Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

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

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

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

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

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 çö...

Tartışmalar

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, kul...

Açıklamalar

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

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

NameCompanyCatalog NumberComments
1,2-HexanediolChanjao Longevity Co., Ltd.
2,2 -Azino-bis 3 ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid diammonium salt (ABTS)SigmaA1888
2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)SigmaD9132
2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine (TPTZ)Sigma93285
2-Digital balanceOhausPioneer
4-Digital balanceDenverSI-234
6-hydroxy-2,5,7,8 tetramethylchroman -2-carboxylic acid (Trolox)Sigma238813
96-well plateSPL Life Science
Absolute ethanolRCI Labscan64175
Acetic acidRCI Labscan64197
Aluminum chlorideLoba Chemie898
Automatic pipetteLabnetBiopett
Butylene glycolChanjao Longevity Co., Ltd.
Ethos X advanced microwave extractionMilestone Srl, Sorisole, Italy
Ferrous sulfateAjex Finechem3850
Folin-Ciocalteu's reagentLoba Chemie3870
Freezer SFSanyoC697(GYN)
Gallic acidSigma398225
GrinderOu Hardware Products Co.,Ltd
Hexylene glycolChanjao Longevity Co., Ltd.
Hydrochloric acid (37%)RCI LabscanAR1107
Iron (III) chlorideLoba Chemie3820
IsopentyldiolChanjao Longevity Co., Ltd.
MethanolRCI Labscan67561
Methylpropanediol Chanjao Longevity Co., Ltd.
Pentylene glycolChanjao Longevity Co., Ltd.
Potassium persulfateLoba Chemie5420
Propylene glycolChanjao Longevity Co., Ltd.
QuercetinSigmaQ4951
Refrigerated centrifugeHettich
Sodium acetateLoba Chemie5758
Sodium carbonateLoba Chemie5810
Sodium hydroxideRCI LabscanAR1325
Sodium nitriteLoba Chemie5954
SPECTROstar Nano microplate readerBMG- LABTECH
SPSS softwareIBM SPSS Statistics 20
Tray dryerFrance EtuvesXUE343

Referanslar

  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. , 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., Kumar, A., Patruni, K., Singh, V., et al. . Recent advances in food biotechnology. , 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. , 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, (1994).
  33. Dean, J. R. . Extraction techniques for environmental analysis. , (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. , 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. , (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 Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

KimyaSay 210Ye il z ckonvansiyonel olmayan ekstraksiyonye il ekstraksiyonbiyoaktif bile ikler

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır