Subkritisk vattenutvinning av naturprodukter del 2

Vänligen kontaktaoscar.xiao@wecistanche.comför mer information

4. Föreningar extraherade med subkritiskt vatten 4.1. Flavonoider

Flavonoider, även kända som bioflavonoider, finns ofta i växter och bär. De är viktiga naturliga föreningar i människors kost. De har använts för att förebygga och behandla hjärt-kärlsjukdomar. Dessutom har de starka antioxidantaktiviteter och antibakteriella aktiviteter. När äpplen med hög flavonoidhalt matades till friska möss, minskar vissainflammationmarkörer rapporterades [73].

Generellt sett tillhör flavonoider pHenoler. Eftersom de är mycket undersökta kan de presenteras separat från pHenoler. Flavonoider har den allmänna strukturen av ett 15-kolskelett genom att koppla ihop två bensenringar med en heterocyklisk ring. Den grundläggande kärnan är 2-fenylkromon.Flavonoidföreningar är vanligtvis dåligt lösliga i omgivande vatten och de flesta organiska lösningsmedel. Tabell 1 sammanfattar SBWE för flavonoider från växtmaterial.

Ko och medarbetare har undersökt sambandet mellan flavonoidstruktur och SBWE. De fann att flavonoider med en OH-sidokedja extraherades optimalt vid lägre temperaturer än OCH- och H-sidokedjor. De optimala temperaturen för glykosidformerna är lägre än för de mindre polära aglykonerna [30]. Turner et al. fann att olika glykosidföreningar kan omvandlas av sina respektive aglykoner på mindre än 10 min reaktionstid i vatten från lökavfall [20]. Liknande resultat erhölls av Nkurunziza et al. [81] och Zhang et al. [83] som undersökte extraktionen av fyra flavonoider från okara respektive från Puerariae lobata.

Anti-aging（,

Klicka här för att veta mer

Olika arbeten har publicerats om extraktionseffektivitet och utvinningsaktiviteter genom att samarbeta med SBWE med hetvattenextraktion (HWE)[15], maceration [76]Soxhlet [50,81, ultraljudsassisterad extraktion (UAE)[93,103], mikrovågs- assisterad extraktion (MAE)[93,103] och återflödesextraktion [83]. Alla fann att SBWE var effektivare eller åtminstone likvärdig med andra extraktionsmetoder om bara ett lösningsmedel användes. Durovic och medarbetare [103] har valt vatten som ett lämpligt lösningsmedel för ytterligare extraktion baserat på extraktionseffektiviteten hos sex olika lösningsmedel (vatten, aceton, 96 procent etanol, metylenklorid, n-hexan och etylacetat). SBWE har det högsta totala innehållet av polyfenoler (TP) och flavonoider samt antioxidantaktivitet. Cytotoxisk aktivitet och antimikrobiella aktiviteter mot Staphylococcus aureus bekräftades. Dessutom har Marin et al. [99] har samarbetat med en möjlig bättre passform av vätskeextraktion under tryck för prenylflavonoider, och tre lösningsmedel (hexan, etanol och vatten) användes. De drog slutsatsen att vätskeextraktion under tryck med etanol som lösningsmedel efter att ha använt hexan är bättre än att bara använda vatten för prenylflavonoider. När en sekventiell extraktion användes, där lösningsmedel användes i en ordning med ökande polaritet (först hexan, senareetanoloch slutligen vatten), förbättrades inte utbytena. Olika extraktionsmetoder har betydande inverkan på selektiviteten hos dessa processer.

Såsom visas i tabell 1 har effekten av extraktionstemperatur och tid större I Mpacts på extraktionseffektiviteten än tryck och prov-extraktionsvätskeförhållande. Den optimala extraktionstemperaturen och tiden sammanfattas i figur 6. Den optimala extraktionstemperaturen för flavonoider är mellan 150 och 200 grader och extraktionstiden är mellan 10 och 50 minuter.

4.2. Polyfenoler

Polyfenoler, även kända som polyhydroxifenoler, är en strukturell klass som huvudsakligen är naturlig, genom närvaron av mer än en fenolenhet och berövas kvävebaserade funktioner. Många frukter, grönsaker, örter, teblad, nötter och alger innehåller höga halter av naturligt förekommande pHenoler. Det har rapporterats att polyfenoler kan motstå oxidation [31]. Som visas i tabell 2, extraktioner avpolyfenolerkan utföras antingen med användning av ett enda lösningsmedel såsom vatten, metanol, etanol eller en blandning av lösningsmedel såsom etanol-vatten och metanol-vatten-myrsyra.

De flesta experiment har visat att SBWE är överlägsen maceration, Soxhlet och MAE [109,112,125], medan Vladic et al. drog slutsatsen att de lägre temperaturerna för SBWE är mer bekväma för valorisering av granatäppleskal och MAE är effektivare än SBWE för extraktion av pHenoler från granatäppleskal samtidigt som man erhåller ett 5-hydroximetylfurfuralfritt extrakt [109].

Improve immunity

Cistanche kan förbättra immuniteten

Procyanidiner är en klass av polyfenoler som finns i frukt, grönsaker och spannmål med potenta kemopreventiva aktiviteter. Gao et al. [119] framgångsrikt extraherat procyanidiner med subkritiskt vatten från sorghumkli, lotusfröepikarp, lotusfröskida respektive havtornsfrö. Resultaten visade att extrakt av SBWE hade bättre reducerande kraft, antioxidantförmåga och antiproliferativ förmåga på humana hepatom G2-celler. Dessutom visade sig antioxidant och antiproliferativ aktivitet vara positivt korrelerad med polyfenolkoncentration. Dessutom har Gao et al. har hittat ett liknande resultat, eftersom antioxidanten i havtornsfröextrakten var starkt korrelerad med innehållet av polyfenolerna. De visade att extraktionstiden och förhållandet mellan vatten och fast material var de viktigaste faktorerna som påverkade extraktionsutbytet av polyfenoler och 2,2'-azino-bis-3-etylbenstiazolin-6-sulfonsyra (ABTS)-radikalrening aktiviteten hos extrakten, medan temperaturen uttrycktes som en avgörande faktor.

Curcumin tillhör polyfenoler och är instabilt och dåligt biotillgängligt. Kiama-hallah et al. [128] studerade några parametrar på SBWE-extraktionseffektivitet av curcumin. Optimala extraktionsförhållanden är en temperatur på 140 grader och ett tryck på 10 Mpa. Andra arbeten om SBWE av curcumin finns i litteraturen [29,129-131].

Pinto och hans medarbetare [110] har utvärderat de optimala SBWE-förhållandena för antioxidanter och polyfenoler från kastanjeskal med hjälp av responsytmetodologi (RSM). De optimala extraktionsförhållandena bestämdes med RSM som 220 grader/30 min. Vid 150 grader, TP ochantioxidantaktiviteten minskade, vilket kan orsakas av nedbrytningen av tanninet och bildandet av andra reaktionsprodukter. Dessutom var en koncentration på under 0,1 ug/mL extrakt säker. Återanvändningen av denna biprodukt av kastanjeskal är fördelaktigt för lönsamheten för jordbruksindustrin och för den miljömässiga och ekonomiska hållbarheten. Den optimala extraktionstemperaturen och tiden för SBWE av polyfenoler visas i figur 7. Man kan se att den optimala utvinningstemperaturen och tiden för SBWE av polyfenoler. extraktionstemperaturen är mellan 130 och 200 grader, och tiden är mellan 15 och 35 min.

4.3. Organiska syror

I allmänhet är organiska syror i naturprodukter brett spridda i växternas blad, rötter och frukter. De syntetiska organiska syrorna genom kemisk syntes, enzymatisk katalys och mikrobiell fermentering diskuteras inte i denna recension. Organiska syror är mestadels lösliga i vatten eller etanol och uppvisar sura egenskaper, men de är svåra att lösa i andra organiska lösningsmedel. Det anses allmänt att alifatiska organiska syror inte har någon speciell biologisk aktivitet, men vissa naturliga organiska syror som citronsyra, äppelsyra, vinsyra, askorbinsyra etc. har antibakteriella, antiinflammatoriska, hypoglykemiska, antioxidant- och immunreglerande effekter . Beroende på den organiska syran i fritt tillstånd eller i saltform kan extraktionslösningsmedlen vara vatten, utspädd alkalisk lösning, dietyleter, petroleumeter och cyklohexan och andra lipofila organiska lösningsmedel. En sammanfattning av nyare studier om SBWE av organiska syror visas i tabell 3.

Användningen av SBWE undersöktes för extraktion av gallussyra, klorogensyra, koffeinsyra, ferulsyra, vaniljsyra och kumarsyra från olika matriser. Oundvikligen samextraherades ofta vissa andra aktiva komponenter såsom pHenoler [23], flavonoider [108] proteiner [23]lipider, peptider, aminosyror och andra organiska föreningar. Svarc-Gajic et al. [134] har använt SBWE för extraktion av alkoholer, organiska syror, sockerarter och andra organiska föreningar från både söta och sura körsbärsstammar, och hittat de två provernas kemiska sammansättning liknande. Harun et al. [51]rapporterade lipidextraktion med ett relativt högt innehåll av eikosapentaensyra från Nannochloropsis gaditana, och fann 237 grader och 14 min vara de optimala extraktionsförhållandena.

immunity4

Chun et al.[52] undersökte kraften hos den joniska vätske (L)-assisterade SBWE-metoden för att erhålla olika pHenoliska föreningar från den bruna tången Saccharina japonica och fann den imidazoliumbaserade IL 1-butyl-3- metylimidazoliumtetrafluorborat fungerade som en katalysator. Tillsammans med SBWE gav SBWE plus IL en progressiv förbättring av att extrahera pHenoler. Vid 175 grader var innehållet av galliska, klorogena, gentisiska, protocatechuic, koffeinsyra och sprutsyra i extraktionsprodukter ungefär 1.18-,4.68-, 4.66-, 7 .67-,5.12- och 5.08-faldigt högre än i SBWE. Men p-hydroxibensoesyra hade en liten brist (0.85-faldig vid 175 grader), och vaniljsyra bröts lätt ned i SBWE plus IL.

Raver et al. [38] har tillämpat SBWE på det samtidiga avlägsnandet av oljeextrakt och vattenlösliga extrakt. Det optimala extraktionsutbytet av olja erhölls vid 130 grader och massa/prov på 1:20 g/ml efter 30 min. Hydrolys av ester- och glykosidbundna antioxidanter inträffade, vilket gav olja med mycket högre antioxidantkapacitet än olja extraherad med Soxhlet-metoden (n-hexan). Dessutom Abdelmoez och medarbetare [39]

har också samarbetat effektiviteten av vattenextrakt och n-hexanextrakt från bomullsfrö. De optimala oljeutvinningsförhållandena är 270 grader, 30 min, och partikelstorleken är mindre än 0,5 mm.

Den optimala SBWE-extraktionstemperaturen och -tiden visas i figur 8. Man kan se att den optimala extraktionstemperaturen för organiska syror huvudsakligen är mellan 130 och 240 grader, och tiden är mellan 10 och 50 min.

4.4. Glycosider

Glykosider är föreningar i vilka sockerarter eller sockerderivat är bundna till en annan typ av icke-sockersubstans (även kallade aglykoner, ligander eller substituenter). Glykosider är sammanlänkade genom en O-N-, S- eller C-glykosidbindning mellan ett socker och en icke-sockerkomponent, som finns allmänt i roten, stjälkar, blad, blommor och frukter hos växter. De flesta glykosider är färgade kristaller, och i allmänhet lite bittra.

Glykosider extraherade av SBWE har visat sig ha antioxidantaktiviteter och tyrosinashämmande aktivitet, som visas i tabell 4[36,144-152]. Gao et al.[144] har utfört SBWE av pHenoliska föreningar från granatäpplefrörester vid 80-280 grader C. Resultaten visade att TP ökade med ökningen av extraktionstemperaturen från 80 grader till 220 grader och minskade från 220 grader till 280 grader . Vid {{9 }} grad ledde brottet av bindningarna till ökningen av TP, men en högre temperatur fick pHenolerna att brytas ned. Dessutom samarbetade de SBWE med lakning och UAE med vatten (rumstemperatur) och organiska lösningsmedel, nämligen metanol, etanol och aceton. TP- och antioxidantkapaciteten hos SBWE (120 grader) var inte lika hög som organiska lösningsmedel; med avseende på extraktionstiden (2 timmar för urlakning mot 30 min för SBWE) och toxicitet, är subkritiskt vatten mer acceptabelt. Meng och Cheng [149] har studerat 13 pHenoliska föreningar och 20 oorganiska element av Erigeron breviscapus. De har också hittat liknande resultat, eftersom glykosiderna inte är stabila vid hög temperatur och med lång extraktionstid. Till exempel är scutellarein och apigenin aglykonerna av motsvarande scutellarin och apigenin 7-glukuronid, när glykosidbindningar vid hög temperatur blir instabila och börjar sönderfalla till dess glykon och aglykon. Haznedaroglu et al. [147] har optimerat parametrarna som temperatur, extraktionstid och flödeshastighet. Temperatur och extraktionstid hittades som de mest effektiva parametrarna för TP och totala flavonoider medan extraktionstid och flödeshastighet för antocyanininnehåll. Dessutom var temperatur och tid de ledande parametrarna för effektiviteten av extrakt på tyrosinasinhibering.

Den optimala extraktionstemperaturen och tiden för glykosider i SBWE visas i figur 7. Den optimala extraktionstemperaturen för organiska syror är mellan 100 och 160 grader och tiden är mellan 20 och 60 min.

4.5. Kolhydrater

Kolhydrater är en mycket vanlig term som inkluderar sockerarter, stärkelse och cellulosa, som är en viktig klass av organiska föreningar som är utbredda i naturen. Sackariderna är indelade i fyra grupper: monosackarider, disackarider, oligosackarider och polysackarider. Som visas i tabell 5 har kolhydrater extraherade av SBWE antioxidanter [153], antimitotiska [154] och tillväxthämmande effekter [55].

Traditionella extraktionslösningsmedel använder ofta alkalisk lösning [154], sur lösning [156] och vatten som extraktionslösningsmedel [157]. Chun et al.[154] utförde SBWE från Pseuder-anthem palatiferum Radlk och co Mpared den med en konventionell teknik med användning av 0.1 M natriumhydroxid. Konjugat erhållna från SBWE vid 150 grader uppvisade bättre antikoagulerande aktivitet än de som hittades vid 200 grader och var likvärdiga med den konventionella tekniken. Villamiel et al.[156] och Zhang et al. [159] använde citronsyralösning för att justera pH till 3,0, 5,0, respektive.Co Jämfört med konventionell extraktion med citronsyra kan SBWE erhålla högre pektinutbyte, högre galakturonsyrahalt och en högre grad av metylförestring. På liknande sätt har Chun et al. [158] och Goosen et al. [169] utförde SBWE och co Mpared det med konventionell extraktion med användning av 0,05 M HCl. De fann alla att SBWE-effektiviteten var betydligt högre jämfört med de konventionella metoderna.

2 (1)

SBWE och andra tre innovativa teknologier UAE, MAE och superkritisk vätskeextraktion (SFE) har kombinerats eller kopplats ihop. Duan et al. [56] har använt UAE för att framgångsrikt extrahera huvudingrediensen polysackarider från Lentinus edodes. En Box-Behnken-design (BBD) användes för att optimera UAE-tillståndet inklusive extraktionstemperatur, extraktionstid, vätske-till-fastämnesförhållande och ultraljudseffekt. Det visades att UAE-provet har bättre antioxidantaktiviteter tillsammans med andra extraktionsmetoder (SBWE, UAE). Morales et al.[57] har funnit att UAE eller SBWE (200 grader ,11,7 Mpa) var mer effektiva för att erhålla -glukanberikade fraktioner från shiitakesvamp. De avslöjade att en kombination av UAE plus SBWE-extrakt visade högre glukosnivåer och lägre mannos- och galaktosrester än de andra extraktioner, vilket tyder på viss extraktionsspecificitet mot -glukaner. Dessutom behöll extrakten som erhölls efter en kombination av teknologier delvis sina immunmodulerande egenskaper, men de visade höga hypokolesterolemiska aktiviteter enligt in vitro-studier.

Sagittaria sagittifolia L. är en hälsosam matkälla och ett återställande medel för adjuvansbehandling av tuberkulos, nattblindhet, pankreatit, diabetes, trakeit och urinvägsinfektioner. Ma och hans team [35] har utfört kontinuerligt arbete med karakterisering, antioxidant och immunologiska aktiviteter av SBWE-extrakt från S.sagittifolia L. Extraktets strukturella egenskaper klargjordes med hjälp av högpresterande vätskekromatografi (HPLC), gaskromatografi (GC) , svepelektronmikroskopi (SEM), infraröd spektroskopi (IR), atomkraftsmikroskopi (AFM), zetapotential och kongoröda metoder.

Extraherade polysackarider uppvisade starkare antioxidantaktivitet in vitro och mer potent immunmodulerande aktivitet. Därför har polysackariderna extraherade från S.sagittifolia L. med SBWE potential att användas som immunreaktiva medel i medicin och funktionella livsmedel. Plaza et al. har hittat Maillard, karamellisering och deras oxidation och Folin-reaktion från mikroalger, makroalger och rosmarinprover. Det är första gången som nybildningen av antioxidanter under SWE-extraktion av olika naturprodukter verifieras [165]. Ibland kan de höga driftstemperaturerna generera nya bioaktiva föreningar, och SBWE är en mycket lovande teknik för att få fram bioaktiva föreningar från naturliga produkter. Som visas i figur 9 är den optimala extraktionstemperaturen för organiska syror mellan 120 och 180 grader, och tiden är mellan 10 och 40 minuter.