvent extraction”, Journal of Chromatography A, 2000, vol.874, pp.217-224.

[18] Barros, F., Dykes, L., Awika, J. M., and Rooney, L. W., “Accelerated solvent extraction of phenolic compounds from sorghum brans”, Journal of Cereal Science, 2013, vol.58, pp.305-312.

[19] Fines-Neuschild, S., Boucher, É., Vernal, A. d., Gélinas, Y., and Leclerc, P., “Accelerated solvent extraction—An efficient tool to remove extractives from tree-rings”, Dendrochronologia, 2015, vol.36, pp.45-48.

[20] Pan, X., Niu, G., and Liu, H., “Microwave-assisted extraction of tea polyphenols and tea caffeine from green tea leaves”, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 2003, vol.42, pp.129-133.

[21] Molins, C., Hogendoorn, E. A., Heusinkveld, H. A. G., Zoonen, P. V., and Baumann, R. A., “Microwave Assisted Solvent Extraction (Mase) of Organochlorine Pesticides from Soil Samples”, International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 1997, vol.68, pp.155-169.

[22] Fisher, J. A., Scarlett, M. J., and Stott, A. D., “Accelerated Solvent Extraction:  An Evaluation for Screening of Soils for Selected U.S. EPA Semivolatile Organic Priority Pollutants” Environmental Science & Technology, 1997, vol.31, pp.1120-1127.

[23] Riera, E., Golás, Y., Blanco, A., Gallego, J. A., Blasco, M., and Mulet, A., “Mass transfer enhancement in supercritical fluids extraction by means of power ultrasound”, Ultrasonics Sonochemistry, 2004, vol.11, pp.241-244.

[24] Toma, M., Vinatoru, M., Paniwnyk, L., and Mason, T. J., “Investigation of the effects of ultrasound on vegetal tissues during solvent extraction”, Ultrasonics Sonochemistry, 2001, vol.8, pp.137-142.

[25] Vinatoru, M., “An overview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs”, Ultrasonics Sonochemistry, 2001, vol.8, pp.303-313.

[26] Herrera, M. C., and Luque de Castro, M. D., “Ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from strawberries prior to liquid chromatographic separation and photodiode array ultraviolet detection”, Journal of Chromatography A, 2005, vol.1100, no.1, pp.1-7.

[27] Chen, F., Sun, Y., Zhao, G., Liao, X., Hu, X., Wu, J., and Wang, Z., “Optimization of ultrasound-assisted extraction of anthocyanins in red raspberries and identification of anthocyanins in extract using high-performance liquid chromatography–mass spectrometry”, Ultrasonics Sonochemistry, 2007, vol.14, pp.767-778.

[28] Barbero, G. F., Liazid, A., Palma, M., and Barroso, C. G., “Ultrasound-assisted extraction of capsaicinoids from peppers”, Talanta, 2008, vol.75, pp.1332-1337.