Ekstraksyon dlo subkritik nan pwodwi natirèl Pati 1

Tanpri kontakteoscar.xiao@wecistanche.compou plis enfòmasyon

Résumé:Dlo subkritik refere a wo-tanperati ak wo-presyon dlo. Yon karakteristik inik ak itil nan dlo subkritik se ke polarite li yo ka dramatikman diminye ak ogmante tanperati. Se poutèt sa, dlo subkritik ka konpòte menm jan ak metanol oswa etanòl. Sa fè dlo subkritik yon likid ekstraksyon vèt yo itilize pou yon varyete espès òganik. Revizyon sa a konsantre sou ekstraksyon dlo subkritik (SBWE) nan pwodwi natirèl. Materyèl ekstrè yo gen ladan remèd fèy medsin ak séchage, legim, fwi, sous-pwodwi manje, alg, touf, fèy te, grenn, ak grenn. Yon pakèt pwodwi natirèl tankou alkaloid, idrat kabòn, lwil esansyèl, flavonoid, glikozid, lignan, asid òganik, polifenolik, kinon, estewoyid, ak tèrpèn yo te ekstrè lè l sèvi avèk dlo subkritik. Nan revizyon sa a, yo te diskite sou plizyè sistèm SBWE ak avantaj ak dezavantaj yo. Anplis de sa, nou te revize ko-solvants ki gen ladan etanòl, metanol, sèl, ak likid iyonik yo itilize pou ede SBWE. Lòt teknik ekstraksyon tankou mikwo ond ak sonication konbine avèk SBWE yo tou kouvri nan revizyon sa a. Li trè klè ke tanperati a gen efè ki pi enpòtan sou efikasite SBWE, e konsa, li ka optimize. Tanperati a pi bon varye ant 130 a 240 degre pou ekstrè pwodwi natirèl yo mansyone pi wo a. Revizyon sa a ka ede lektè yo aprann plis sou teknoloji SBWE, espesyalman pou lektè ki enterese nan jaden ekstraksyon vèt nan pwodwi natirèl. Avantaj nan pi gwo nan SBWE nan pwodwi natirèl se ke dlo pa toksik, ak Se poutèt sa, li pi apwopriye pou fè ekstraksyon nan remèd fèy, legim, ak fwi. Yon lòt avantaj se ke pa gen okenn jete likid dechè obligatwa apre SBWE. Ko Mpared ak Solvang òganik, dlo subkritik pa sèlman gen avantaj nan ekoloji, ekonomi, ak sekirite, men tou, dansite li yo, pwodwi ion, ak konstan dielectric ka ajiste pa tanperati. Pwopriyete reglabl sa yo pèmèt dlo subkritik pote soti nan ekstraksyon selektif klas tankou èkstraksyon konpoze polè nan pi ba tanperati ak mwens engredyan polè nan pi wo tanperati. SBWE ka imite tradisyonèl dekoksyon èrbal pou prepare medikaman èrbal ak pi gwo efikasite ekstraksyon. Depi SBWE anplwaye wo-tanperati ak wo-presyon, gwo prekosyon nesesè pou operasyon an sekirite. Yon lòt defi pou aplikasyon SBWE se potansyèl degradasyon òganik nan kondisyon tanperati ki wo. Nou rekòmande anpil pou fè chèk estabilite analit lè w ap fè SBWE. Pou analit ki gen efikasite SBWE pòv, yo ka ajoute yon ti kantite modifikatè òganik tankou etanòl, surfactants, oswa likid iyonik.

Mo kle:pwodwi natirèl; ekstraksyon dlo subkritik;alkalwa; glikozid; flavonoid; lwil esansyèl;kinon; tèrpèn;lignans; asid òganik; polifenolik; estewoyid; idrat kabòn

Tanpri klike la a pou w konnen plis

1. Entwodiksyon

Pou dè milye ane, medikaman èrbal te jwe yon wòl enpòtan anpil nan trete maladi, espesyalman nan Azi de Lès. Konpozan bioaktif nan remèd fèy ak plant yo se baz pou prevansyon ak tretman anpil maladi [1. Akòz efè segondè relativman ba li yo kont dwòg sentetiz chimik, yo bay anpil atansyon sou ekstraksyon ak separasyon nan yon pakèt konpoze bioaktif soti nan remèd fèy ak plant yo. Pwosesis eks-traction 1000-zan nan engredyan pharmaceutique aktif (API) ki soti nan remèd fèy medsin se metòd tradisyonèl dekoksyon èrbal (THD). Sepandan, gen kèk domaj nan THD, tankou yon tan ekstraksyon long ak dekonpozisyon engredyan aktif pharmaceutique. Methanol, etanòl, n-hexane, etè petwòl, etè dyetil, klowofòm, acetate etil, ak gliserin yo souvan itilize kòm solvang ekstraksyon pou ogmante efikasite ekstraksyon ak diminye tan ekstraksyon. Li evidan, solvang òganik sa yo se temèt, ki ka pran dife, sitou toksik, ak chè. Kidonk, yo pa likid ekstraksyon san danje pou remèd fèy, plant, fwi, legim, ak renmen an.

Pami divès nouvo teknoloji ekstraksyon vèt ak separasyon devlope dènyèman, SBWE se youn ki pi pwomèt. Dlo subkritik refere a dlo likid nan tanperati ak presyon anba pwen kritik li (Tc= 374.15 degre, Pc=22.1 Mpa). Presyon dlo subkritik la dwe pi wo pase presyon vapè nan yon tanperati bay pou kenbe dlo nan eta likid la. Avèk ogmantasyon tanperati a, pwopriyete pH-chimik dlo subkritik yo chanje drastikman. Li konstan dyelèktrik, viskozite, ak tansyon sifas yo tout diminye piti piti, epi koyefisyan difizyon li yo amelyore ak ogmante tanperati dlo [2-5].

Jan yo montre nan Figi 1, nan 27 degre ak 100 Mpa dlo se yon sòlvan polè, ak konstan dielectric li yo se 81.2. Erezman, lè tanperati a ogmante a 350 degre nan 100 Mpa, konstan dyelèktrik dlo a diminye nan alantou 20. Nan yon lòt mo, polarite dlo a chanje soti nan fò polè a anpil mwens polè [2]. Pou egzanp, konstan dyelèktrik dlo nan 200 degre, 250 degre, ak 300 degre yo ekivalan a sa yo ki nan asetonitrile, metanol, ak etanòl, respektivman (Figi 1). Kidonk, menm anpil mwens konpoze polè ka ekstrè pa dlo subkritik nan tanperati ki wo. Teyorikman, ki baze sou polarite reglabl li yo, dlo subkritik ka ekstrè anpil sibstans lè yo ajiste tanperati ekstraksyon ak kondisyon presyon.

Nan pwosesis ekstraksyon aktyèl yo, depi presyon gen yon enfliyans minim sou konstan dyelèktrik dlo a, tanperati dlo a ajiste pou kontwole konstan dyelèktrik dlo a nan lòd yo imite divès solvang òganik. Karakteristik inik sa a nan dlo subkritik pèmèt dlo kòm sèl likid ekstraksyon san okenn ko-solvang tankou asid, alkali, katalis, oswa solvang òganik; sa a satisfè prensip ekstraksyon chimik vèt depi dlo a pa toksik.

Aplikasyon pou dlo subkritik yo ka jwenn nan zòn sa yo: (1) ranvèse-faz chromatografi likid lè l sèvi avèk dlo subkritik kòm sèl mobil pHase-subkritik kwomatografi dlo a [3]; (2) ekstraksyon nan echantiyon anviwònman an, tankou detèminasyon an nan polyan òganik. nan dechè solid, tè, sediman, ak patikil atmosferik [5,6];(3)idroliz, degradasyon, polimerizasyon, ak reyaksyon sentèz lè l sèvi avèk dlo subkritik kòm yon sòlvan oswa yon reyaktif [7l;(4)ratrapaj anviwònman an tankou netwaye. dlo egou ak tè ki kontamine, polyan dekonpoze (pestisid, idrokarbur polisiklik aromat, ak bifenil poliklorin) ak eksplozif [8];(5)extraction engredyan aktif nan remèd fèy medsin ak sezonman, legim, fwi, ak lòt matris ki gen rapò ak plant [4, 9].

Cistanche ka amelyore iminite

Revizyon sa a konsantre sou SBWE nan pwodwi natirèl nan dènye ane yo. Prensip, mekanis, mòd ekstraksyon estatik ak dinamik, ak faktè ki afekte efikasite SBWE yo te dekri pa Gbashi ak kòlèg travay [10]. Depi plizyè rechèch konsantre sou ekstraksyon flavonoid, idrat kabòn, glikozid, asid òganik, polifenolik, alkaloid, lwil esansyèl, kinon, tèrpèn, lignan, ak estewoyid [11,12], nou bay yon BECA sistematik ak konplè sou kondisyon SBWE, fonksyon an ak aktivite nan engredyan yo aktif ak ekstrè yo subkritik, metòd analiz, ak ko Konparezon ak lòt metòd ekstraksyon pou pwodwi yo pi wo-mansyone natirèl. Dlo subkritik ka an menm tan ekstrè plizyè engredyan aktif nan pwodwi natirèl. Separasyon, idantifikasyon, ak quantification nan chak konpoze pwodwi natirèl nan ekstrè dlo subkritik yo reyalize pa likid chromatografi, gaz chromatografi, spectre enfrawouj, ak/oswa mas spectrometri.

2. Egzanp Matris Ekstrè pa Dlo Subkritik

An jeneral, echantiyon matris yo ekstrè pa dlo subkritik gen ladan kat gwoup sa yo: Plant, sous-pwodwi manje, fongis, ak alg maren. Dapre analiz ak estatistik referans yo site nan revizyon sa a, nou te jenere Figi 2 pou montre pousantaj chak kalite echantiyon matris ki ekstrè pa dlo subkritik. Jan yo montre nan Figi 2, 62.3 pousan nan echantiyon matris ki ekstrè pa dlo subkritik soti nan plant yo, ki te swiv pa sous-pwodwi manje ak 29.0 pousan, alg maren ak 4.9 pousan, ak fongis ak 3.8 pousan.

Pou kèk remèd fèy medsin, plant antye yo gen valè pHarmaceutical epi yo preskri nan medikaman tradisyonèl èrbal, pandan y ap sèlman pati oswa pati nan lòt remèd fèy medsin yo itilize nan medikaman èrbal. Pati yo nan remèd fèy medsin gen ladan rasin, tij, fèy, flè, grenn, ak fwi. Pou egzanp, plant yo antye nan Hedyotis diffusa Willd. [13]ak Centella asiatica L.[14] gen valè medsin ak fèy yo, nœuds, pesyol, ak rasin de remèd fèy sa yo te chita anvan SBWE. Tij ak fèy jinsang [15], rasin Sophora flavescens Ait. [16] ak Rheum tanguticum [17] ak flè nan kamomiy ligulate [18] yo te ekstrè lè l sèvi avèk dlo subkritik. Nou ak anpil atansyon klase remèd fèy medsin yo, epi pousantaj chak pati medsin ilistre nan Figi 3. Yon moun ka wè nan Figi 3 fèy yo nan remèd fèy medsin ki pi lajman envestige nan SBWE. Malgre ke kale yo, kòk, bran, jape, kokiy, epikarp, pericarps, sorgo nan fwi ak grenn yo se byproducts yo, yo genyen tou anpil APIs. Pou egzanp, zonyon, youn nan legim ki pi souvan konsome, li te ye pou gen anpil benefis sante paske nan kontni flavonoid li yo. Gen kèk rezilta demontre ke ekstrè kale zonyon ki te pwodwi pa teknik SBWE a gen gwo potansyèl kòm yon sous antioksidan itil [19,20]. Grenn, grenn, mayi, ak fwi yo te envestige tou lè l sèvi avèk SBWE [21]. Pami tout papye yo te revize, yon sèl atik rapòte ke bwa Aquilaria malaccensis gen aplikasyon itil pou medsin, epi yo itilize nan medikaman tradisyonèl pou trete doulè, lafyèv, rimatism, ak opresyon [22].

2.1.Plant yo

Plant yo ekstrè pa dlo subkritik sitou gen ladan remèd fèy [15,23-29], legim ki gen valè medsin [30,31], fwi 32-36], rekòt oleuzan [37-40], touf, grenn, fèy te ak pwa [41-46]. Plant sa yo te itilize nan medikaman tradisyonèl pou dè milye ane nan kèk peyi epi yo te pwouve yo posede abondan konpozan pHarmacologically aktif. Pou egzanp, ginseng se yon medikaman Chinwa ki gen anpil valè, ki te itilize nan Lachin, Kore di, Japon, ak Brezil. Ginseng te rapòte ke genyen yon varyete de konpoze chimik bioaktif ki gen ladan terpèn, polyacetylenes, alkaloid, vitamin, mineral, fenolik, flavonoid, ak triterpenes [15]. Konpozan aktif sa yo genyen aktivite antioksidan, anti-enflamatwa, antidyabetik, antineoplastik, kadyovaskilè, imunoregulatwa, ak neuroregulatory [26]. Origan se yon plant èrbeuz ki natif natal nan rejyon Mediterane [4748]. Gen kèk pwopriyete ki an sante yo te atribiye nan plant sa a, tankou efè pwisan anti-bakteri ak anti-chanpiyon ki gen rapò ak carvacrol ak konpoze timol ak kèk aktivite antioksidan.

2.2.Food Sou-Pwodwi

Nan sans, sous-pwodwi yo se dechè ki pwodui nan po fwi, filtè te, résidus grenn, po legim, jape chestnut, kokiy kakawo, bran grenn, epikarp grenn lotus, ak tij [49]. Anpil kalite fwi gen po, tankou bannann, zoranj, ak pòm. Malgre ke nou souvan jete yo, po fwi ka genyen anpil API. Se poutèt sa, rechèch sou sous-pwodwi yo vo fè. Pou egzanp, po zoranj se prensipal dechè pa pwodwi nan endistri ekstraksyon ji [50]. Sepandan, kale zoranj se yon sous atire nan konpoze bioaktif, ki gen ladan anpil konpoze pHenolik ak flavonoid.

2.3. Alg Marin

Alg maren yo etidye nan SBWE gen ladan mikwoalg, alg, ak Haematococcus Pluvialis [51-53]. Alg yo rich nan asid gra satire, asid gra monoensature, ak asid gra poliensature, ki an sante pou sistèm kadyovaskilè a. Omega-3, ki jwe yon wòl enpòtan nan chemen enflamatwa kò a ak sante selil yo, yo itilize espesyalman pou prevansyon kansè ak terapi. Lè l sèvi avèk teknoloji SBWE, alg ta ka monte kòm youn nan sous potansyèl pou jenerasyon omega alavni -3.

2.4.Chanpiyon

Gen kèk fongis ki responsab tou pou kèk maladi nan plant ak bèt, ki kapab tou tankou legim, tankou fongis manjab-medikaman, ki gen ladan dyondyon (Lentinus edodes [54-57]; Grifola frondosa [58], Sagittaria sagittifolia). L. [50-61]), ak Cordyceps militaris(C.militaris)[62]. C.militaris se yon kalite fongis presye manjab-medicinal lajman distribiye atravè mond lan. Rechèch vaste demontre ke ekstrè nan C.militaris gen plizyè aksyon pHarmacological, tankou anti-enflamasyon, amelyorasyon nan rezistans ensilin, ak aktivite antioksidan.

3. Sistèm SBWE ak Mekanis Ekstraksyon

In the beginning, supercritical water (T>374°C, P>22.064 Mpa) te lajman patisipe nan ekstraksyon chabon, bitumen sab lwil oliv [63,64], ak oksidasyon [65]. Dlo superkritik mande pou kondisyon eksperimantal piman bouk tankou tanperati ekstrèmman wo ak presyon ki wo, ki souvan pote korozyon grav sou ekipman eksperimantal ak tib koneksyon. Depi ane 1990 yo, dlo subkritik te piti piti ranplase dlo superkritik nan jaden ekstraksyon paske dlo subkritik mande pou tanperati relativman modere ak presyon. Kidonk, dlo subkritik yo te itilize anpil nan fè ekstraksyon polyan òganik [66,67], e chèchè yo te eseye marye SBWE ak chromatografi likid pou diminye etap analitik nan pwosesis ekstraksyon ak analiz kwomatografik [68-70]. Pou amelyore efikasite ekstraksyon an, yo te rapòte tou SBWE ki ede ultrasons [71] ak SBWE ki ede mikwo ond [72].

3.1.Mòd ​​SBWE

Gen sitou de mòd SBWE, sètadi ekstraksyon estatik, ak ekstraksyon dinamik. Ekstraksyon estatik refere a yon metòd ekstraksyon kote dlo subkritik ak echantiyon yo dwe ekstrè yo ajoute nan yon veso ekstraksyon, jan yo montre nan Figi 4, ak Lè sa a, chofe nan tanperati a vle anba yon presyon modere kenbe dlo nan eta likid la. Apre tan an fè ekstraksyon fikse rive nan, ekstrè a kolekte pou analiz kwomatografik. Pwosesis ekstraksyon sa a sanble ak ekstraksyon sòlvan akselere. Efikasite ekstraksyon estatik nòmalman pi ba pase ekstraksyon dinamik.

Dynamic SBWE se yon pwosesis ekstraksyon kontinyèl, ki vle di ke apre echantiyon yo fin ajoute nan veso ekstraksyon an, dlo a kontinyèlman manje nan ekstrè a ak yon ponp, epi fè ekstraksyon an te pote soti nan yon tanperati fiks oswa nan kondisyon tanperati gradyan. Ponp lan ka mete swa anba mòd presyon konstan oswa mòd koule konstan. Dinamik SBWE pa sèlman akselere efikasite transfè mas ak diminye tan ekstraksyon an, men tou, reyalize ekstraksyon oaza kontinyèl. Sepandan, SBWE dinamik ka lakòz bloke nan sistèm SBWE la.

Nan anpil ka, tou de mòd SBWE estatik ak dinamik yo itilize. Operatè SBWE nòmalman fè yon peryòd de ekstraksyon estatik, Lè sa a, ki te swiv pa yon ekstraksyon dinamik. Malgre ke yon majorite nan travay SBWE fèt san pèlen solid nan analit yo ekstrè (jan yo montre nan Figi 4, anlè), SBWE ak yon pèlen solid (Figi 4, anba), ki kolekte analit yo ekstrè ka byen fasil makonnen ak chromatografi likid. pou analiz, jan yo diskite pi ba a.

3.2. Kouplè sou entènèt ak offline nan SBWE ak chromatografi likid

Sistèm SBWE te makonnen ak segondè-pèfòmans likid chromatografi atravè pèlen solid-faz [69]. Yo te rapòte kouple offline SBWE ak HPLC [70]. Pyèj solid la te retire fizikman nan sistèm SBWE apre chak ekstraksyon epi konekte ak yon sistèm HPLC pou analiz. Sepandan, etap sa a elimine nan apwòch SBWE-HPLC sou entènèt la. Apre SBWE, pyèj analit la rete an plas pandan analiz HPLC a pa tou senpleman chanje tiyo pou konekte pyèj analit la ak inite HPLC la.

Yo te rapòte tou kouple offline nan SBWE ak subcritical water chromatography (SBWC) [70]. SBWCrefere a chromatografi likid ranvèse-faz lè l sèvi avèk dlo subkritik kòm sèl eleman nan faz mobil. Jan yo montre nan Figi 5 (anlè), analit extrait yo kolekte nan pèlen sorbent la pandan etap SBWE la. Apre ekstraksyon SBWE, pèlen echantiyon an konekte ak yon sistèm kwomatografi dlo subkritik (Figi 5, anba). Analit yo kolekte nan pèlen sorbent la pandan SBWE yo desorbe tèmik lè yo chofe pèlen echantiyon an epi yo lage yo nan sistèm SBWC pou analiz. Avantaj nan evidan nan kouple SBWE-SBWC se ke Solvang òganik yo elimine nan tou de etap ekstraksyon ak analiz kwomatografik. Defi a se, sepandan, ke desorption nan tèmik nòmalman mande pou yon tanperati ki wo, ki ka potansyèlman lakòz degradasyon analit.

3.3. Mekanis nan ekstraksyon dlo subkritik

Mekanis prensipal ekstraksyon SBWE a swiv règ "tankou fonn tankou" la. Kòm mansyone nan seksyon Entwodiksyon an, polarite dlo a ka ajiste pa tanperati [2,3]. Jan yo montre nan Figi 1, konstan dyelèktrik dlo a bese dramatikman (vin mwens polè) ak ogmantasyon tanperati. Sa vle di ke polarite dlo a se reglabl pa chanje tanperati. Poutèt sa, konpoze polè yo ka efikasman ekstrè pa dlo nan "pi ba" tanperati pandan y ap mwens polè analit mande pou pi wo tanperati yo reyalize yon efikasite ekstraksyon rezonab. Se poutèt sa, mwens polè analit la, pi wo a tanperati ki nesesè. Anplis de sa, pi gwo ak pi konplèks molekil mande pou tanperati ki pi wo. Presyon pa gen yon efè enpòtan sou efikasite SBWE osi lontan ke presyon an wo ase pou kenbe dlo nan eta likid la.

Figi 5. Offline kouple SBWE ak SBWC. Adapte ak pèmisyon nan [70] (Lamm, L.; Yang, Y. Off-line kouple nan SBWE ak kwomatografi dlo subkritik atravè yon pèlen sorbant ak desorption tèmik. Anal. Chem.2003,75, 2237-2242.) .Dwa 2003 Ameriken Chemical Society.

Atik sa a soti nan Molecules 2021, 26, 4004. https://doi.org/10.3390/molecules26134004 https://www.mdpi.com/journal/molecules