Name: تسليط الضوء على المؤلف: استخراج صديق للبيئة للمركبات النشطة بيولوجيا باستخدام تقنيات بمساعدة الميكروويف القائمة على البوليول
Uploaded: 2024-08-23T13:40:00
Description: The utilization of polyols as green solvents for extracting bioactive compounds from plant materials has gained attention due to their safety and inert ...

تم تمويل هذه الدراسة من قبل جامعة ماي فاه لوانغ. يود المؤلفون أن يشكروا معهد الشاي والقهوة بجامعة ماي فاه لوانغ لتسهيل الاتصال بين الباحثين والمزارعين المحليين فيما يتعلق بالحصول على عينات من الجلد الفضي للبن.

تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.
1. التحضير التجريبي
<ol><li>إعداد عينة النبات<ol><li>اجمع القهوة الطازجة ذات الجلد الفضي (Coffea arabica) وجففها على حرارة 60 درجة مئوية في مجفف صينية لمدة 72 ساعةو 11.</li>
		<li>قم بطحن ج...

استخلاص بمساعدة الميكروويف قائم على البوليول للحصول على غلات الفينول ومضادات الأكسدة

<ol>
	<li>Wawoczny, A., Gillner, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+most+potent+natural+pharmaceuticals,+cosmetics,+and+food+ingredients+isolated+from+plants+with+deep+eutectic+solvents.">The most potent natural pharmaceuticals, cosmetics, and food ingredients isolated from plants with deep eutectic solvents.</a> J Agric Food Chem. 71 (29), 10877-10900 (2023).</li><li>Syukur, M., Prahasiwi, M. S., Yuliani, S., Purwaningsih, Y., Indriyanti, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Sci Technol Indones. 8 (2), 219-226 (2023).</li><li>Supjaroenporn, C., Khongcharoen, P., Myo, H., Khat-Udomkiri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Curr Bioact Compd. 20 (3), 68-82 (2024).</li><li>Gasser, M. S., Abdel Rahman, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustainability+of+solvent+extraction+techniques+in+pollution+prevention+and+control.">Sustainability of solvent extraction techniques in pollution prevention and control.</a> Handbook of advanced approaches towards pollution prevention and control. , 33-66 (2021).</li><li>P&#322;otka-Wasylka, J., Rutkowska, M., Owczarek, K., Tobiszewski, M., Namie&#347;nik, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+with+environmentally+friendly+solvents.">Extraction with environmentally friendly solvents.</a> TrAC, Trends Anal Chem. 91, 12-25 (2017).</li><li>Queffelec, J., Beraud, W., Torres, M. D., Dom&#237;nguez, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+obtaining+ready-to-use+extracts+with+natural+solvents.">Advances in obtaining ready-to-use extracts with natural solvents.</a> Sustain Chem Pharm. 38, 101478 (2024).</li><li>Can Karaca, A., Erdem, I. G., Ak, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+polyols+on+gelation+kinetics,+gel+hardness,+and+drying+properties+of+alginates+subjected+to+internal+gelation.">Effects of polyols on gelation kinetics, gel hardness, and drying properties of alginates subjected to internal gelation.</a> LWT. 92, 297-303 (2018).</li><li>Nastasi, J. R., Daygon, V. D., Kontogiorgos, V., Fitzgerald, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Qualitative+analysis+of+polyphenols+in+glycerol+plant+extracts+using+untargeted+metabolomics.">Qualitative analysis of polyphenols in glycerol plant extracts using untargeted metabolomics.</a> Metabolites. 13 (4), 566 (2023).</li><li>Khat-Udomkiri, N., Gatnawa, G., Boonlerd, N., Myo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Valorization+of+Camellia+sinensis+flowers+in+cosmetic+and+pharmaceutical+applications:+Optimization+of+microwave-assisted+glycerin+extraction.">Valorization of Camellia sinensis flowers in cosmetic and pharmaceutical applications: Optimization of microwave-assisted glycerin extraction.</a> Waste Biomass Valori. 15, 323-335 (2023).</li><li>Myo, H., Yaowiwat, N., Pongkorpsakol, P., Aonbangkhen, C., Khat-Udomkiri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Butylene+glycol+used+as+a+sustainable+solvent+for+extracting+bioactive+compounds+from+Camellia+sinensis+flowers+with+ultrasound-assisted+extraction.">Butylene glycol used as a sustainable solvent for extracting bioactive compounds from Camellia sinensis flowers with ultrasound-assisted extraction.</a> ACS omega. 8 (5), 4976-4987 (2023).</li><li>Myo, H., Khat-Udomkiri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+ultrasound-assisted+extraction+of+bioactive+compounds+from+coffee+pulp+using+propylene+glycol+as+a+solvent+and+their+antioxidant+activities.">Optimization of ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from coffee pulp using propylene glycol as a solvent and their antioxidant activities.</a> Ultrason Sonochem. 89, 106127 (2022).</li><li>Twaij, B. M., Hasan, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioactive+secondary+metabolites+from+plant+sources:+Types,+synthesis,+and+their+therapeutic+uses.">Bioactive secondary metabolites from plant sources: Types, synthesis, and their therapeutic uses.</a> Int J Plant Biol. 13 (1), 4-14 (2022).</li><li>Bitwell, C., Sen, I. S., Luke, C., Kakoma, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+modern+and+conventional+extraction+techniques+and+their+applications+for+extracting+phytochemicals+from+plants.">A review of modern and conventional extraction techniques and their applications for extracting phytochemicals from plants.</a> Sci Afr. 19, e01585 (2023).</li><li>Chakrabortty, S., Kumar, A., Patruni, K., Singh, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Recent advances in food biotechnology. , 353-370 (2022).</li><li>Fan, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanochemical+assisted+extraction+as+a+green+approach+in+preparation+of+bioactive+components+extraction+from+natural+products+-+A+review.">Mechanochemical assisted extraction as a green approach in preparation of bioactive components extraction from natural products - A review.</a> Trends Food Sci Technol. 129, 98-110 (2022).</li><li>Bessada, S. M., C Alves, R., Pp Oliveira, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coffee+silverskin:+A+review+on+potential+cosmetic+applications.">Coffee silverskin: A review on potential cosmetic applications.</a> Cosmetics. 5 (1), 5 (2018).</li><li>Myo, H., Nantarat, N., Khat-Udomkiri, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+bioactive+compounds+of+coffee+pulp+through+fermentation-based+biotransformation+using+Lactobacillus+plantarum+TISTR+543+and+its+antioxidant+activities.">Changes in bioactive compounds of coffee pulp through fermentation-based biotransformation using Lactobacillus plantarum TISTR 543 and its antioxidant activities.</a> Fermentation. 7 (4), 292 (2021).</li><li>Molole, G. J., Gure, A., Abdissa, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+total+phenolic+content+and+antioxidant+activity+of+Commiphora+mollis+(oliv).+Engl.+Resin.">Determination of total phenolic content and antioxidant activity of Commiphora mollis (oliv). Engl. Resin.</a> BMC Chem. 16 (1), 48 (2022).</li><li>Barku, V., Opoku-Boahen, Y., Owusu-Ansah, E., Mensah, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antioxidant+activity+and+the+estimation+of+total+phenolic+and+flavonoid+contents+of+the+root+extract+of+Amaranthus+spinosus.">Antioxidant activity and the estimation of total phenolic and flavonoid contents of the root extract of Amaranthus spinosus.</a> Asian J Plant Sci Res. 3 (1), 69-74 (2013).</li><li>Samarasiri, M., Chandrasiri, T., Wijesinghe, D., Gunawardena, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antioxidant+capacity+and+total+phenolic+content+variations+against+Morinda+citrifolia+L.+fruit+juice+production+methods.">Antioxidant capacity and total phenolic content variations against Morinda citrifolia L. fruit juice production methods.</a> Int J Food Eng. 5, 293-299 (2019).</li><li>Rumpf, J., Burger, R., Schulze, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+evaluation+of+DPPH,+ABTS,+FRAP,+and+Folin-Ciocalteu+assays+to+assess+the+antioxidant+capacity+of+lignins.">Statistical evaluation of DPPH, ABTS, FRAP, and Folin-Ciocalteu assays to assess the antioxidant capacity of lignins.</a> Int J Biol Macromol. 233, 123470 (2023).</li><li>Lainez-Cer&#243;n, E., Ram&#237;rez-Corona, N., Jim&#233;nez-Mungu&#237;a, M. T., Palou, E., L&#243;pez-Malo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+bioactive+compounds+from+plants+by+means+of+new+environmentally+friendly+solvents.">Extraction of bioactive compounds from plants by means of new environmentally friendly solvents.</a> Research and technological advances in food science. , 301-332 (2022).</li><li>Yu, M., Gouvinhas, I., Rocha, J., Barros, A. I. R. N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phytochemical+and+antioxidant+analysis+of+medicinal+and+food+plants+towards+bioactive+food+and+pharmaceutical+resources.">Phytochemical and antioxidant analysis of medicinal and food plants towards bioactive food and pharmaceutical resources.</a> Sci Rep. 11 (1), 10041 (2021).</li><li>Lefebvre, T., Destandau, E., Lesellier, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+extraction+of+bioactive+compounds+from+plants+using+recent+extraction+techniques:+A+review.">Selective extraction of bioactive compounds from plants using recent extraction techniques: A review.</a> J Chromatogr A. 1635, 461770 (2021).</li><li>Nandasiri, R., Eskin, N. M., Thiyam-H&#246;llander, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antioxidative+polyphenols+of+canola+meal+extracted+by+high+pressure:+Impact+of+temperature+and+solvents.">Antioxidative polyphenols of canola meal extracted by high pressure: Impact of temperature and solvents.</a> J Food Sci. 84 (11), 3117-3128 (2019).</li><li>Jha, A. K., Sit, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+bioactive+compounds+from+plant+materials+using+combination+of+various+novel+methods:+A+review.">Extraction of bioactive compounds from plant materials using combination of various novel methods: A review.</a> Trends Food Sci Technol. 119, 579-591 (2022).</li><li>Czarnecki, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent+effect+on+the+competition+between+weak+and+strong+interactions+in+phenol+solutions+studied+by+near-infrared+spectroscopy+and+DFT+calculations.">Solvent effect on the competition between weak and strong interactions in phenol solutions studied by near-infrared spectroscopy and DFT calculations.</a> Phys Chem Chem Phys. 23 (35), 19188-19194 (2021).</li><li>Lu, W., Mackie, C. J., Xu, B., Head-Gordon, M., Ahmed, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+computational+and+experimental+view+of+hydrogen+bonding+in+glycerol+water+clusters.">A computational and experimental view of hydrogen bonding in glycerol water clusters.</a> J Phys Chem A. 126 (10), 1701-1710 (2022).</li><li>Fan, C., Liu, Y., Sebbah, T., Cao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+theoretical+study+on+terpene-based+natural+deep+eutectic+solvent:+Relationship+between+viscosity+and+hydrogen-bonding+interactions.">A theoretical study on terpene-based natural deep eutectic solvent: Relationship between viscosity and hydrogen-bonding interactions.</a> Glob Chall. 5 (3), 2000103 (2021).</li><li>Liese, S., Schlaich, A., Netz, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectric+constant+of+aqueous+solutions+of+proteins+and+organic+polymers+from+molecular+dynamics+simulations.">Dielectric constant of aqueous solutions of proteins and organic polymers from molecular dynamics simulations.</a> J Chem Phys. 156 (22), 224903 (2022).</li><li>Noreland, E., Gestblom, B., Sj&#246;blom, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectric+relaxation+studies+of+1-hexanol+and+1,+2-hexanediol+in+heptane.">Dielectric relaxation studies of 1-hexanol and 1, 2-hexanediol in heptane.</a> J Solution Chem. 18, 303-312 (1989).</li><li>Wohlfarth, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permittivity+(dielectric+constant)+of+liquids.">Permittivity (dielectric constant) of liquids.</a> CRC Handbook of Chemistry and Physics. 6, (1994).</li><li>Dean, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Extraction techniques for environmental analysis. , (2022).</li><li>Nour, A. H., Oluwaseun, A. R., Nour, A. H., Omer, M. S., Ahmed, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-assisted+extraction+of+bioactive+compounds.">Microwave-assisted extraction of bioactive compounds.</a> Microwave heating. Electromagnetic fields causing thermal and non-thermal effects. , 1-31 (2021).</li><li>David, F., Ochiai, N., Sandra, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stir+bar+sorptive+extraction:+A+versatile,+sensitive+and+robust+technique+for+targeted+and+untargeted+analyses.">Stir bar sorptive extraction: A versatile, sensitive and robust technique for targeted and untargeted analyses.</a> Evolution of solid-phase microextraction technology. , (2023).</li><li>L&#243;pez-Fern&#225;ndez, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+polyphenols+using+liquid+chromatography-tandem+mass+spectrometry+technique+(LC-MS/MS):+A+review.">Determination of polyphenols using liquid chromatography-tandem mass spectrometry technique (LC-MS/MS): A review.</a> Antioxidants. 9 (6), 479 (2020).</li></ol>

تلعب عوامل مختلفة دورا حاسما في التنفيذ الناجح ل MAE ، مثل المحتوى الكيميائي النباتي للمكونات النباتية ، ومدة الاستخراج ، ودرجة الحرارة ، وطاقة الميكروويف ، ونسبة السائل الصلب ، وتركيز المذيبات13. تظهر النباتات عادة ملامح مختلفة من المواد الكيميائية النباتية. وبالتالي ، فإن اخ...

في الوقت الحاضر ، هناك اتجاه عالمي نحو الوعي البيئي في صناعة التجميل ، مما دفع الشركات المصنعة إلى التركيز على التكنولوجيا الخضراء لاستخراج مكونات النبات باستخدام بدائل مستدامة1. عادة ، يتم استخدام المذيبات التقليدية مثل الإيثانول والميثانول والهكسان لاستخراج المكونات الفينولية النباتية ومضادات الأكسدة الطبيعية2. ومع ذلك ، فإن وجود بقايا المذيبات داخل المستخلصات النباتية يشكل خطرا محتملا على صحة الإنسان ، مما يؤدي إلى تهيج الجلد والعين3 ، لا سيما فيما يتعلق بالتطبيق المقصود في مستحضرات التجميل. وبالتالي ، من الصعب التخلص من بقايا المذيبات هذه من المستخلصات ، وهي عملية تتطلب استثمارات كبيرة في الوقت والطاقة والموارد البشرية4. في الآونة الأخيرة ، ظهرت المياه شديدة السخونة والسوائل الأيونية والمذيبات سهلة الانصهار العميقة والمذيبات المشتقة بيولوجيا كنهج واعدة لاستخراج المذيبات الخضراء5. ومع ذلك ، لا يزال استخدامها محدودا بفصل المنتج في العمليات المائية. لمواجهة هذه التحديات ، يبرز تطوير المستخلصات الجاهزة للاستخدام كحل قابل للتطبيق6.
غالبا ما تستخدم البوليولات في تركيبات مستحضرات التجميل كمرطبات بسبب قطبية جيدة وقدرتها على الاحتفاظ بالرطوبة من البيئة7. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام البوليولات مثل الجليسرين ، البروبيلين غليكول ، بوتيلين جلايكول ، ميثيل بروبانديول ، إيزوبنتيلديول ، بنتيلين جلايكول ، 1،2-هيكسانيديول ، وهيكسيلين جلايكول لاستخراج النباتات. تعتبر مذيبات غير سامة وقابلة للتحلل البيولوجي وصديقة للبيئة وغير تفاعلية وآمنة للاستخدام في استخراج النبات8. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتحمل البوليولات الحرارة المتولدة أثناء الاستخراج بمساعدة الميكروويف (MAE) بسبب نقاط الغليان المرتفعة والقطبية9. يتم التعرف على هذه البوليولات بشكل عام كمواد كيميائية آمنة (GRAS) من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). على عكس المذيبات التقليدية مثل الإيثانول أو الميثانول ، والتي قد تتطلب إزالة صارمة من المستخلص بسبب آثارها الضارة المحتملة ، توفر البوليولات ميزة تقليل الطاقة والوقت والتكاليف المرتبطة بعمليات إزالة المذيبات10. هذا لا يبسط عملية الاستخراج فحسب ، بل يعزز أيضا الكفاءة الشاملة والاستدامة لطريقة الاستخراج. استخدمت التحقيقات السابقة البوليولات مثل البروبيلين غليكول والبوتيلين غليكول كمذيبات في استخراج المركبات النشطة بيولوجيا من زهور كاميليا سينينسيس 10 ولب البن11 ، مما يكشف عن إمكانات كبيرة لدورها كمذيبات بديلة مستدامة في عملية استخراج النبات. وبالتالي ، فإن التطوير المستمر وتحسين نظام مذيب البوليولات والمياه يحمل إمكانية تحقيق تقدم كبير في الكيمياء الخضراء والممارسات الصناعية المستدامة.
بشكل عام ، يتم تصنيع المركبات النشطة بيولوجيا الموجودة في النباتات في صورة مستقلبات ثانوية. يمكن تصنيف هذه المركبات إلى ثلاث مجموعات أساسية: التربينات والتربينويدات والقلويات والمركبات الفينولية12. يتم استخدام طرق استخراج مختلفة في ظل ظروف مختلفة لعزل مركبات نشطة بيولوجيا محددة من النباتات. يمكن استخلاص المركبات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية باستخدام التقنيات التقليدية أو غير التقليدية. تشمل الطرق التقليدية النقع واستخراج الارتجاع والتقطير المائي ، بينما تتكون الطرق غير التقليدية من الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية ، والاستخراج بمساعدة الإنزيم ، والاستخراج بمساعدة الميكروويف (MAE) ، والاستخراج بمساعدة المجال الكهربائي النبضي ، واستخراج السوائل فوق الحرجة ، واستخراج السائل المضغوط13. تم تصميم هذه الطرق غير التقليدية لتعزيز السلامة من خلال استخدام مذيبات ومواد مساعدة أكثر أمانا ، وتحسين كفاءة الطاقة ، ومنع تدهور المكونات النشطة بيولوجيا ، والحد من التلوث البيئي14.
علاوة على ذلك ، تعد MAE من بين التقنيات الخضراء المتطورة لاستخراج المركبات النشطة بيولوجيا من النباتات. تتطلب إجراءات الاستخراج التقليدية كميات كبيرة من الوقت والطاقة ودرجات الحرارة المرتفعة ، والتي قد تؤدي بمرور الوقت إلى تدهور المركبات النشطة بيولوجيا الحساسة للحرارة13. على عكس عمليات الاستخراج الحراري التقليدية ، تسهل MAE استخراج المركبات النشطة بيولوجيا عن طريق توليد تسخين موضعي داخل العينة ، وتعطيل هياكل الخلايا ، وتعزيز نقل الكتلة ، وبالتالي زيادة كفاءة استخراج المركب. تنتقل الحرارة من داخل الخلايا النباتية بواسطة الموجات الميكروية التي تعمل على جزيئات الماء داخل مكونات النبات13. علاوة على ذلك ، تقدمت MAE لتحسين استخراج وفصل المركبات النشطة ، وزيادة إنتاجية المنتج ، وتعزيز كفاءة الاستخراج ، وتتطلب مواد كيميائية أقل ، وتوفير الوقت والطاقة مع منع تدمير المركبات النشطة بيولوجيا15.
يركز هذا البحث على استخراج المركبات الفينولية النباتية ومضادات الأكسدة الطبيعية من خلال الاستخراج بمساعدة الميكروويف (MAE) باستخدام أنواع مختلفة من البوليولات كمذيبات. يتم تحديد إجمالي المحتوى الفينولي (TPC) ، ومحتوى الفلافونويد الكلي (TFC) ، والأنشطة المضادة للأكسدة (DPPH ، و ABTS ، و FRAP) لمستخلصات MAE القائمة على البوليول. بالإضافة إلى ذلك ، تتم مقارنة MAE القائم على البوليول مع MAE باستخدام المذيبات التقليدية مثل الماء والإيثانول. من المتوقع أن يساهم هذا البحث في تطوير تكنولوجيا استخراج مستدامة بيئيا للمكونات الطبيعية ، وتعزيز الاستدامة من خلال تقليل الاعتماد على المواد الكيميائية الخطرة ، وتقصير أوقات المعالجة ، وتقليل استهلاك الطاقة في إنتاج المواد الخام للتطبيقات المحتملة في صناعة مستحضرات التجميل.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1,2-Hexanediol</td>
			<td>Chanjao Longevity Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2 -Azino-bis 3 ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid diammonium salt (ABTS)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A1888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D9132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine (TPTZ)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>93285</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Digital balance</td>
			<td>Ohaus</td>
			<td></td>
			<td>Pioneer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Digital balance</td>
			<td>Denver</td>
			<td>SI-234</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-hydroxy-2,5,7,8 tetramethylchroman -2-carboxylic acid (Trolox)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>238813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plate</td>
			<td>SPL Life Science</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute ethanol</td>
			<td>RCI Labscan</td>
			<td>64175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic acid</td>
			<td>RCI Labscan</td>
			<td>64197</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum chloride</td>
			<td>Loba Chemie</td>
			<td>898</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automatic pipette</td>
			<td>Labnet</td>
			<td></td>
			<td>Biopett</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butylene glycol</td>
			<td>Chanjao Longevity Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethos X advanced microwave extraction</td>
			<td>Milestone Srl, Sorisole, Italy</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferrous sulfate</td>
			<td>Ajex Finechem</td>
			<td>3850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Folin-Ciocalteu&#39;s reagent</td>
			<td>Loba Chemie</td>
			<td>3870</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer SF</td>
			<td>Sanyo</td>
			<td>C697(GYN)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gallic acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>398225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grinder</td>
			<td>Ou Hardware Products Co.,Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexylene glycol</td>
			<td>Chanjao Longevity Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (37%)</td>
			<td>RCI Labscan</td>
			<td>AR1107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iron (III) chloride</td>
			<td>Loba Chemie</td>
			<td>3820</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopentyldiol</td>
			<td>Chanjao Longevity Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>RCI Labscan</td>
			<td>67561</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylpropanediol&#160;</td>
			<td>Chanjao Longevity Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentylene glycol</td>
			<td>Chanjao Longevity Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium persulfate</td>
			<td>Loba Chemie</td>
			<td>5420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propylene glycol</td>
			<td>Chanjao Longevity Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quercetin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Q4951</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated centrifuge</td>
			<td>Hettich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate</td>
			<td>Loba Chemie</td>
			<td>5758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium carbonate</td>
			<td>Loba Chemie</td>
			<td>5810</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide</td>
			<td>RCI Labscan</td>
			<td>AR1325</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium nitrite</td>
			<td>Loba Chemie</td>
			<td>5954</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPECTROstar Nano microplate reader</td>
			<td>BMG- LABTECH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPSS software</td>
			<td>IBM SPSS Statistics 20</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tray dryer</td>
			<td>France Etuves</td>
			<td>XUE343</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microwave-assisted extraction of phenolic compounds and antioxidants for cosmetic applications using polyol-based technology

اكتسب استخدام البوليولات كمذيبات خضراء لاستخراج المركبات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية الانتباه بسبب سلامتها وسلوكها الخامل مع المواد الكيميائية النشطة بيولوجيا في النبات. تستكشف هذه الدراسة الاستخراج المستدام للمركبات الفينولية ومضادات الأكسدة الطبيعية من جلد القهوة الفضي باستخدام طريقة الاستخراج بمساعدة الميكروويف (MAE) مع المذيبات القائمة على البوليول: الجلسرين ، البروبيلين غليكول (PG) ، البوتيلين غليكول (BG) ، ميثيل بروبانديول (MPD) ، الأيزوبنتيلديول (IPD) ، البنتيلين جلايكول ، 1،2-هيكسانيديول ، وهيكسيلين جليكول (HG). تم إجراء تحليل مقارن على مستخلصات المذيبات التقليدية وغير التقليدية ، مع التركيز على تأثيرها على المركبات النشطة بيولوجيا من MAE ، بما في ذلك معلمات مثل المحتوى الفينولي الكلي (TPC) ، ومحتوى الفلافونويد الكلي (TFC) ، والأنشطة المضادة للأكسدة مثل مقايسة كسح الجذور 1،1-ثنائي فينيل -2-بيكريل هيدرازيل (DPPH) ، ومقايسة الكسح الجذري 2،2-azino-bis (-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) ، ومقايسة قوة مضادات الأكسدة المختزلة للحديك (FRAP). لوحظت أعلى القيم ل TPC مع استخلاص مائي-1،2-هيكسانيديول (52.0 ± 3.0 ملغ GAE / g عينة) ، TFC مع استخلاص مائي -1،2-هيكسانيديول (20.0 ± 1.7 ملغ QE / g عينة) ، DPPH مع استخراج مائي HG (13.6 ± 0.3 ملغ TE / g عينة) ، ABTS مع استخراج غليكول البنتيلين المائي (8.2 ± 0.1 ملغ TE / g عينة) ، و FRAP مع استخراج مائي HG (21.1 ± 1.3 ملغ الحديد (II) E / g عينة). يهدف هذا البحث إلى تطوير تكنولوجيا الاستخراج الصديقة للبيئة من خلال مكونات النباتات الطبيعية ، وتعزيز الاستدامة من خلال تقليل استخدام المواد الكيميائية الخطرة مع تقليل الوقت واستهلاك الطاقة ، مع التطبيقات المحتملة في مستحضرات التجميل.

Nowadays, there is a global trend towards environmental awareness in the beauty industry, leading manufacturers to focus on green technology for extracting plant components using sustainable alternatives1. Typically, traditional solvents such as ethanol, methanol, and hexane are used to extract plant phenolic components and natural antioxidants2. Nevertheless, the presence of solvent residues within plant extracts poses a potential risk to human health, inducing skin and eye irritation3, particularly concerning their intended application in cosmetics. Consequently, it is challenging to eliminate such solvent residues from the extracts, a process that demands considerable investment in time, energy, and human resources4. Recently, superheated water, ionic liquids, deep eutectic solvents, and bio-derived solvents have emerged as promising approaches for green solvent extraction5. However, their use is still limited by product separation in aqueous-based processes. To address these challenges, the development of ready-to-use extracts emerges as a viable solution6.
Polyols are often used in cosmetic formulations as humectants because of their good polarity and ability to retain moisture from the environment7. In addition, polyols such as glycerin, propylene glycol, butylene glycol, methylpropanediol, isopentyldiol, pentylene glycol, 1,2-hexanediol, and hexylene glycol can be utilized for plant extractions. They are considered non-toxic, biodegradable, environmentally friendly, non-reactive, and safe solvents for use in plant extraction8. Additionally, polyols can withstand the heat generated during microwave-assisted extraction (MAE) due to their elevated boiling points and polarity9. These polyols are generally recognized as safe (GRAS) chemicals by the United States Food and Drug Administration (FDA). Unlike conventional solvents such as ethanol or methanol, which may require rigorous removal from the extract due to their potentially harmful effects, polyols offer the advantage of minimizing the energy, time, and costs associated with solvent removal processes10. This not only streamlines the extraction process but also enhances the overall efficiency and sustainability of the extraction method. Previous investigations have employed polyols such as propylene glycol and butylene glycol as solvents in the extraction of bioactive compounds from Camellia sinensis flowers10 and coffee pulp11, revealing significant potential for their role as sustainable alternative solvents in the plant extraction process. Thus, the continued development and optimization of a polyols-water solvent system holds the potential for significant advancements in green chemistry and sustainable industrial practices.
Generally, bioactive compounds found in plants are synthesized as secondary metabolites. These compounds can be categorized into three primary groups: terpenes and terpenoids, alkaloids, and phenolic compounds12. Various extraction methods are utilized under different conditions to isolate specific bioactive compounds from plants. Bioactive compounds from plant materials can be extracted using either conventional or non-conventional techniques. Traditional methods include maceration, reflux extraction, and hydro-distillation, while non-conventional methods consist of ultrasound-assisted extraction, enzyme-assisted extraction, microwave-assisted extraction (MAE), pulsed electric field-assisted extraction, supercritical fluid extraction, and pressurized liquid extraction13. These non-conventional methods are designed to enhance safety by utilizing safer solvents and auxiliaries, improving energy efficiency, preventing degradation of the bioactive components, and reducing environmental pollution14.
Furthermore, MAE is among the sophisticated green technologies for extracting bioactive compounds from plants. Conventional extraction procedures require significant amounts of time, energy, and high temperatures, which over time might degrade heat-sensitive bioactive compounds13. In contrast to conventional thermal extractions, MAE facilitates the extraction of bioactive compounds by generating localized heating within the sample, disrupting cell structures, and enhancing mass transfer, thereby increasing the efficiency of compound extraction. Heat is transferred from inside the plant cells by microwaves, which operate on the water molecules within the plant components13. Moreover, MAE has advanced to improve the extraction and separation of active compounds, increasing product yield, enhancing extraction efficiency, requiring fewer chemicals, and saving time and energy while preventing the destruction of bioactive compounds15.
This research focuses on the extraction of plant phenolic compounds and natural antioxidants through microwave-assisted extraction (MAE) using different types of polyols as solvents. The total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), and antioxidant activities (DPPH, ABTS, and FRAP) of polyol-based MAE extracts are determined. Additionally, polyol-based MAE is compared with MAE using conventional solvents such as water and ethanol. This research is expected to contribute to the development of environmentally sustainable extraction technology for natural components, promoting sustainability by reducing reliance on hazardous chemicals, shortening processing times, and minimizing energy consumption in raw material production for potential applications within the cosmetics industry.

تسليط الضوء على المؤلف: استخراج صديق للبيئة للمركبات النشطة بيولوجيا باستخدام تقنيات بمساعدة الميكروويف القائمة على البوليول

استخراج المركبات الفينولية ومضادات الأكسدة بمساعدة الميكروويف لتطبيقات التجميل باستخدام التكنولوجيا القائمة على البوليول

This research talks about finding eco-friendly ways to extract plant bioactive compounds. We are testing how well microwave assisted extraction with the polyol-based solvents work for extracting plants bioactive substances, especially phenol compounds. Additionally, exploring this method could lead to more efficient and effective extraction technique for the cosmetic industries.Today's cosmetic research is also about using green technology and green chemistry. Nonconventional extraction techniques such as microwave-assist extraction, and extraction, have been interestingly employed to extract plants bioactive compounds. However, organic solvents are still commonly utilized for bioactive component extraction.Using polyol-based solvent for microwave assistant extraction turned out to be more effective than using traditional solvent like water and ethanol. The results show that the plant extract obtained with polyol have higher level of phenolic content for the flavanoid content and antioxidant activity. Compared to those extracted with conventional solvent.Our procedure stands out because it is beneficial, environmentally friendly and safe for human health. It is also more energy efficient and cost effective than traditional processes, making it an excellent alternative for sustainable and simple production. Our finding show that polyols combined with unconventional extraction methods can extract phenol compounds.The next challenge is whether this extraction method can be used to extract other plant, secondary metabolized, and if it can be commercialized to extract bioactive compounds for cosmetic purposes.

تأثير مذيبات البوليولات والمذيبات التقليدية على المحتوى الفينولي الكلي ، ومحتوى الفلافونويد الكلي ، وفحوصات مضادات الأكسدة DPPH ، و FRAP ، و ABTS يجب أن تكون قطبية المذيبات متوافقة مع قطبية الجزيئات النشطة المستهدفة لتحسين كفاءة استخراج المواد النشطة بيولوجيا من النباتات...

يفصل هذا البروتوكول استخدام طريقة الاستخراج بمساعدة الميكروويف القائمة على البوليول لاستخراج المركبات الفينولية ومضادات الأكسدة الطبيعية ، مما يمثل نهجا عمليا ومستداما بيئيا لتطوير مستخلصات جاهزة للاستخدام.

The utilization of polyols as green solvents for extracting bioactive compounds from plant materials has gained attention due to their safety and inert ...

microwave-assisted-extraction-phenolic-compounds-antioxidants-for

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-Assisted Extraction of Phenolic Compounds and Antioxidants for Cosmetic Applications Using Polyol-Based Technology

The utilization of polyols as green solvents for extracting bioactive compounds from plant materials has gained attention due to their safety and inert behavior with plant bioactive chemicals. This study explores the sustainable extraction of phenolic compounds and natural antioxidants from coffee silverskin using the microwave-assisted extraction (MAE) method with polyol-based solvents: glycerin, propylene glycol (PG), butylene glycol (BG), methylpropanediol (MPD), isopentyldiol (IPD), pentylene glycol, 1,2-hexanediol, and hexylene glycol (HG). A comparative analysis was conducted on conventional and non-conventional solvent extractions, focusing on their impact on the bioactive compounds of MAE, encompassing parameters such as total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), and antioxidant activities like the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging assay (DPPH), the 2,2&#8242;-azino-bis(-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) radical scavenging assay (ABTS), and the ferric reducing antioxidant power assay (FRAP). The highest values were observed for TPC with aqueous-1,2-hexanediol extraction (52.0 &#177; 3.0 mg GAE/g sample), TFC with aqueous-1,2-hexanediol extraction (20.0 &#177; 1.7 mg QE/g sample), DPPH with aqueous-HG&#160;extraction (13.6 &#177; 0.3 mg TE/g sample), ABTS with aqueous-pentylene glycol extraction (8.2 &#177; 0.1 mg TE/g sample), and FRAP with aqueous-HG extraction (21.1 &#177; 1.3 mg Fe (II) E/g sample). This research aims to advance eco-friendly extraction technology through natural plant components, promoting sustainability by minimizing hazardous chemical use while reducing time and energy consumption, with potential applications in cosmetics.

This protocol details the utilization of a polyol-based microwave-assisted extraction method for extracting phenolic compounds and natural antioxidants, representing a practical and environmentally sustainable approach to the development of ready-to-use extracts.

Extraction of Phenolic Compounds and Natural Antioxidants from Coffee Silverskin Using the Polyol-Based Microwave-Assisted Extraction Method

To begin, place the diluted 60%solvents for microwave assisted extraction on the working platform. Weigh 0.67 grams of the coffee silver skin and mix with 20 milliliters of extraction solvent at a one is to 30 ratio in a reaction container. Add a magnetic stir bar to the vessel to ensure uniform distribution of the heat and solvent within the sample.Close the vessel firmly with a special tool and place it into the microwave assisted extraction chamber. To set up the method, click on the toolbox icon on the top bar of the monitor and select the SK eT rotor in the accessory section. Then click on the stir and type 20%to set the stirring rate.Click on the door lock sector and set it to activate at temperatures exceeding 80 degrees Celsius. Then click on the table icon on the top bar and set the temperature gradient T1 to an extraction duration of 10 minutes. Microwave power to 1800 watts and temperature to 120 degrees Celsius.To activate the stir, click on the stir button and wait until the green light appears. Set the blower fan speed to level three. To hold the extraction time, select the desired extraction temperature T2 by setting the extraction duration to 15 minutes, the microwave power to 1800 watts and the temperature to 120 degrees Celsius.Now, click on the cooling button at the lower left corner of the screen and select the cooling time of 10 minutes. Click the Save icon at the top right corner of the screen. Start the extraction process by choosing the number of vessels used.Following extraction, centrifuge extracts at 9072g for 15 minutes at four degrees Celsius. Collect the supernatant with a 10 milliliter glass pipette and store it at minus 20 degrees Celsius. Dilute the coffee silver skin extracts tenfold with distilled water in a 96 well plate.Mix 10 microliters of the diluted sample with 20 microliters of undiluted folin-ciocalteu reagent, and allow them to react for three minutes. Next, add 100 microliters of 7.5%sodium carbonate solution to the mixture in each well of a 96 well plate. Prepare different concentrations for the gallic acid standard concentration range by diluting with distilled water.Mix them with 20 microliters of folin-ciocalteu reagent, and allow them to react for three minutes. Next, add 100 microliters of 7.5%sodium carbonate solution to the mixture in each well of a 96 well plate. Incubate the reaction for 30 minutes in the dark at room temperature.On a microplate reader, measure the absorbance of the reaction mixture at 765 nanometers. Plot the standard calibration curve using the concentrations of the standard and absorbance at 765 nanometers. Express the results as milligrams of gallic acid equivalent per gram of the sample.Aqueous 1, 2 hexanediol extraction yielded the highest total phenolic content and water extraction yielded the lowest. Aqueous 1, 2 hexanediol extraction yielded the highest total flavonoid content and aqueous isopentyldiol extraction yielded the lowest. Aqueous hexylene glycol extraction exhibited the highest DPPH assay value and aqueous ethanol extraction exhibited the lowest.Aqueous pentylene glycol extraction resulted in the highest ABTS assay value and water extraction resulted in the lowest. Aqueous hexylene glycol extraction showed the highest FRAP value and water extraction showed the lowest.