Yöntem makalesi

Poliol bazlı teknoloji kullanılarak kozmetik uygulamalar için fenolik bileşiklerin ve antioksidanların mikrodalga destekli ekstraksiyonu

DOI:

10.3791/67033

⸱

23 Ağustos 2024

 ,  ,  , 
1School of Cosmetic Science, Mae Fah Laung University, 2College of Public Health Sciences, Chulalongkorn University

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol, fenolik bileşiklerin ve doğal antioksidanların ekstrakte edilmesi için poliol bazlı mikrodalga destekli bir ekstraksiyon yönteminin kullanımını detaylandırır ve kullanıma hazır ekstraktların geliştirilmesine yönelik pratik ve çevresel olarak sürdürülebilir bir yaklaşımı temsil eder.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Poliollerin bitki materyallerinden biyoaktif bileşiklerin ekstrakte edilmesi için yeşil çözücüler olarak kullanılması, bitki biyoaktif kimyasalları ile güvenlikleri ve inert davranışları nedeniyle dikkat çekmiştir. Bu çalışma, poliol bazlı çözücülerle mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE) yöntemini kullanarak kahve gümüş derisinden fenolik bileşiklerin ve doğal antioksidanların sürdürülebilir ekstraksiyonunu araştırıyor: gliserin, propilen glikol (PG), bütilen glikol (BG), metilpropandiol (MPD), izopentildiol (IPD), pentilen glikol, 1,2-heksandiol ve heksilen glikol (HG). Konvansiyonel ve konvansiyonel olmayan solvent ekstraksiyonları üzerinde, MAE'nin biyoaktif bileşikleri üzerindeki etkilerine odaklanan, toplam fenolik içerik (TPC), toplam flavonoid içeriği (TFC) ve 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil radikal süpürücü deney (DPPH), 2,2'-azino-bis (-3-etilbenzotiazolin-6-sülfonik asit) radikal süpürücü deneyi (ABTS) ve demir indirgeyici antioksidan güç deneyi (FRAP) gibi antioksidan aktiviteler gibi parametreleri kapsayan karşılaştırmalı bir analiz yapıldı. En yüksek değerler sulu-1,2-heksandiol ekstraksiyonlu TPC (52.0 ± 3.0 mg GAE/g numune), sulu-1,2-heksandiol ekstraksiyonlu TFC (20.0 ± 1.7 mg QE/g numune), sulu-HG ekstraksiyonlu DPPH (13.6 ± 0.3 mg TE/g numune), sulu-pentilen glikol ekstraksiyonlu ABTS (8.2 ± 0.1 mg TE/g numune) ve sulu-HG ekstraksiyonlu FRAP (21.1 ± 1.3 mg Fe (II) E/g numune). Bu araştırma, doğal bitki bileşenleri aracılığıyla çevre dostu ekstraksiyon teknolojisini ilerletmeyü, kozmetikte potansiyel uygulamalarla zaman ve enerji tüketimini azaltırken tehlikeli kimyasal kullanımını en aza indirerek sürdürülebilirliği teşvik etmeyi amaçlamaktadır.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Günümüzde, güzellik endüstrisinde çevre bilincine yönelik küresel bir eğilim var ve bu da üreticilerin sürdürülebilir alternatifler kullanarak bitki bileşenlerini çıkarmak için yeşil teknolojiye odaklanmasına yol açıyor1. Tipik olarak, etanol, metanol ve heksan gibi geleneksel çözücüler, bitki fenolik bileşenlerini ve doğal antioksidanları çıkarmak için kullanılır2. Bununla birlikte, bitki özleri içindeki solvent kalıntılarının varlığı, insan sağlığı için potansiyel bir risk oluşturur ve özellikle kozmetikte amaçlanan uygulamalarıyla ilgili olarak cilt ve göz tahrişine3 neden olur. Sonuç olarak, zaman, enerji ve insan kaynaklarına önemli ölçüde yatırım gerektiren bir süreç olan bu tür solvent kalıntılarını ekstraktlardan çıkarmak zordur4. Son zamanlarda, aşırı ısıtılmış su, iyonik sıvılar, derin ötektik çözücüler ve biyo-türevli çözücüler, yeşil çözücü ekstraksiyonu için umut verici yaklaşımlar olarak ortaya çıkmıştır5. Bununla birlikte, kullanımları hala sulu bazlı işlemlerde ürün ayırma ile sınırlıdır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, kullanıma hazır ekstraktların geliştirilmesi uygulanabilir bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır6.

Polioller, iyi polariteleri ve ortamdan nem tutma yetenekleri nedeniyle kozmetik formülasyonlarda genellikle nemlendirici olarak kullanılır7. Ek olarak, bitki ekstraksiyonları için gliserin, propilen glikol, bütilen glikol, metilpropandiol, izopentildiol, pentilen glikol, 1,2-heksandiol ve heksilen glikol gibi polioller kullanılabilir. Bitki ekstraksiyonunda kullanım için toksik olmayan, biyolojik olarak parçalanabilir, çevre dostu, reaktif olmayan ve güvenli çözücüler olarak kabul edilirler8. Ek olarak, polioller, yüksek kaynama noktaları ve polariteleri9 nedeniyle mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE) sırasında üretilen ısıya dayanabilir. Bu polioller genellikle Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından güvenli (GRAS) kimyasallar olarak kabul edilir. Potansiyel olarak zararlı etkileri nedeniyle ekstrakttan titiz bir şekilde uzaklaştırılmasını gerektirebilen etanol veya metanol gibi geleneksel çözücülerin aksine, polioller, çözücü giderme işlemleriyle ilişkili enerji, zaman ve maliyetleri en aza indirme avantajını sunar10. Bu sadece ekstraksiyon işlemini kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda ekstraksiyon yönteminin genel verimliliğini ve sürdürülebilirliğini de artırır. Önceki araştırmalar, Camellia sinensis çiçekleri 10 ve kahve posası11'den biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonunda çözücü olarak propilen glikol ve bütilen glikol gibi polioller kullanmış ve bitki ekstraksiyon işleminde sürdürülebilir alternatif çözücüler olarak rolleri için önemli bir potansiyel ortaya koymuştur. Bu nedenle, bir poliol-su çözücü sisteminin sürekli geliştirilmesi ve optimizasyonu, yeşil kimya ve sürdürülebilir endüstriyel uygulamalarda önemli ilerlemeler için potansiyele sahiptir.

Genel olarak, bitkilerde bulunan biyoaktif bileşikler ikincil metabolitler olarak sentezlenir. Bu bileşikler üç ana gruba ayrılabilir: terpenler ve terpenoidler, alkaloidler ve fenolik bileşikler12. Bitkilerden spesifik biyoaktif bileşikleri izole etmek için farklı koşullar altında çeşitli ekstraksiyon yöntemleri kullanılır. Bitki materyallerinden elde edilen biyoaktif bileşikler, geleneksel veya geleneksel olmayan teknikler kullanılarak ekstrakte edilebilir. Geleneksel yöntemler arasında maserasyon, geri akış ekstraksiyonu ve hidro-damıtma bulunurken, geleneksel olmayan yöntemler ultrason destekli ekstraksiyon, enzim destekli ekstraksiyon, mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE), darbeli elektrik alan destekli ekstraksiyon, süperkritik sıvı ekstraksiyonu ve basınçlı sıvı ekstraksiyonundan oluşur13. Bu geleneksel olmayan yöntemler, daha güvenli çözücüler ve yardımcı maddeler kullanarak, enerji verimliliğini artırarak, biyoaktif bileşenlerin bozulmasını önleyerek ve çevre kirliliğini azaltarak güvenliği artırmak için tasarlanmıştır14.

Ayrıca MAE, bitkilerden biyoaktif bileşiklerin çıkarılması için gelişmiş yeşil teknolojiler arasındadır. Geleneksel ekstraksiyon prosedürleri, zamanla ısıya duyarlı biyoaktif bileşikleri bozabilecek önemli miktarda zaman, enerji ve yüksek sıcaklıklar gerektirir13. Geleneksel termal ekstraksiyonların aksine, MAE, numune içinde lokalize ısıtma üreterek, hücre yapılarını bozarak ve kütle transferini artırarak biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonunu kolaylaştırır, böylece bileşik ekstraksiyonunun verimliliğini artırır. Isı, bitki hücrelerinin içinden, bitki bileşenleri içindeki su molekülleri üzerinde çalışan mikrodalgalar aracılığıyla aktarılır13. Ayrıca MAE, aktif bileşiklerin ekstraksiyonunu ve ayrılmasını iyileştirmek, ürün verimini artırmak, ekstraksiyon verimliliğini artırmak, daha az kimyasal gerektirmek ve biyoaktif bileşiklerin yok edilmesini önlerken zamandan ve enerjiden tasarruf etmek için ilerlemiştir15.

Bu araştırma, çözücü olarak farklı poliol türleri kullanılarak mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE) yoluyla bitki fenolik bileşiklerinin ve doğal antioksidanların ekstraksiyonuna odaklanmaktadır. Poliol bazlı MAE ekstraktlarının toplam fenolik içeriği (TPC), toplam flavonoid içeriği (TFC) ve antioksidan aktiviteleri (DPPH, ABTS ve FRAP) belirlenir. Ek olarak, poliol bazlı MAE, su ve etanol gibi geleneksel çözücüler kullanılarak MAE ile karşılaştırılır. Bu araştırmanın, doğal bileşenler için çevresel açıdan sürdürülebilir ekstraksiyon teknolojisinin geliştirilmesine katkıda bulunması, tehlikeli kimyasallara olan bağımlılığı azaltarak, işlem sürelerini kısaltarak ve kozmetik endüstrisindeki potansiyel uygulamalar için hammadde üretiminde enerji tüketimini en aza indirerek sürdürülebilirliği teşvik etmesi bekleniyor.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmada kullanılan reaktiflerin ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Deney hazırlığı

  1. Bitki numunesi hazırlama
    1. Taze kahve gümüş derisini (Coffea arabica) toplayın ve 60 °C'de bir tepsi kurutucuda 72 saat11 kurutun.
    2. Kurutulmuş kahve gümüş derisini (CS) bir öğütücü kullanarak ince bir toz haline getirin ve daha fazla analiz için oda sıcaklığında saklayın11.
      NOT: Bu çalışmada, Tayland'ın Chiang Rai eyaleti, Baan Doi Chang, Mae Suai Bölgesi'nden taze CS (C. arabica) toplanmıştır. CS, kirazlar işlendikten sonra dış meyve katmanlarını çıkarmak için kurutulmuş kahve çekirdeklerinden parşömen tabakasını çıkaran kabuk soyma işlemi sırasında elde edilen bir yan üründür16.
  2. Kimyasal
    1. Deneydeki çözücüler dışında analitik sınıf kalitesinde kimyasal reaktifler kullanın.
      NOT: Deneyde kozmetik dereceli çözücüler kullanılmıştır.
    2. MAE ile CS ekstraksiyonu için çözücüleri (su, etanol, gliserin, propilen glikol, bütilen glikol, heksilen glikol, izopentildiol, 1-2 heksandiol, pentilen glikol ve metilpropandiol) kullanın.

2. Ekstraksiyon işlemi

  1. Numune ve solvent hazırlama
    1. MAE prosedürü için numuneyi ve çözücüleri, bazı değişikliklerle daha önce bildirilen protokol9'a göre hazırlayın.
    2. Her bir çözücünün 60 mL'sini damıtılmış suyla seyrelterek ve üçlü ekstraksiyonlar için hacmi 100 mL'ye ayarlayarak her bir çözücüyü% 60 konsantrasyonda hazırlayın.
      NOT: Su ekstraksiyonu için %100 damıtılmış su kullanın.
    3. 0.67 g CS tartın ve MAE için bir reaksiyon kabında (Şekil 1A) 1:30 oranında her bir ekstraksiyon çözücüsünün 20 mL ile karıştırın.
      NOT: Her kap için maksimum katı-sıvı miktarı 2 g numune ve 20 mL çözücüdür.
    4. Numune içinde ısı ve çözücünün eşit dağılımını sağlamak, ekstraksiyon işleminin verimliliğini artırmak ve daha iyi ekstraksiyon verimini teşvik etmek için her kaba manyetik bir karıştırma çubuğu ekleyin.
      NOT: Ekstraksiyon işlemine polar olmayan çözücüler uygulanırsa, mikrodalga sistemi aracılığıyla etkili ısıtma sağlamak için manyetik karıştırma çubukları yerine Teflon karıştırma çubukları kullanılabilir.
    5. Her kabı özel bir aletle sıkıca kapatın (Şekil 2) ve tüm kapları MAE odasına yerleştirin (Şekil 1B).
  2. Mikrodalga destekli ekstraksiyon aletinin ve prosedürünün kurulması
    1. Ekstraksiyon prosedürünü bazı değişikliklerle referans protokolüne göregerçekleştirin 9.
    2. Üst çubuktaki araç kutusu simgesine tıklayarak ve aksesuar bölümünde SK eT rotorunu seçerek yöntemi ayarlamak için monitör ekranını açın (Şekil 3A,B).
    3. Karıştırıcı bölümüne tıklayıp %20 yazarak karıştırma çubuklarının karıştırma hızını seçin (Şekil 4A).
      NOT: Karıştırma hızı %0 ile %100 arasında seçilebilir.
    4. Kapı kilidi sektörüne tıklayın ve 80 °C'yi aşan sıcaklıklarda devreye girecek şekilde ayarlayın (Şekil 4B).
      NOT: Bu ayar, iç sıcaklık 80 °C'yi aştığında hazne kapısının otomatik olarak kapanmasını sağlar.
    5. Üst çubuktaki tablo simgesine tıklayın (Şekil 5A) ve sıcaklık gradyanını (T1) 10 dakikalık bir ekstraksiyon süresine, mikrodalga gücünü 1800 W'a ve sıcaklığı 120 °C'ye ayarlayın.
    6. Yeşil ışık görünene kadar karıştırıcı düğmesine tıklayarak karıştırıcıyı etkinleştirin.
    7. Üfleyici fan hızını seviye 3'e (maksimum) ayarlayın (Şekil 5B).
    8. Ekstraksiyon süresini korumak için, ekstraksiyon süresini 2 dakikaya, mikrodalga gücünü 15 W'a ve sıcaklığı 1800 °C'ye ayarlayarak istenen ekstraksiyon sıcaklığını (T120) seçin.
    9. Karıştırıcı ve fan hızını bölüm 2.2.6 ve 2.2.7'de belirtildiği gibi ayarlayın (Şekil 5A,B).
      NOT: Maksimum sıcaklık ve mikrodalga gücü 260 °C ve 1800 W'tır.
    10. Ekranın sol alt köşesindeki soğutma düğmesine tıklayarak ve 10 dakikalık süreyi seçerek soğutma süresini ayarlayın (Şekil 6).
    11. Ekranın sağ üst köşesindeki kaydet simgesine tıklayarak yöntemi kaydedin (Şekil 7A).
    12. Yöntem koşullarını kaydettikten sonra, sağ alt köşedeki oynat düğmesi ile ekstraksiyon koşulları grafiğinin ekranda görüntüleneceğinden emin olun (Şekil 7B).
    13. Kullanılan kap sayısını seçerek ekstraksiyon işlemine başlayın (Şekil 7C).
      NOT: Bir ekstraksiyonda en fazla 15 kap kullanılabilir ve istenen sayıda kap kullanılıyorsa, kapların hazneye dengeli bir şekilde yerleştirilmesini sağlayın.
    14. Ekstraksiyondan sonra, ekstraktları soğutmalı bir santrifüj makinesi kullanarak 4 °C, 9072 x g'de 15 dakika santrifüjleyin.
    15. Süpernatanı 10 mL'lik bir cam pipetle toplayın (Şekil 8) ve daha fazla çalışma için dondurucuda -20 °C'de saklayın.
      NOT: Bitki kalıntısının partikül boyutuna ve yoğunluğuna bağlı olarak, ekstraktlar daha uzun santrifüjleme süreleri (20-30 dakika) gerektirecektir.

3. Fenolik bileşiklerin tayini

  1. Toplam fenolik madde tayini
    1. Bazı modifikasyonlarla protokole atıfta bulunarak CS ekstraktlarının toplam fenolik içeriğini belirleyin17.
    2. Damıtılmış su ile seyrelterek numunelerin 10 kat seyreltilmesini hazırlayın.
    3. Seyreltilmiş numunenin 10 μL'sini 20 μL seyreltilmemiş Folin-Ciocalteu reaktifi ile karıştırın ve 3 dakika reaksiyona girmelerine izin verin.
    4. Daha sonra, 96 oyuklu bir plakanın her bir oyuğundaki karışıma 100 μL% 7.5 Na2CO3 çözeltisi ekleyin.
    5. Damıtılmış su ile seyrelterek gallik asit standart konsantrasyon aralığı için farklı konsantrasyonlar hazırlayın (lütfen Tablo 1 ve Tablo 2'ye bakınız).
    6. Bunları 20 μL Folin-Ciocalteu reaktifi ile karıştırın ve 3 dakika reaksiyona girmelerine izin verin.
    7. Daha sonra, 96 oyuklu bir plakanın her bir oyuğundaki karışıma 100 μL% 7.5 Na2CO3 çözeltisi ekleyin.
    8. Reaksiyonu karanlıkta oda sıcaklığında 30 dakika inkübe edin.
    9. Bir mikroplaka okuyucu kullanarak reaksiyon çözeltisinin absorpsiyonunu 765 nm'de ölçün (Şekil 9A).
    10. Standart konsantrasyonlarını ve 765 nm'de absorbansı kullanarak standart kalibrasyon eğrisini çizin (Şekil 10A).
    11. Sonuçları, numunenin g'ı başına mg gallik asit eşdeğeri (GAE) olarak ifade edin ve aşağıdaki denklem18'i kullanarak hesaplayın:
      NOT: g numune başına mg gallik asit eşdeğeri (GAE) = [((A765 - c) / m)) μg gallik asit eşdeğeri cinsinden × Reaksiyon kuyusundaki toplam hacim (mL) x Seyreltme × kuru numunenin ağırlığı (1 g) x Elde edilen ekstrakt hacmi (mL)] / [(Her bir oyuğa eklenen numune hacmi (mL) x Kuru numunenin gerçek ağırlığı (g) μg'den mg'a (1000) × dönüştürme faktörü
      burada, c = y-kesişim noktası, m = eğim
  2. Toplam flavonoid içeriğinin belirlenmesi
    1. CS ekstraktının toplam flavonoid içeriğini, bazı modifikasyonlarlaprotokole göre belirleyin 17.
    2. Damıtılmış su ile seyrelterek numunelerin 5 kat seyreltilmesini hazırlayın.
    3. Seyreltilmiş numunenin 50 μL'sini 15 μL% 5NaNO2'ye ekleyin ve karanlıkta 5 dakika inkübe edin.
    4. Reaksiyonla 15 μL% 10 AlCl3 çözeltisini karıştırın ve 6 dakika oda sıcaklığında tutun.
    5. Daha sonra, reaksiyona 100 μL 1 M NaOH çözeltisi ekleyin ve 10 dakika daha inkübe edin.
    6. Karışımın emilimini 510 nm'de ölçün (Şekil 9B).
    7. 15 μL% 5NaNO2'ye ekleyerek ve karanlıkta 5 dakika inkübe ederek farklı konsantrasyonlarda quercetin standart aralığı hazırlayın (lütfen Tablo 3 ve 4'e bakınız).
    8. 15 μL% 10 AlCl3 çözeltisini reaksiyonla karıştırın ve oda sıcaklığında 6 dakika tutun.
    9. Reaksiyona 100 μL 1 M NaOH çözeltisi ekleyin ve 10 dakika daha inkübe edin.
    10. 510 nm'de standardın absorbansını belirleyin (Şekil 9B).
    11. Standardın konsantrasyonlarını ve 510 nm'de absorbansı kullanarak standart kalibrasyon eğrisini çizin (Şekil 10B).
    12. Sonuçları, denklem19 ile hesaplanan numunenin g'ı başına mg quercetin eşdeğeri (QE) olarak ifade edin:
      NOT: g numune başına mg quercetin eşdeğeri (QE) = [((A510 - c) / m)) μg quercetin eşdeğeri × Reaksiyon kuyusundaki toplam hacim (mL) x Seyreltme × kuru numunenin ağırlığı (1 g) x Elde edilen ekstrakt hacmi (mL)] / [(Her bir oyuğa eklenen numune hacmi (mL) x Kuru numunenin gerçek ağırlığı (g) μg'den mg'a (1000) × dönüştürme faktörü
      burada, c = y-kesişim noktası, m = eğim

4. Antioksidan aktivitelerin belirlenmesi

  1. 1,1-Difenil-2-Pikril-Hidrazil (DPPH) radikal süpürücü deneyi
    1. CS ekstraktının DPPH radikal süpürme aktivitesini bazı modifikasyonlarlaprotokole göre belirleyin 17.
    2. Numuneleri damıtılmış suyla seyrelterek 10 kat seyreltme hazırlayın.
    3. Seyreltilmiş numunelerin 20 μL'sini 135 μL 0.1 mM DPPH çözeltisi ile karıştırın.
    4. 135 μL 0.1 mM DPPH çözeltisi ile karıştırarak Trolox standart konsantrasyon aralığının farklı konsantrasyonlarını hazırlayın (lütfen Tablo 5 ve 6'ya bakınız).
    5. Karışımı karanlıkta oda sıcaklığında 30 dakika inkübe edin.
    6. Elde edilen maddenin absorbansını 517 nm'de ölçün (Şekil 9C).
    7. Standart konsantrasyonları ve % inhibisyon konsantrasyonlarını kullanarak standart kalibrasyon eğrisini çizin (Şekil 10C).
    8. DPPH testinin % inhibisyonunu aşağıdaki gibi hesaplayın:
      % İnhibisyon = [(kontrolün absorbansı - numunenin absorbansı)/ kontrolün absorbansı] × 100
    9. Sonuçları, aşağıdaki denklem20 ile hesaplanan, numunenin g'si başına Trolox eşdeğer antioksidan kapasitesinin mg'ı olarak ifade edin:
      NOT: g numune başına mg Trolox eşdeğeri (TE) = [((% inhibisyon-c) / m) μg cinsinden Trolox eşdeğeri × Reaksiyon kuyusundaki toplam hacim (mL) x Seyreltme × kuru numunenin ağırlığı (1 g) x Elde edilen ekstrakt hacmi (mL)] / [(Her bir oyuğa eklenen numune hacmi (mL) x Kuru numunenin gerçek ağırlığı (g) μg'den mg'a (1000) × dönüştürme faktörü
      burada, c = y-kesişim noktası, m = eğim
  2. 2,2" -Azino-Bis-3-Etilbenztiyazolin-6-Sülfonik asit (ABTS) radikal süpürücü deneyi
    1. Bazı modifikasyonlarla referanstaki protokolü kullanarak CS ekstraktının ABTS radikal süpürme aktivitesini belirleyin17.
    2. 7 mM ABTS ve 2.45 mM potasyum persülfatı (1:2) karıştırarak ABTS·+ stok çözeltisini hazırlayın ve karanlıkta oda sıcaklığında 16 saat inkübe edin.
    3. 5 mL ABTS·+ stok çözeltisini 100 mL deiyonize su ile karıştırarak çalışma çözeltisini hazırlayın.
    4. 160 μL ABTS·+ çalışma solüsyonunu 10 μL 10 kat seyreltilmiş numune veya Trolox standardı ile farklı konsantrasyonlarda karıştırın (bkz. Tablo 7 ve Tablo 8).
    5. Reaksiyonu karanlıkta oda sıcaklığında 30 dakika inkübe edin.
    6. Karışımın 734 nm'de absorbansını belirleyin (Şekil 9D).
    7. Standart konsantrasyonları ve % inhibisyon konsantrasyonlarını kullanarak standart kalibrasyon eğrisini çizin (Şekil 10D).
    8. Aşağıdaki formülü kullanarak ABTS testinin % inhibisyonunu hesaplayın:
      % İnhibisyon = [(kontrolün emilimi - numunenin emilimi) / kontrolün emilimi] × 100.
      1. Sonuçları, aşağıdaki denklem21 kullanılarak hesaplanan, numunenin g'ı başına Trolox eşdeğer antioksidan kapasitesinin mg'ı olarak ifade edin:
        NOT: g numune başına mg troloks eşdeğeri (TE) = [((% inhibisyon - c) / m)) μg cinsinden Trolox eşdeğeri × Reaksiyon kuyusundaki toplam hacim (mL) x Seyreltme × kuru numunenin ağırlığı (1 g) x Elde edilen ekstrakt hacmi (mL)] / [(Her bir oyuka eklenen numune hacmi (mL) x Kuru numunenin gerçek ağırlığı (g) μg'den mg'a (1000) × dönüştürme faktörü
        burada, c = y-kesişim noktası, m = eğim
  3. Ferrik İndirgeyici Antioksidan Güç Testi (FRAP)
    1. CS ekstraktının ferrik indirgeyici antioksidan aktivitesini bazı modifikasyonlarla protokole göre belirleyin17.
    2. FRAP reaktifini, 40 mM HCl içinde 10 mM TPTZ çözeltisi ve 10:1:1 oranında 20 mM FeCl3.6H 2O çözeltisinin bir karışımı olan pH 3.6'da 30 mM asetat tamponu kullanarak hazırlayın.
    3. FRAP reaktifini gerekene kadar kehribar rengi bir şişeye koyun.
      NOT: FRAP reaktifinin kahverengi olduğundan emin olun. Metal iyonları veya diğer reaktif bileşiklerle kirlenirse, reaktif mora döner ve atılmalıdır. Sadece taze hazırlanmış reaktifleri kullanın.
    4. Numuneleri damıtılmış su ile seyrelterek 5 kat seyreltme hazırlayın.
    5. FRAP çözeltisinin 180 μL'sine farklı standart konsantrasyonlarda (Tablo 9 ve Tablo 10) seyreltilmiş numuneden 10 μL veya 20 μL FeSO4.7H2O ekleyin.
    6. Reaksiyonu oda sıcaklığında 4 dakika inkübe edin.
    7. Karışımın emilimini 593 nm'de değerlendirin (Şekil 9E).
    8. Standardın konsantrasyonlarını ve 593 nm'de absorbansı kullanarak standart kalibrasyon eğrisini çizin (Şekil 10E).
    9. Sonuçları, aşağıdaki denklem21 kullanılarak hesaplanan, numunenin g'ı başına mg FeSO4 olarak ifade edin:
      NOT: g numune başına mg FeSO4 eşdeğeri (Fe (II) E) = [((A593 - c) / m)) μg FeSO4 eşdeğeri × Reaksiyon kuyusundaki toplam hacim (mL) x Seyreltme × kuru numunenin ağırlığı (1 g) x Elde edilen ekstrakt hacmi (mL)] / [(Her bir oyuka eklenen numune hacmi (mL) x Kuru numunenin gerçek ağırlığı (g) μg'den mg'a (1000) × dönüştürme faktörü]
      burada, c = y-kesişim noktası, m = eğim
  4. Her numunenin tüm tahlillerini (TPC, TFC, DPPH, ABTS ve FRAP) üç nüsha halinde gerçekleştirin. Bu çalışmada, etanolün arka plan emilimini ele almak için boşluk görevi gördüğü DPPH hariç, çoğu tahlil için boş olarak su kullanılmıştır.

5. İstatistiksel analiz

  1. Deneysel verilerin istatistiksel analizini yapmak için SPSS yazılımını kullanın.
  2. Shapiro-Wilk testini kullanarak normallik testini yapın.
  3. Poliol bazlı MAE CS ekstraktının ve geleneksel solvent bazlı MAE CS ekstraktlarının biyoaktif maddelerini ve antioksidan aktivitelerini Duncan'ın çoklu aralık testleri ile tek yönlü ANOVA kullanarak karşılaştırın.
  4. Tüm verileri ortalama ± SD (n = 3) olarak ifade edin ve anlamlılık düzeyini p < 0.05 olarak tanımlayın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Poliol çözücülerin ve konvansiyonel çözücülerin toplam fenolik içerik, toplam flavonoid içerik, DPPH, FRAP ve ABTS antioksidan deneyleri üzerine etkisi
Bitkilerden biyoaktif maddelerin ekstraksiyon verimliliğini artırmak için çözücü polaritesi, hedeflenen aktif moleküllerinkiyle uyumlu olmalıdır22. Deneyler, MAE kahve gümüş derisi ekstraktının biyoaktif bileşikleri ve antioksidan aktiviteleri üzerindeki etkilerini değerlendirmek için çeşitli çözücüler (su, etanol, gliserin, propilen glikol, bütilen glikol, metilpropandiol, izopentildiol, pentilen glikol, 1,2-heksandiol ve heksilen glikol) kullanılarak yapılmıştır.

Poliollerin, solventlerin ve konvansiyonel solventlerin toplam fenolik içeriğe etkisi
Farklı çözücülerle yapılan her ekstraksiyonun toplam fenolik içeriği analiz edildi. En yüksek fenolik içerik sulu-1,2-heksandiollü numunelerde (52.0 ± 3.0 mg GAE/g numune) elde edilirken, en düşük TPC su ekstraksiyonlu numunelerde (31.4 ± 4.3 mg GAE/g numune) ortaya çıktı ve bu değerler diğer tüm koşullardan önemli ölçüde farklıydı. Sulu-pentilen glikollü numuneler, ikinci en yüksek TPC değerini verdi, bunu sulu-bütilen glikol, metilpropandiol ve diğer çözücü sistemleri içeren numuneler izledi (Şekil 11A). Konvansiyonel çözücülerle (su ve sulu etanol sistemi) numuneler ile poliol bazlı çözücülerle numuneler karşılaştırıldığında, TPC değerlerinde önemli farklılıklar gözlenebilir (p < 0.05).

Poliollerin, çözücülerin ve konvansiyonel çözücülerin toplam flavonoid içeriği üzerine etkisi
Farklı çözücülerle yapılan her ekstraksiyonun toplam flavonoid içeriği analiz edildi. En yüksek flavonoid içeriği, sulu-1,2-heksandiol (20.0 ± 1.7 mg QE/g numune) içeren numunelerde elde edildi ve diğer tüm ekstraktlardan önemli bir fark gösterdi. Sulu-izopentydiollü numuneler, sulu-metil propandiol ve sulu-etanol ekstraktlarından önemli ölçüde farklı olmayan en düşük TFC değerini (8.8 ± 0.7 mg QE/g numune) ortaya çıkardı. Ayrıca, ikinci en yüksek TFC değeri sulu-pentilen glikol ile numunede bulundu, bunu sulu-heksilen glikol, sulu-propilen glikol, sulu-bütilen glikol ve sulu-gliserin izledi (Şekil 11B).

Poliollerin, solventlerin ve konvansiyonel solventlerin antioksidan deneyler üzerine etkisi
Polioller ve konvansiyonel çözücüler ile ekstraktların antioksidan aktiviteleri DPPH, ABTS ve FRAP testleri kullanılarak değerlendirildi. DPPH testi için en yüksek değer sulu-heksilen glikollü numunelerde (13.6 ± 0.3 mg TE / g numune) ve en düşük sulu etanollü numunelerde (4.5 ± 0.2 mg GAE / g numune) ölçüldü ve bu değerler diğer ekstraktlardan önemli ölçüde farklıydı (p < 0.05). İkinci en yüksek DPPH değerleri, sulu-1,2-heksandiol, ardından sulu-pentilen glikol, sulu-metil propandiol ve diğer çözücü sistemleri olan numunelerde gözlenmiştir (Şekil 11C).

En yüksek ABTS değeri sulu-pentilen glikollü numunelerde (8.2 ± 0.1 mg TE/g numune) ve en düşük su içeren numunelerde (5.6 ± 0.04 mg GAE/g numune) ölçüldü ve bu değerler diğer ekstraktlardan önemli ölçüde farklıydı (p < 0.05). İkinci en yüksek ABTS değerleri sulu-bütilen glikol ve sulu-1,2-heksandiolde tespit edildi, bunu sulu-gliserin, sulu-metil propandiol ve diğer çözücü sistemleri ile numuneler izledi (Şekil 11D).

En yüksek FRAP değerleri, sulu-heksilen glikollü numunelerde (21.1 ± 1.3 mg Fe (II) E/g numunesi) ve en düşük su ekstraksiyonunda (11.5 ± 0.2 Fe (II) E/g numune) gözlenmiştir, bu değerler kalan çözücüler için önemli ölçüde farklıdır (p < 0.05). Ayrıca, ikinci en yüksek FRAP değerleri sulu-pentilen glikollü numunelerde, ardından sulu-bütilen glikol, sulu-gliserin ve diğer çözücü sistemleri ile bulunmuştur (Şekil 11E).

Numunelerin antioksidan aktiviteleri geleneksel çözücülerle (su ve sulu etanol) karşılaştırıldığında, poliol içerenler tüm antioksidan testlerinde (DPPH, ABTS ve FRAP) önemli ölçüde daha yüksek antioksidan aktiviteler sergilemiştir (p < 0.05).

figure-results-1
Şekil 1: Deney kaplarında ve MAE odasında reaksiyon. (A) Ekstraksiyondan önce bir Teflon kabın beyaz ara katman kabına numune ve çözücü eklenir. (B) Ekstraksiyona başlamadan önce her kap mikrodalga odasının içine yerleştirilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-2
Şekil 2: Reaksiyon kaplarını kapatmak için özel aletler. Numune ve çözücü Teflon kaba eklendikten sonra, kapaklar kabın üst kısmına uygulanır, kap tutucusuna yerleştirilir ve aletler kullanılarak sıkıca sabitlenir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 3: Ekstraksiyon metodu. (A) Ekstraksiyon metodu, metodu bölümüne girilerek oluşturulmuştur. (B) SK eT aksesuarı, MAE işlemi için uygulanır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-4
Şekil 4: Karıştırma hızı ve kapı kilidi işlevi ayarı. (A) Her bir kabın içindeki manyetik karıştırma çubukları, karıştırma hızı seçilerek etkinleştirilebilir. (B) Kapı kilidi işlevi, sıcaklığı sınırlayarak ekstraksiyondan sonra haznenin açılmasına izin verir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-5
Şekil 5: Ekstraksiyon koşullarının ayarlanması. (A) Tablo simgesine girilmesi ve zaman, sıcaklık ve mikrodalga gücü gibi ekstraksiyon koşullarının ayarlanması. (B) Karıştırıcı düğmesinin açılması ve üfleyici hızının seçilmesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-6
Şekil 6: Soğutma süresinin ayarlanması. MAE odasındaki iç sıcaklığı azaltmak için soğutma süresinin uygulanması. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-7
Şekil 7: Ekstraksiyon işleminin başlatılması. (A) Ekstraksiyon için oluşturulan metodun kaydedilmesi. (B) Çıkarma işlemini başlatmak için oynat simgesine tıklayın. (C) Ekstraksiyona başlamak için gemi sayısını seçmek. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-8
Şekil 8: MAE kullanılarak ekstraksiyondan sonraki son ekstraktın resmi. Santrifüjlemeden sonra süpernatantın elde edilmesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-9
Şekil 9: Ekstraktların TPC, TFC, DPPH süpürme aktivitesini, ABTS süpürme aktivitesini ve FRAP tahlilini belirlemek için 96 kuyucuk plakası. (A) 2.5-75 μg/mL konsantrasyondan gallik asit standart plakası ve numune ekstraktları için TPC'nin belirlenmesi. (B) 2.5-50 μg/mL konsantrasyonlarından quercetin standart plakası için TFC'nin belirlenmesi ve numune ekstraktlarını ölçmek için TFC testi. (C) 0.25-12.5 μg/mL konsantrasyonlarından Trolox standart plakası için DPPH süpürme aktivitesinin ve numune ekstraktlarının DPPH süpürme aktivitesi tespit plakasının belirlenmesi. (D) 0.25-5 μg/mL konsantrasyonlarından Trolox standart plakası için ABTS süpürme aktivitesinin ve numune ekstraktlarının ABTS süpürme aktivitesi tespit plakasının belirlenmesi. (E) 0.25-10 μg/mL konsantrasyonlardan FeSO4 standart plakası için FRAP testinin ve numune ekstraktlarının FRAP testi tespit plakasının belirlenmesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-10
Şekil 10: TPC, TFC, DPPH süpürme aktivitesi, ABTS süpürme aktivitesi ve FRAP tahlili için standart kalibrasyon eğrileri. (A) Gallik asit standardının konsantrasyonları ve A765'teki absorbans ile çizilen TPC'yi belirlemek için standart eğri. (B) Quercetin standardının konsantrasyonları ve A510'daki absorbans ile çizilen TFC'yi belirlemek için standart eğri. (C) Trolox standardının konsantrasyonları ve% inhibisyon ile çizilen DPPH süpürme aktivitesini belirlemek için standart eğri. (D) Trolox standardının konsantrasyonları ve % inhibisyonu ile çizilen ABTS süpürücü aktivitesini belirlemek için standart eğri. (E) FRAP testini ölçmek için demir sülfat standardının konsantrasyonları ve A593'teki absorbans ile çizilen standart eğri. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-11
Şekil 11: Solvent tiplerinin kahve gümüş derisinin MAE'sinde TPC, TFC, DPPH süpürme aktivitesi, ABTS süpürme aktivitesi ve FRAP tahlili üzerindeki etkisi. (A) Çözücü türlerinin toplam fenolik içerik üzerindeki etkisi. (B) Çözücü tiplerinin toplam flavonoid içeriği üzerindeki etkisi. (C) Solvent türlerinin DPPH süpürme aktivitesi üzerindeki etkisi. (D) Solvent tiplerinin ABTS süpürücü aktivitesi üzerindeki etkisi. (E) Çözücü tiplerinin FRAP testi üzerindeki etkisi. Değerler Ortalama ± SD (n = 3) olarak gösterilir. Farklı üst simge harflerine sahip değerler istatistiksel olarak anlamlı bir fark ifade eder (p < 0.05). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Gallik asit standart eğrisi hazırlama. 96 oyuklu plakada 2,5-75 μg/mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. B = boş, 1-7 = 96 oyuklu plakadaki kuyu sayısı. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 2: Gallik asit standartlarının nihai konsantrasyon hesaplaması. 2.5-75 μg/mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. Gallik asidin nihai konsantrasyonları (μg/mL) buna göre hesaplanır. Nihai konsantrasyon (μg/mL) = (Başlangıç konsantrasyonu (mg/mL) × Başlangıç hacmi (μL) / son hacim (μL)) × (1000 μg/1 mg). Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 3: Quercetin standart eğrisi hazırlığı. 96 oyuklu plakada 2,5-50 μg/mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. B = boş, 1-7 = 96 oyuklu plakadaki kuyu sayısı. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 4: Quercetin standartları için nihai konsantrasyon hesaplama tablosu. 2.5-50 μg/mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. Quercetin'in nihai konsantrasyonları (μg/mL) buna göre hesaplanır. Son konsantrasyon (μg/mL) = (Başlangıç konsantrasyonu (mg/mL) × Başlangıç hacmi (μL) / son hacim (μL)) × (1000 μg/1 mg). Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 5: 0.25-12.5 μg/mL konsantrasyon aralığında trolox standart eğrisi hazırlığı. 96 oyuklu plakada 0.25-12.5 μg/mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. B = boş, C = kontrol, 1-7 = 96 oyuklu plakadaki kuyu sayısı. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 6: DPPH testi için Trolox standartlarının nihai konsantrasyon hesaplaması. Trolox'un nihai konsantrasyonları (μg / mL) dahil olmak üzere 0.25-12.5 μg / mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. Son konsantrasyon (μg/mL) = (Başlangıç konsantrasyonu (mg/mL) × Başlangıç hacmi (μL) / son hacim (μL)) × (1000 μg/1 mg). Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 7: 0.25-5 μg/mL konsantrasyon aralığında trolox standart eğrisi hazırlığı. 96 oyuklu plakada 0,25-5 μg/mL stok standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. B = boş, C = kontrol, 1-7 = 96 oyuklu plakadaki kuyu sayısı. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 8: ABTS testi için Trolox standartlarının nihai konsantrasyon hesaplaması. Trolox'un nihai konsantrasyonları (μg/mL) dahil olmak üzere 0.25-5 μg/mL'lik standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. Son konsantrasyon (μg/mL) = (Başlangıç konsantrasyonu (mg/mL) × Başlangıç hacmi (μL) / son hacim (μL)) × (1000 μg/1 mg). Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 9: FeSO4 standartları için nihai konsantrasyon hesaplama tablosu. FeS04'ün nihai konsantrasyonları (μg/mL) dahil olmak üzere 2.5-100 μg/mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. Son konsantrasyon (μg/mL) = (Başlangıç konsantrasyonu (mg/mL) × Başlangıç hacmi (μL) / son hacim (μL)) × (1000 μg/1 mg). Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 10: FeSO4 standart eğri hazırlığı. 96 oyuklu plakada 0.25-10 μg/mL standart konsantrasyon aralığının hazırlanması. B = boş. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

MAE'nin başarılı bir şekilde uygulanmasında, bitki bileşenlerinin fitokimyasal içeriği, ekstraksiyon süresi, sıcaklık, mikrodalga gücü, katı-sıvı oranı ve çözücü konsantrasyonu13 gibi çeşitli faktörler çok önemli bir rol oynamaktadır. Bitkiler tipik olarak değişen fitokimyasal profiller sergiler; Bu nedenle, antioksidanlar ve fenolik bileşikler açısından zengin doğal bitkilerin seçimi esastır23. Ayrıca, farklı biyoaktif bileşenler, kullanılan çözücüye bağlı olarak çeşitli polariteler gösterir. Benzer şekilde, çözücüler farklı polariteler sergiler. Çözücülerin polaritesinin, hammaddelerden biyoaktif bileşik ekstraksiyonunun etkinliğini belirlemede çok önemli bir rol oynadığı göz önüne alındığında, çözücünün polaritesinin hedeflenen biyoaktif moleküllerin24 polaritesiyle uyumlu olması zorunludur.

Bu çalışmada, MAE kullanılarak kahve gümüş derisinden polifenolleri ve antioksidanları çıkarmak için çeşitli polioller kullanıldı. Polifenoller ağırlıklı olarak polardır ve yüksek polariteye sahip çözücüler tipik olarak fenolik bileşiklerin25 verimini arttırır. Su ve etanol içeren numunelerle karşılaştırıldığında, farklı polioller kullananlar, TPC, TFC ve DPPH, ABTS ve FRAP gibi antioksidan tahliller dahil olmak üzere ölçülen tüm yanıtlarda daha yüksek verimlilik gösterdi. Önceki çalışmalar, sulu-poliol karışımlarının, sulu-etanol karışımlarına kıyasla biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyon verimini artırabileceğine dair bulguları desteklemektedir 9,10,11. Farklı poliolleri karşılaştırırken, belirli bir sulu-poliol sistemine sahip numuneler en yüksek değeri veremedi. Bununla birlikte, sulu 1,2-heksandiol içeren numunelerin TPC ve TFC tahlillerinde en yüksek değerleri verdiğini belirtmek ilginçtir. Bu arada, sulu-heksilen glikole sahip olanlar, DPPH ve FRAP deneylerinde en yüksek değerleri verdi ve sulu-pentilen glikol özütü, ABTS testinde en yüksek değerleri sergiledi. Sulu poliol sistemleri içinde TPC, TFC, DPPH, ABTS ve FRAP gibi farklı tahlillerden elde edilen değerlerdeki değişiklik, kullanılan poliollerin ayırt edici özellikleri de dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlanabilir. Polioller viskozite, polarite ve kaynama noktalarında farklılıklar gösterir ve bu da bitki materyallerinden biyoaktif bileşiklerin ekstrakte edilmesindeki etkinliklerini doğrudan etkiler26. Potansiyel bir açıklama, belirli biyoaktif bileşiklerin27 kütle transferini kolaylaştırmak için en uygun olanın belirli çözücü sistemi olduğu "Benzer gibi çözülür" ilkesine atfedilebilir. Bu, hedeflenen biyoaktif bileşiğinkiyle eşleşen bir polariteye sahip bir çözücü seçmenin önemini vurgulamaktadır.

Diğer bir olası neden, çözücüde bulunan hidroksil gruplarının (-OH) sayısındaki farkın, fenolik bileşiklerin28 verimini önemli ölçüde etkilemesi olabilir. Bu polioller arasında sadece gliserin üç -OH grubu içerirken, bu çalışmadaki geri kalan polioller iki -OH grubu içerir. Daha fazla sayıda -OH grubuna sahip çözücüler, daha az29 olanlara kıyasla daha yüksek viskozite sergileme eğilimindedir. Yüksek viskozite, ekstraksiyon işlemi sırasında aktif bileşiklerin verimli transferini engelleyebilir ve böylece toplam verimi azaltabilir. Ayrıca, polaritesine yakından bağlı olan bir çözücünün dielektrik sabiti, polar veya polar olmayan çözünen maddeleri çözme yeteneğinin belirlenmesinde çok önemli bir rol oynar. Daha yüksek dielektrik sabitlerine sahip çözücüler, polar çözünen maddeleri çözmede daha ustadır ve daha düşük olanlar, polar olmayan çözünen maddelere daha uygundur30. Polioller arasında, gliserin 41.14'lük nispeten yüksek bir dielektrik sabiti sergilerken, heksilen glikol, pentilen glikol ve 1,2-heksandiol sırasıyla 25.86, 17.31 ve 15.45, 31,32'lik daha düşük dielektrik sabitleri gösterir. Bu çalışmanın bulguları, numune içindeki biyoaktif bileşiklerin düşük polar bileşenleri kapsayabileceğini düşündürmektedir.

Ekstraksiyon verimliliği, çözücülerin seçimini ve bileşimini optimize ederek artırılabilir ve en uygun çözücü sistemini belirlemek için daha fazla deney gerekebilir. Araştırma potansiyel sergilemesine rağmen, yalnızca poliollerle mikrodalga destekli ekstraksiyona odaklanması ve ekstraksiyon süresi, sıcaklık, çözücü konsantrasyonu, katı-sıvı oranı ve ekstraksiyon gücü dahil olmak üzere diğer değişkenlerin sınırlı değerlendirmesi ile sınırlıdır. Ek olarak, poliollerin, polar veya polar olmayan çözünen maddelerin çözünürlüklerini doğrudan etkileyen çeşitli dielektrik sabitleri nedeniyle nasıl işlev gördüğünü anlamak için mekanik bir çalışma gereklidir. Polioller arasındaki dielektrik sabitlerindeki farklılıklar, biyoaktif bileşiklerin ekstrakte edilmesinde spesifik mekanizmalarının araştırılmasının önemini vurgulamaktadır. Bu tür bir araştırma, verimli ekstraksiyon işlemleri için çözücü sistemlerinin optimizasyonuna ve seçimine yardımcı olarak, çözücü-çözünen etkileşimleri hakkında değerli bilgiler sunacaktır.

MAE süreci ile ilgili olarak bazı sınırlamalar vardır. MAE hızlı ısıtma sağlayabilse de, hassas sıcaklık kontrolü zor olabilir ve potansiyel olarak aşırı ısınmaya ve termal olarak hassas bileşiklerinbozulmasına yol açabilir 33. Bununla birlikte, gradyan ve ekstraksiyon sıcaklığı için mikrodalga güç ayarı, ekstraksiyon sırasında sıcaklık düşüşünü önlemek için aynı mikrodalga gücüne ayarlanabilir. Ek olarak, MAE'nin ısıya duyarlı tesis bileşenleri üzerinde sınırlamaları vardır. Bununla birlikte, gelişmiş Ethos X MAE teknolojisi, dielektrik ısıtma34 kullanarak daha kısa sürede etkili ısıtmayı destekleyerek bozulma riskini en aza indirebilir. MAE odasının her bir kabının kendi sınırlı maksimum katı ve sıvı kapasitesi vardır. Bu sınırlama üzerindeki katı-sıvı oranı, ekstraktların11 konsantrasyonunu da büyük ölçüde etkileyebilir. Çözücü ve çözünen arasındaki çözünme, karıştırma çubukları kullanılarak teşvik edilebilir, bu da potansiyel olarak etkili ekstraksiyona ve daha yüksek verimeyol açar 35. Ayrıca, ekstraktlar içindeki ekstrakte edilen fenolik ve flavonoid bileşikleri, Sıvı Kromatografisi Üçlü Dört Kutuplu Kütle Spektrometresi (LC-QQQ) ve Sıvı Kromatografisi Dört Kutuplu Uçuş Süresi Kütle Spektrometresi (LC-QTOF) gibi ek analizlerle doğrulanabilir, spesifik biyoaktif bileşiklerin varlığını ve bunların ilgili miktarlarını belirlemek için36.

MAE yoluyla sulu polioller kullanılarak kahve gümüş derisinden polifenollerin ve antioksidanların ekstraksiyonu, su ve sulu etanol ekstraktlarına kıyasla daha yüksek verimlilik göstermiştir. CS ekstraktlarının poliol bazlı MAE'sinden elde edilen sonuçlara dayanarak, sulu-heksilen glikol, sulu-1,2-heksandiol ve sulu-pentilen glikol sistemlerinin kullanılmasının, biyoaktif bileşiklerin ve antioksidan kapasitelerin önemli ölçüde daha yüksek ekstraksiyon verimleri ile sonuçlandığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, bu bulgular, daha sonraki araştırma analizleri için bu tür ekstrakte edilmiş bileşiklerin kullanılma potansiyelinin altını çizmektedir. MAE yoluyla bitki materyallerinden biyoaktif bileşik ekstraksiyonu için poliollerin yeşil çözücüler olarak kullanılması, kozmetik uygulamalarda kullanım potansiyeli ile sürdürülebilir bir yaklaşım sunarak çevresel faydalar ve gelişmiş biyoaktif bileşik verimi vaat ediyor.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Mae Fah Luang Üniversitesi tarafından finanse edilmiştir. Yazarlar, Mae Fah Luang Üniversitesi Çay ve Kahve Enstitüsü'ne, kahve gümüş derisi örneklerinin elde edilmesiyle ilgili olarak araştırmacılar ve yerel çiftçiler arasındaki bağlantıyı kolaylaştırdığı için teşekkür eder.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
1,2-HeksandiolChanjao Uzun Ömür Co., Ltd.
2,2 -Azino-bis 3 etilbenzotiazolin-6-sülfonik asit diamonyum tuzu (ABTS)SigmaA1888
2,2-Difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH)SigmaD9132
2,4,6-Tri (2-piridil) -s-triazin (TPTZ)Sigma93285
2-Dijital dengeOhausPioneer
4-Dijital dengeDenverSI-234
6-hidroksi-2,5,7,8 tetrametilkroman -2-karboksilik asit (Trolox)Sigma238813
96 oyuklu plakaSPL Yaşam Bilimleri
Mutlak etanolRCI Labscan64175
Asetik asitRCI Labscan64197
Alüminyum klorürLoba Chemie898
Otomatik pipetLabnetBiopett
Butilen glikolChanjao Uzun Ömür Co., Ltd.
Ethos X gelişmiş mikrodalga ekstraksiyonuMilestone Srl, Sorisole, İtalya
Demir sülfatAjex Finechem3850
Folin-Ciocalteu'nun reaktifiLoba Chemie3870
Dondurucu SFSanyoC697 (GYN)
Gallik asitSigma398225
ÖğütücüOu Donanım Ürünleri Co, Ltd
Heksilen glikolChanjao Uzun Ömür Co, Ltd
Hidroklorik asit (% 37)RCI LabscanAR1107
Demir (III) klorürLoba Chemie3820
IsopentyldiolChanjao Longevity Co., Ltd.
MetanolRCI Labscan67561
Metilpropandiol Chanjao Uzun Ömür Co., Ltd.
Pentilen glikolChanjao Uzun Ömür Co., Ltd.
Potasyum persülfatLoba Chemie5420
Propilen glikolChanjao Uzun Ömür Co., Ltd.
QuercetinSigmaQ4951
Soğutmalı santrifüjHettich
Sodyum asetatLoba Chemie5758
Sodyum karbonatLoba Chemie5810
Sodyum hidroksitRCI LabscanAR1325
Sodyum nitritLoba Chemie5954
SPECTROstar Nano mikroplaka okuyucuBMG-LABTECH
SPSS yazılımıIBM SPSS Statistics 20
Tepsi kurutucuFransa EtuvesXUE343

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wawoczny, A., Gillner, D. The most potent natural pharmaceuticals, cosmetics, and food ingredients isolated from plants with deep eutectic solvents. J Agric Food Chem. 71 (29), 10877-10900 (2023).
  2. Syukur, M., Prahasiwi, M. S., Yuliani, S., Purwaningsih, Y., Indriyanti, E. Profiling of active compounds of extract ethanol, n-hexane, ethyl acetate and fraction ethanol of star anise (Illicium verum hook. F.) and determination of total flavonoids, total phenolics and their potential as antioxidants. Sci Technol Indones. 8 (2), 219-226 (2023).
  3. Supjaroenporn, C., Khongcharoen, P., Myo, H., Khat-Udomkiri, N. Studying the optimization, characterization, and antioxidant activities of phenolic extracts extracted from Rhus chinensis Mill. Leaf using microwave-assisted extraction system with glycerol as a green solvent. Curr Bioact Compd. 20 (3), 68-82 (2024).
  4. Gasser, M. S., Abdel Rahman, R. O. Sustainability of solvent extraction techniques in pollution prevention and control. Handbook of advanced approaches towards pollution prevention and control. , Elsevier. 33-66 (2021).
  5. Płotka-Wasylka, J., Rutkowska, M., Owczarek, K., Tobiszewski, M., Namieśnik, J. Extraction with environmentally friendly solvents. TrAC, Trends Anal Chem. 91, 12-25 (2017).
  6. Queffelec, J., Beraud, W., Torres, M. D., Domínguez, H. Advances in obtaining ready-to-use extracts with natural solvents. Sustain Chem Pharm. 38, 101478(2024).
  7. Can Karaca, A., Erdem, I. G., Ak, M. M. Effects of polyols on gelation kinetics, gel hardness, and drying properties of alginates subjected to internal gelation. LWT. 92, 297-303 (2018).
  8. Nastasi, J. R., Daygon, V. D., Kontogiorgos, V., Fitzgerald, M. A. Qualitative analysis of polyphenols in glycerol plant extracts using untargeted metabolomics. Metabolites. 13 (4), 566(2023).
  9. Khat-Udomkiri, N., Gatnawa, G., Boonlerd, N., Myo, H. Valorization of Camellia sinensis flowers in cosmetic and pharmaceutical applications: Optimization of microwave-assisted glycerin extraction. Waste Biomass Valori. 15, 323-335 (2023).
  10. Myo, H., Yaowiwat, N., Pongkorpsakol, P., Aonbangkhen, C., Khat-Udomkiri, N. Butylene glycol used as a sustainable solvent for extracting bioactive compounds from Camellia sinensis flowers with ultrasound-assisted extraction. ACS omega. 8 (5), 4976-4987 (2023).
  11. Myo, H., Khat-Udomkiri, N. Optimization of ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from coffee pulp using propylene glycol as a solvent and their antioxidant activities. Ultrason Sonochem. 89, 106127(2022).
  12. Twaij, B. M., Hasan, M. N. Bioactive secondary metabolites from plant sources: Types, synthesis, and their therapeutic uses. Int J Plant Biol. 13 (1), 4-14 (2022).
  13. Bitwell, C., Sen, I. S., Luke, C., Kakoma, M. K. A review of modern and conventional extraction techniques and their applications for extracting phytochemicals from plants. Sci Afr. 19, e01585(2023).
  14. Chakrabortty, S., et al. Recent advances in food biotechnology. Kumar, A., Patruni, K., Singh, V. , Springer Nature Singapore. Singapore. 353-370 (2022).
  15. Fan, L., et al. Mechanochemical assisted extraction as a green approach in preparation of bioactive components extraction from natural products - A review. Trends Food Sci Technol. 129, 98-110 (2022).
  16. Bessada, S. M., C Alves, R., Pp Oliveira, M. B. Coffee silverskin: A review on potential cosmetic applications. Cosmetics. 5 (1), 5(2018).
  17. Myo, H., Nantarat, N., Khat-Udomkiri, N. Changes in bioactive compounds of coffee pulp through fermentation-based biotransformation using Lactobacillus plantarum TISTR 543 and its antioxidant activities. Fermentation. 7 (4), 292(2021).
  18. Molole, G. J., Gure, A., Abdissa, N. Determination of total phenolic content and antioxidant activity of Commiphora mollis (oliv). Engl. Resin. BMC Chem. 16 (1), 48(2022).
  19. Barku, V., Opoku-Boahen, Y., Owusu-Ansah, E., Mensah, E. Antioxidant activity and the estimation of total phenolic and flavonoid contents of the root extract of Amaranthus spinosus. Asian J Plant Sci Res. 3 (1), 69-74 (2013).
  20. Samarasiri, M., Chandrasiri, T., Wijesinghe, D., Gunawardena, S. Antioxidant capacity and total phenolic content variations against Morinda citrifolia L. fruit juice production methods. Int J Food Eng. 5, 293-299 (2019).
  21. Rumpf, J., Burger, R., Schulze, M. Statistical evaluation of DPPH, ABTS, FRAP, and Folin-Ciocalteu assays to assess the antioxidant capacity of lignins. Int J Biol Macromol. 233, 123470(2023).
  22. Lainez-Cerón, E., Ramírez-Corona, N., Jiménez-Munguía, M. T., Palou, E., López-Malo, A. Extraction of bioactive compounds from plants by means of new environmentally friendly solvents. Research and technological advances in food science. , Academic Press. 301-332 (2022).
  23. Yu, M., Gouvinhas, I., Rocha, J., Barros, A. I. R. N. A. Phytochemical and antioxidant analysis of medicinal and food plants towards bioactive food and pharmaceutical resources. Sci Rep. 11 (1), 10041(2021).
  24. Lefebvre, T., Destandau, E., Lesellier, E. Selective extraction of bioactive compounds from plants using recent extraction techniques: A review. J Chromatogr A. 1635, 461770(2021).
  25. Nandasiri, R., Eskin, N. M., Thiyam-Höllander, U. Antioxidative polyphenols of canola meal extracted by high pressure: Impact of temperature and solvents. J Food Sci. 84 (11), 3117-3128 (2019).
  26. Jha, A. K., Sit, N. Extraction of bioactive compounds from plant materials using combination of various novel methods: A review. Trends Food Sci Technol. 119, 579-591 (2022).
  27. Czarnecki, M. A., et al. Solvent effect on the competition between weak and strong interactions in phenol solutions studied by near-infrared spectroscopy and DFT calculations. Phys Chem Chem Phys. 23 (35), 19188-19194 (2021).
  28. Lu, W., Mackie, C. J., Xu, B., Head-Gordon, M., Ahmed, M. A computational and experimental view of hydrogen bonding in glycerol water clusters. J Phys Chem A. 126 (10), 1701-1710 (2022).
  29. Fan, C., Liu, Y., Sebbah, T., Cao, X. A theoretical study on terpene-based natural deep eutectic solvent: Relationship between viscosity and hydrogen-bonding interactions. Glob Chall. 5 (3), 2000103(2021).
  30. Liese, S., Schlaich, A., Netz, R. R. Dielectric constant of aqueous solutions of proteins and organic polymers from molecular dynamics simulations. J Chem Phys. 156 (22), 224903(2022).
  31. Noreland, E., Gestblom, B., Sjöblom, J. Dielectric relaxation studies of 1-hexanol and 1, 2-hexanediol in heptane. J Solution Chem. 18, 303-312 (1989).
  32. Wohlfarth, C. Permittivity (dielectric constant) of liquids. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 6, http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/isolda/libros/handbook.pdf (1994).
  33. Dean, J. R. Extraction techniques for environmental analysis. , John Wiley & Sons. (2022).
  34. Nour, A. H., Oluwaseun, A. R., Nour, A. H., Omer, M. S., Ahmed, N. Microwave-assisted extraction of bioactive compounds. Microwave heating. Electromagnetic fields causing thermal and non-thermal effects. , https://www.intechopen.com/books/10089 1-31 (2021).
  35. David, F., Ochiai, N., Sandra, P. Stir bar sorptive extraction: A versatile, sensitive and robust technique for targeted and untargeted analyses. Evolution of solid-phase microextraction technology. , https://www.intechopen.com/books/10089. (2023).
  36. López-Fernández, O., et al. Determination of polyphenols using liquid chromatography-tandem mass spectrometry technique (LC-MS/MS): A review. Antioxidants. 9 (6), 479(2020).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Poliyol Bazl z c lerAntioksidan AktiviteKahve G m Kabu uYe il EkstraksiyonToplam Fenolik erikDPPH AnaliziFlavonoid eri i

İlgili makaleler