Ekstraktionsforhold

2.38.6.1.1 Fast-Flydende ekstraktion (SLE)

ekstraktionen af phenolforbindelser med SLE er traditionelt udført under anvendelse af methanol, ethanol, acetone eller blandinger af disse opløsningsmidler med vand. Derefter kan en yderligere fraktionering udføres ved væskepartitionering (LLE), normalt med geksan eller ethylacetat, som kan ende i en oprydning ved SPE eller i en søjlekromatografifraktionering (Ajila et al., 2010). For eksempel er denne traditionelle arbejdsgang blevet anvendt til at opnå ekstrakter beriget med cucurbitaciner og flavonoider fra Ecballium elaterium, startende med et råekstrakt fremstillet af SLE med ethanol 96% ved et opløsningsmiddel til prøveforhold på 20 mL g−1. Fraktioneringen af råekstraktet med ethylacetat gav et ekstrakt med antioksidant og antiinflammatoriske aktiviteter (Bourebaba et al., 2018). Ikke desto mindre er dette ikke den mest miljøvenlige tilgang, og det anbefales at erstatte den med strategier, der fører til reduktion i forbruget af opløsningsmidler, tid og i fordampningstrinnene.

brugen af rent vand er en af de billigste og nemmeste muligheder for at udføre SLE. Det bruges i vid udstrækning til at fremstille ekstrakter fra planter, mad og madaffald for at undersøge deres kemiske sammensætning og potentielle sundhedseffekter. Anvendelsen af SLE med kogende vand er ganske interessant, fordi det emulerer de processer, der forekommer under infusion eller afkogning af planter, så sammensætningen af disse ekstrakter skal svare til den kemiske profil af de analoge forbrugte urtete. Derudover kan vandekstrakter af madaffald med potentiel biologisk aktivitet let skaleres op til valorisering af disse produkter. På den anden side kan nogle plantemetabolitter undergå hydrolyse under ekstraktion eller konservering af vandige ekstrakter, og vand er et godt medium til vækst af bakterier., 2018). Fjernelse af opløsningsmiddel er også en ulempe, da vand ikke let fordampes, og frysetørring kræver en høj energiforsyning og er tidskrævende; dette er ofte et påkrævet Trin, fordi frysetøningscyklusser produceret som en konsekvens af bevarelsen af ekstrakterne ved lave temperaturer kan nedbryde forbindelserne af interesse. Disse ulemper overvindes sædvanligvis ved anvendelse af blandinger af vand med andre organiske opløsningsmidler.

gode eksempler på anvendelse af grønne opløsningsmidler til ekstraktion af biologisk aktive phenolforbindelser er flere undersøgelser, der er blevet offentliggjort for nylig for SLE af phenolforbindelser fra forskellige Salvia-arter. Maceration af Salvia eriophora (Bursal et al., 2019) og Salvia ampleksicaulis Lam. (Alimpi Kris et al., 2017) med vand (10 mL g−1) producerede lovende ekstrakter med hæmmende aktivitet mod f.eks acetylcholinesterase (AChE), relateret til neurodegenerative veje. Vandekstrakter fra forskellige salviaarter viste forskellig phenolprofil, men den kemiske profil af ethanolekstrakt af den samme art var analog med den vandige, så det alkoholiske ekstrakt var også bioaktivt (Alimpi Larin et al., 2017). I begge undersøgelser blev methanol også testet som opløsningsmiddel, da det giver et højt udbytte af phenolforbindelser. Methanol er lidt mere polær og billigere end ethanol, og det er lettere at fordampe på grund af dets lavere kogepunkt; på grund af dets dårligere miljøegenskaber erstattes methanol i stigende grad af ethanol eller ethanol/vandblandinger. På trods af brugen af grønne opløsningsmidler er den foreslåede ekstraktionsmetode imidlertid tidskrævende og kan forbedres, da den foreslåede ekstraktion af S. eriophora og S. ampleksicaulis Lam. blev udført for henholdsvis 12 h og 24 h. Ekstraktion under tilbagesvaling ved hjælp af en Sochlet-ekstraktor kan bidrage til at reducere den tid, der er nødvendig for at genvinde de bioaktive forbindelser fra prøven. For eksempel blev Sokhlet-ekstraktion af bioaktive forbindelser fra grønne kaffebønner med ethanol opnået i 5 timer (Resende Oliveira et al., 2019).

SLE ved hjælp af ethanol, vand og deres blandinger er blevet anvendt til nyttiggørelse af phenolforbindelser og flavonoider fra biprodukter fra forskellige fødevareindustrier med det primære mål at valorisere produkter, der normalt betragtes som affald. For eksempel viste SLE ved hjælp af 80% ethanol i vand en effektiv genopretning af polyfenoler fra pomace (hud og frø) af forskellige rødvinsorter i vinindustrien (Makris, 2018). En blanding af ethanol/vand 70:30 (v/v) blev anvendt til genvinding af phenolforbindelser fra Citrus reticulata Blanco peel, et andet fødevareindustrielt biprodukt. Ekstraktet blev opnået ved kogning af prøven i opløsningsmidlet i løbet af 60 minutter med et opløsningsmiddel / prøveforhold på 20 mL g−1. Det oprensede ekstrakt af SPE præsenterede antiproliferativ aktivitet mod BT-475 humane brystcarcinomceller (Ferreira et al., 2018). Denne fremgangsmåde er ganske interessant ud fra Det grønne kemiske synspunkt, da valoriseringen af et biprodukt bidrager til cirkulær økonomi og bæredygtighed, og den foreslåede ekstraktionstid på 1 time for at opnå bioaktive ekstrakter er mere levedygtig end macerationstider i området 12 h til 24 h. selv en mere reduceret ekstraktionstid blev foreslået til genopretning af bioaktive phenolforbindelser fra bladene af træer (Actinidia deliciosa), betragtes som spild af frugtindustrien. I denne applikation blev 10 min kogende vand anvendt i et opløsningsmiddel til prøveforhold på 10 mL g−1, og SLE-trinnet blev efterfulgt af ethanolisk udfældning af fibrene. Virkninger på proteinprofilen og inhiberingseffekten over AChE blev observeret, hvilket viste potentialet for vandekstraktet af dette biprodukt., 2018).

udover phenolforbindelser anvendes vand-og ethanolkombinationer i vid udstrækning til konventionel ekstraktion af kulhydrater. For eksempel er SLE med vand blevet anvendt til ekstraktion af interessante polysaccharider fra svampen Hericium erinaceus. Kogende vand (15 mL g−1, 1h, to gange) blev anvendt til opnåelse af en rå polysaccharidfraktion, og derefter blev en koncentreret polysaccharidfraktion opnået ved ethanoludfældning. Dette ekstrakt blev udsat for proteinudfældning og dialyseret for at opnå et raffineret ekstrakt. Disse fraktioner blev leveret til mus ved oral administration, og der blev observeret en forbedring af kolonhelsen., 2018c).

fra alle de eksponerede hidtil er det let observeret, at phenolforbindelser og kulhydrater er polære molekyler, der er egnede til at blive ekstraheret med vand og ethanol, men mindre polære grønne opløsningsmidler er nødvendige til ekstraktion af molekyler som carotenoider eller lipider. Disse ikke-polære analytter er traditionelt blevet ekstraheret med chloroform/methanolblandinger, og deres erstatning med mere miljøvenlige opløsningsmidler til konventionel SLE er en udfordrende opgave. I denne henseende er der foreslået en chloroformfri metode til total lipidekstraktion af dyrevæv baseret på SLE med butanol/methanol (3:1) blanding (ca. 10 liter mg-1) efterfulgt af LLE med eddikesyre 1% og heptan/ethylacetat (3:1) blanding (L liter et al., 2016). Denne metode var overlegen genvindende lipider end den konventionelle Folch-metode baseret på anvendelsen af chloroform/methanol (2:1) blanding og også bedre end lipidekstraktionen med methyltert-butylether (MTBE). Ikke desto mindre er ikke alle opløsningsmidler, der anvendes i den foreslåede protokol, miljøvenlige, selvom ethvert chloreret opløsningsmiddel er inkluderet.

endelig er det værd at nævne et eksempel på brugen af SLE med miljøvenlige opløsningsmidler i fødevaresikkerhedsapplikationer. I denne henseende er den mest populære ekstraktionsmetode til analyse af pesticidrester den såkaldte køers metode (akronym for hurtig, let, billig, effektiv, robust og sikker), baseret på SLE efterfulgt af dispersiv SPE (dSPE) til oprydning af ekstrakterne (http://quechers.cvua-stuttgart.de). Polære pesticider ekstraheres normalt ved hjælp af acetonitril eller methanol før deres analyse ved højtydende væskekromatografi (HPLC), men mindre polære pesticider ekstraheres ved det miljøvenlige ethylacetatopløsningsmiddel, forudgående gaskromatografi (GC) analyse. Som eksempler er to metoder til analyse af pesticidrester i frugt og grøntsager (UCL Karrus et al., 2014)og i slik (g., 2017) er inkluderet i tabel 1, begge baseret på Køterekstraktion med ethylacetat.