Potkritična ekstrakcija prirodnih proizvoda vodom, 2. dio

Molimo kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza više informacija

4. Spojevi ekstrahirani subkritičnom vodom 4.1. Flavonoidi

Flavonoidi, također poznati kao bioflavonoidi, naširoko se nalaze u biljkama i bobicama. Važni su prirodni spojevi u ljudskoj prehrani. Koriste se za prevenciju i liječenje kardiovaskularnih bolesti. Osim toga, imaju snažno antioksidativno i antibakterijsko djelovanje. Kada su jabuke s visokim sadržajem flavonoida hranjene zdravim miševima, kod nekih se smanjujeupalaprijavljeni su markeri [73].

Općenito govoreći, flavonoidi pripadaju pHenolima. Budući da su naširoko istraženi, mogu se prikazati odvojeno od pHenola. Flavonoidi imaju opću strukturu 15-ugljikovog kostura povezujući dva benzenska prstena s heterocikličkim prstenom. Osnovna jezgra je 2-fenilkromon.flavonoidspojevi su obično slabo topljivi u okolnoj vodi i većini organskih otapala. Tablica 1 sažima SBWE flavonoida iz biljnog materijala.

Ko i suradnici istraživali su odnos između strukture flavonoida i SBWE. Otkrili su da se flavonoidi s OH bočnim lancem optimalno ekstrahiraju na nižim temperaturama od OCH i H bočnih lanaca. Optimalne temperature glikozidnih oblika niže su od temperatura manje polarnih aglikona [30]. Turner i sur. otkrili su da se različiti glikozidni spojevi mogu pretvoriti svojim odgovarajućim aglikonima u manje od 10 minuta vremena reakcije u vodi iz otpadaka luka [20]. Slične rezultate dobili su Nkurunziza i sur. [81] i Zhang et al. [83] koji su istraživali ekstrakciju četiri flavonoida iz okare, odnosno iz Puerariae lobata.

Anti-aging（,

Kliknite ovdje da saznate više

Objavljeni su razni radovi o učinkovitosti ekstrakcije i aktivnostima ekstrakcije ko Mparing SBWE s ekstrakcijom toplom vodom (HWE) [15], maceracijom [76] Soxhlet [50,81, ekstrakcijom potpomognutom ultrazvukom (UAE) [93,103], mikrovalnom potpomognuta ekstrakcija (MAE)[93,103] i refluksna ekstrakcija [83]. Svi su oni otkrili da je SBWE učinkovitiji ili barem ekvivalentan drugim metodama ekstrakcije ako se koristi samo jedno otapalo. Durovic i suradnici [103] odabrali su vodu kao odgovarajuće otapalo za daljnju ekstrakciju na temelju učinkovitosti ekstrakcije šest različitih otapala (voda, aceton, 96 postotni etanol, metilen klorid, n-heksan i etil acetat). SBWE ima najviši udio ukupnih polifenola (TP) i flavonoida te antioksidativno djelovanje. Potvrđeno je citotoksično djelovanje i antimikrobno djelovanje protiv Staphylococcus aureusa. Štoviše, Marin et al. [99] su usporedili moguće bolje prilagođavanje tekuće ekstrakcije pod tlakom za prenilflavonoide, a korištena su tri otapala (heksan, etanol i voda). Zaključili su da je tekuća ekstrakcija pod tlakom korištenjem etanola kao otapala nakon uporabe heksana bolja od korištenja samo vode za prenilflavonoide. Kada je korištena sekvencijalna ekstrakcija, gdje su otapala korištena prema rastućem polaritetu (prvo heksan, kasnijeetanol, i konačno voda), prinosi se nisu poboljšali. Različite metode ekstrakcije imaju značajan utjecaj na selektivnost ovih procesa.

Kao što je prikazano u tablici 1, učinak temperature i vremena ekstrakcije ima veći utjecaj na učinkovitost ekstrakcije od tlaka i omjera uzorka i tekućine za ekstrakciju. Optimalna temperatura i vrijeme ekstrakcije sažeti su na slici 6. Optimalna temperatura ekstrakcije flavonoida je između 150 i 200 stupnjeva, a raspon vremena ekstrakcije je između 10 i 50 minuta.

4.2.Polifenoli

Polifenoli, također poznati kao polihidroksifenoli, strukturna su klasa koja je uglavnom prirodna, jer sadrži više od jedne fenolne jedinice i lišena je funkcija koje se temelje na dušiku. Mnogo voća, povrća, bilja, lišća čaja, orašastih plodova i algi sadrže visoke razine pHenola koji se prirodno pojavljuju. Zabilježeno je da polifenoli mogu biti otporni na oksidaciju [31]. Kao što je prikazano u tablici 2, ekstrakcije odpolifenolimože se provesti korištenjem jedinog otapala kao što je voda, metanol, etanol ili mješavine otapala kao što je etanol-voda i metanol-voda-mravlja kiselina.

Većina eksperimenata je dokazala da je SBWE superioran u odnosu na maceraciju, Soxhlet i MAE [109,112,125], dok Vladic et al. zaključili su da su niže temperature SBWE pogodnije za valorizaciju kore nara, a MAE je učinkovitiji od SBWE za ekstrakciju pHenola iz kore nara uz dobivanje ekstrakta bez 5-hidroksimetilfurfurala [109].

Improve immunity

Cistanche može poboljšati imunitet

Procijanidini su klasa polifenola koji se nalaze u voću, povrću i žitaricama sa snažnim kemopreventivnim djelovanjem. Gao i sur. [119] uspješno su ekstrahirali procijanidine s subkritičnom vodom iz posija sirka, epikarpa sjemena lotosa, mahune sjemena lotosa i sjemena morskog trna. Rezultati su pokazali da ekstrakti SBWE imaju bolju redukcijsku moć, antioksidacijsku sposobnost i antiproliferativnu sposobnost na stanicama ljudskog hepatoma G2. Štoviše, utvrđeno je da su antioksidativna i antiproliferativna aktivnost u pozitivnoj korelaciji s koncentracijom polifenola. Osim toga, Gao et al. su pronašli sličan rezultat, budući da je antioksidans ekstrakata sjemenki krkavine u visokoj korelaciji sa sadržajem polifenola. Pokazali su da su vrijeme ekstrakcije i omjer vode i krutine bili glavni čimbenici koji su utjecali na prinos ekstrakcije polifenola i uklanjanje radikala 2,2'-azino-bis-3-etilbenztiazolin-6-sulfonske kiseline (ABTS) aktivnost ekstrakata, dok je temperatura izražena kao presudan faktor.

Kurkumin spada u polifenole te je nestabilan i slabo bioraspoloživ. Kiama-hallah i dr. [128] proučavali su neke parametre učinkovitosti ekstrakcije SBWE kurkumina. Optimalni uvjeti ekstrakcije su temperatura od 140 stupnjeva i tlak od 10 Mpa. Ostali radovi o SBWE kurkumina mogu se pronaći u literaturi [29,129-131].

Pinto i njegovi suradnici [110] procijenili su optimalne SBWE uvjete antioksidansa i polifenola iz ljuski kestena koristeći metodologiju površine odziva (RSM). RSM je odredio optimalne uvjete ekstrakcije na 220 stupnjeva/30 min. Na 150 stupnjeva, TP iantioksidansaktivnost je smanjena, što može biti uzrokovano razgradnjom tanina i stvaranjem drugih produkata reakcije. Osim toga, koncentracija ispod 0,1 ug/mL ekstrakata bila je sigurna. Ponovna uporaba ovog nusproizvoda kestenove ljuske korisna je za profitabilnost agroindustrije, te za ekološku i ekonomsku održivost. Optimalna temperatura ekstrakcije i vrijeme za SBWE polifenola prikazani su na slici 7. Može se vidjeti da je optimalna temperatura ekstrakcije je između 130 i 200 stupnjeva, a vrijeme je između 15 i 35 min.

4.3. Organske kiseline

Općenito, organske kiseline u prirodnim proizvodima široko su raspoređene u lišću, korijenju i plodovima biljaka. Sintetske organske kiseline putem kemijske sinteze, enzimske katalize i mikrobne fermentacije nisu razmatrane u ovom pregledu. Organske kiseline uglavnom su topive u vodi ili etanolu i pokazuju kisela svojstva, ali se teško otapaju u drugim organskim otapalima. Općenito se vjeruje da alifatske organske kiseline nemaju posebnu biološku aktivnost, ali neke prirodne organske kiseline kao što su limunska kiselina, jabučna kiselina, vinska kiselina, askorbinska kiselina itd. imaju antibakterijsko, protuupalno, hipoglikemijsko, antioksidativno i imunološko regulacijsko djelovanje. . Ovisno o organskoj kiselini u slobodnom stanju ili u obliku soli, ekstrakcijska otapala mogu biti voda, razrijeđena alkalna otopina, dietileter, petrol eter i cikloheksan, te druga lipofilna organska otapala. Sažetak nedavnih studija o SBWE organskih kiselina prikazan je u tablici 3.

Istraživana je upotreba SBWE za ekstrakciju galne kiseline, klorogenske kiseline, kafeinske kiseline, ferulinske kiseline, vanilije i kumarinske kiseline iz različitih matrica. Neizbježno, neke druge aktivne komponente kao što su pHenoli [23], flavonoidi [108] proteini [23] lipidi, peptidi, aminokiseline i drugi organski spojevi često su ekstrahirani. Švarc-Gajić i sur. [134] koristili su SBWE za ekstrakciju alkohola, organskih kiselina, šećera i drugih organskih spojeva iz stabljika slatke i višnje, nalazeći da su kemijski sastavi dvaju uzoraka slični. Harun i sur. [51] izvijestio je o ekstrakciji lipida s relativno visokim sadržajem eikozapentaenske kiseline iz Nannochloropsis gaditana, pronalazeći 237 stupnjeva i 14 minuta kao optimalne uvjete ekstrakcije.

immunity4

Chun i sur. [52] istraživali su snagu SBWE metode potpomognute ionskom tekućinom (L) u dobivanju različitih pHenolnih spojeva iz smeđe morske alge Saccharina japonica i pronašli IL 1-butil-3- na bazi imidazolija. metilimidazolij tetrafluoroborat djelovao je kao katalizator. U usporedbi sa SBWE, SBWE plus IL dali su progresivno poboljšanje u ekstrakciji pHenola. Na 175 stupnjeva, sadržaj galne, klorogenske, gentizinske, protokatehuinske, kavene i siringinske kiseline u produktima ekstrakcije bio je približno 1.18-,4.68-, 4.66-, 7 .67-,5.12- i 5.08-put više nego u SBWE. Međutim, p-hidroksibenzojeva kiselina imala je blagi nedostatak (0.85-put na 175 stupnjeva), a vanilin kiselina se lako razgradila u SBWE plus IL.

Raver i sur. [38] primijenili su SBWE za istovremeno uklanjanje uljnih ekstrakata i ekstrakata topivih u vodi. Optimalni prinos ekstrakcije ulja postignut je na 130 stupnjeva i masi/uzorku od 1:20 g/mL nakon 30 minuta. Došlo je do hidrolize antioksidansa vezanih na estere i glikozide, što je proizvelo ulje s mnogo većim antioksidativnim kapacitetom od ulja ekstrahiranog Soxhlet (n-heksanskom) metodom. Osim toga, Abdelmoez i suradnici [39]

također su usporedili učinkovitost vodenih ekstrakata i n-heksanskih ekstrakata iz sjemena pamuka. Optimalni uvjeti ekstrakcije ulja su 270 stupnjeva, 30 min, a veličina čestica je manja od 0,5 mm.

Optimalna temperatura i vrijeme ekstrakcije SBWE prikazani su na slici 8. Može se vidjeti da je optimalna temperatura ekstrakcije organskih kiselina uglavnom između 130 i 240 stupnjeva, a vrijeme je između 10 i 50 minuta.

4.4. Glikozidi

Glikozidi su spojevi u kojima su šećeri ili derivati šećera vezani na drugu vrstu nešećernih tvari (također se nazivaju aglikoni, ligandi ili supstituenti). Glikozidi su povezani O-N-, S- ili C-glikozidnom vezom između šećerne i nešećerne komponente, koje se široko nalaze u korijenu, stabljici, lišću, cvjetovima i plodovima biljaka. Većina glikozida su obojeni kristali i općenito malo gorki.

Dokazano je da glikozidi ekstrahirani pomoću SBWE imaju antioksidacijsku aktivnost i inhibitornu aktivnost tirozinaze, kao što je prikazano u tablici 4[36,144-152]. Gao i dr.[144] je izveo SBWE pHenolnih spojeva iz ostataka sjemenki nara na 80-280 stupnjeva C. Rezultati su pokazali da se TP povećao s porastom temperature ekstrakcije s 80 stupnjeva na 220 stupnjeva i smanjio s 220 stupnjeva na 280 stupnjeva. Na {{9 }} stupanj , kidanje veza dovelo je do povećanja TP, međutim, viša temperatura uzrokovala je degradaciju pHenola. Osim toga, oni su usporedili SBWE s ispiranjem i UAE koristeći vodu (sobna temperatura) i organska otapala, naime metanol, etanol i aceton. TP i antioksidativni kapaciteti SBWE (120 stupnjeva) nisu bili tako visoki kao organska otapala; međutim, s obzirom na vrijeme ekstrakcije (2 h za ispiranje naspram 30 min za SBWE) i toksičnost, subkritična voda je prihvatljivija. Meng i Cheng [149] proučavali su 13 pHenolnih spojeva i 20 anorganskih elemenata Erigeron breviscapus. Također su pronašli slične rezultate, budući da glikozidi nisu stabilni na visokoj temperaturi i s dugim vremenom ekstrakcije. Na primjer, skutelarein i apigenin su aglikoni odgovarajućeg skutelarina i apigenin 7-glukuronida, kada na visokoj temperaturi glikozidne veze postanu nestabilne i počnu se raspadati na njegov glikon i aglikon. Haznedaroglu i sur. [147] su optimizirali parametre kao što su temperatura, vrijeme ekstrakcije i brzina protoka. Utvrđeno je da su temperatura i vrijeme ekstrakcije najučinkovitiji parametri za TP i ukupne flavonoide, dok su vrijeme ekstrakcije i brzina protoka za sadržaj antocijana. Osim toga, temperatura i vrijeme bili su vodeći parametri za učinkovitost ekstrakata na inhibiciju tirozinaze.

Optimalna temperatura ekstrakcije i vrijeme za glikozide u SBWE prikazani su na slici 7. Optimalna temperatura ekstrakcije organskih kiselina je između 100 i 160 stupnjeva, a vrijeme je između 20 i 60 minuta.

4.5. Ugljikohidrati

Ugljikohidrati su vrlo čest pojam koji uključuje šećere, škrob i celulozu, koji su važna klasa organskih spojeva široko rasprostranjenih u prirodi. Saharidi se dijele u četiri skupine: monosaharidi, disaharidi, oligosaharidi i polisaharidi. Kao što je prikazano u tablici 5, ugljikohidrati ekstrahirani SBWE-om posjeduju antioksidanse [153], antimitotike [154] i inhibitorne učinke na rast [55].

Tradicionalna ekstrakcijska otapala često koriste alkalnu otopinu [154], kiselu otopinu [156] i vodu kao ekstrakcijska otapala [157]. Chun i dr.[154] izveli su SBWE iz Pseuder-anthem palatiferum Radlk i surađivali s konvencionalnom tehnikom pomoću 0.1 M natrijevog hidroksida. Konjugati dobiveni iz SBWE na 150 stupnja pokazali su bolju antikoagulantnu aktivnost od onih pronađenih na 200 stupnja i bili su usporedivi s onim kod konvencionalne tehnike. Villamiel i dr.[156] i Zhang et al. [159] koristili su otopinu limunske kiseline za podešavanje pH na 3,0, odnosno 5,0. Co U usporedbi s konvencionalnom ekstrakcijom limunskom kiselinom, SBWE može postići veći prinos pektina, veći sadržaj galakturonske kiseline i viši stupanj metil esterifikacije. Slično tome, Chun et al. [158] i Goosen et al. [169] izveli su SBWE i usporedili ga s konvencionalnom ekstrakcijom pomoću 0,05 M HCl. Svi su otkrili da je učinkovitost SBWE značajno veća u usporedbi s konvencionalnim metodama.

2 (1)

SBWE i druge tri inovativne tehnologije UAE, MAE i ekstrakcija superkritične tekućine (SFE) uspoređeni su ili spojeni. Duan i sur. [56] koristili su UAE za uspješnu ekstrakciju glavnog sastojka polisaharida iz Lentinus edodes. Box-Behnkenov dizajn (BBD) primijenjen je za optimizaciju uvjeta UAE uključujući temperaturu ekstrakcije, vrijeme ekstrakcije, omjer tekućine i krutine i ultrazvučnu snagu. Pokazalo se da uzorak UAE ima bolju antioksidacijsku aktivnost u usporedbi s drugim metodama ekstrakcije (SBWE, UAE). Morales i dr.[57] otkrili su da su UAE ili SBWE (200 stupnjeva, 11,7 Mpa) učinkovitiji za dobivanje frakcija obogaćenih glukanom iz shiitake gljiva. Otkrili su da je kombinacija ekstrakata UAE plus SBWE pokazala veće razine glukoze i niže ostatke manoze i galaktoze od ostalih ekstrakcija, što ukazuje na određenu specifičnost ekstrakcije prema -glukanima. Štoviše, ekstrakti dobiveni kombinacijom tehnologija djelomično su zadržali svoja imunomodulirajuća svojstva, ali su prema in vitro studijama pokazali visoku hipokolesterolemijsku aktivnost.

Sagittaria sagittifolia L. je zdrav izvor hrane i restorativno sredstvo za pomoćnu terapiju tuberkuloze, noćnog sljepila, pankreatitisa, dijabetesa, traheitisa i infekcija mokraćnog sustava. Ma i njegov tim [35] kontinuirano su radili na karakterizaciji, antioksidativnim i imunološkim aktivnostima SBWE ekstrakata iz S. sagittifolia L. Strukturne značajke ekstrakta razjašnjene su pomoću tekućinske kromatografije visoke učinkovitosti (HPLC), plinske kromatografije (GC) , pretražna elektronska mikroskopija (SEM), infracrvena spektroskopija (IR), mikroskopija atomske sile (AFM), zeta potencijal i metode Kongo crvene boje.

Ekstrahirani polisaharidi pokazali su jače antioksidativno djelovanje in vitro i snažnije imunomodulatorno djelovanje. Stoga, polisaharidi ekstrahirani iz S.sagittifolia L. sa SBWE imaju potencijal da se koriste kao imunoreaktivni agensi u medicini i funkcionalnoj hrani. Plaza i dr. pronašli su Maillardovu, karamelizaciju i njihovu oksidaciju te Folinovu reakciju iz uzoraka mikroalgi, makroalgi i ružmarina. Ovo je prvi put da je potvrđena neoformacija antioksidansa tijekom SWE ekstrakcije različitih prirodnih proizvoda [165]. Ponekad visoke radne temperature mogu generirati nove bioaktivne spojeve, a SBWE je vrlo obećavajuća tehnika za dobivanje bioaktivnih spojeva iz prirodnih proizvoda. Kao što je prikazano na slici 9, optimalna temperatura ekstrakcije organskih kiselina je između 120 i 180 stupnjeva, a vrijeme je između 10 i 40 minuta.