extrakciós Arány

2.38.6.1.1 szilárd-folyadék extrakció (SLE)

a fenolos vegyületek SLE általi extrakcióját hagyományosan metanollal, etanollal, acetonnal vagy ezeknek az oldószereknek vízzel való keverékével végezték. Ezután további frakcionálást végezhetünk folyékony particionálással (LLE), általában hexánnal vagy etil-acetáttal, amely SPE-vel vagy oszlopkromatográfiás frakcionálással (Ajila et al., 2010). Például ezt a hagyományos munkafolyamatot használták az ecballium elaterium cucurbitacinokban és flavonoidokban dúsított kivonatok előállításához, kezdve az SLE által 96% – os etanollal készített nyers kivonattal, 20 mL g−1 oldószer / minta arány mellett. A nyers kivonat etil-acetáttal történő frakcionálása antioxidáns és gyulladáscsökkentő hatású kivonatot eredményezett (Bourebaba et al., 2018). Mindazonáltal ez nem a leginkább környezetbarát megközelítés, és ajánlott lenne olyan stratégiákkal helyettesíteni, amelyek az oldószerek fogyasztásának, az időnek és a párolgási lépéseknek a csökkenéséhez vezetnek.

a tiszta víz használata az egyik legolcsóbb és legegyszerűbb lehetőség az SLE végrehajtására. Széles körben használják növényi kivonatok, élelmiszerek és élelmiszer-hulladékok előállítására kémiai összetételük és lehetséges egészségügyi hatásaik tanulmányozására. Az SLE forrásban lévő vízzel történő felhasználása nagyon érdekes, mivel emulálja a növények infúziója vagy főzése során bekövetkező folyamatokat, ezért ezeknek a kivonatoknak az összetételének hasonlónak kell lennie az analóg fogyasztott gyógyteák kémiai profiljához. Ezenkívül a potenciális biológiai aktivitással rendelkező élelmiszer-hulladék vízkivonatai könnyen méretezhetők e termékek valorizálásához. Másrészt egyes növényi metabolitok hidrolízisen mennek keresztül a vizes kivonatok kivonása vagy megőrzése során, és a víz jó közeg a baktériumok növekedéséhez (Belwal et al., 2018). Az oldószer eltávolítása szintén hátrány, mivel a víz nem könnyen elpárolog, és a fagyasztva szárítás nagy energiaellátást igényel, és időigényes; ez általában szükséges lépés, mert a kivonatok alacsony hőmérsékleten történő megőrzése következtében keletkező fagyasztási-olvadási ciklusok lebonthatják a kérdéses vegyületeket. Ezeket a hátrányokat általában a víz keverékeinek más szerves oldószerekkel történő felhasználásával oldják meg.

a zöld oldószerek biológiai aktív fenolos vegyületek extrakciójára történő alkalmazásának jó példái számos olyan tanulmány, amelyet az utóbbi időben publikáltak a különböző Salvia Fajok fenolos vegyületeinek SLE-jéről. Salvia eriophora kivonatolása (Bursal et al., 2019) és Salvia amplexicaulis Lam. (Alimpi ons et al., 2017) vízzel (10 mL g−1) ígéretes kivonatokat állítottak elő gátló aktivitással olyan enzimekkel szemben, mint az acetilkolinészteráz (AChE), amelyek neurodegeneratív útvonalakkal kapcsolatosak. A különböző salvia fajokból származó vízkivonatok eltérő fenolprofilt mutattak, de ugyanazon faj etanolkivonatának kémiai profilja analóg volt a vizes kivonattal, így az alkoholos kivonat szintén bioaktív volt (Alimpi 6 et al., 2017). Mindkét vizsgálatban a metanolt oldószerként is tesztelték, mivel magas fenolos vegyületek hozamát biztosítja. A metanol valamivel polárisabb és olcsóbb, mint az etanol, és alacsonyabb forráspontja miatt könnyebb elpárologni; rosszabb környezeti jellemzői miatt azonban a metanolt egyre inkább etanol vagy etanol/víz keverékek váltják fel. Mindazonáltal a zöld oldószerek használata ellenére a javasolt extrakciós módszer időigényes és javítható, mivel a S. eriophora és S. amplexicaulis Lam javasolt extrakciója. 12 órán át, illetve 24 órán keresztül végeztük. A reflux alatt Soxhlet extrahálóval történő extrahálás hozzájárulhat a bioaktív vegyületek mintából történő kinyeréséhez szükséges idő csökkentéséhez. Például, Soxhlet kivonása bioaktív vegyületek zöld kávébab etanollal kaptunk 5 h (Resende Oliveira et al., 2019).

az etanolt, vizet és ezek keverékeit használó SLE-t különböző élelmiszeripari melléktermékekből származó fenolos vegyületek és flavonoidok visszanyerésére alkalmazták azzal a fő céllal, hogy olyan termékeket értékeljenek, amelyek általában hulladéknak minősülnek. Például az SLE, amely 80% – os etanolt használ vízben, a különböző vörösborfajták törkölyéből (héjából és magjából) származó polifenolok hatékony visszanyerését mutatta a boriparban (Makris, 2018). Etanol/víz 70:30 (v/v) keveréket használtunk a fenolos vegyületek kinyerésére a Citrus reticulata Blanco héj, egy másik élelmiszeripari melléktermék. Az extraktumot a minta oldószerben történő forralásával kaptuk 60 perc alatt, 20 mL g−1 oldószer / minta arány mellett. Az SPE által tisztított kivonat antiproliferatív hatást mutatott a BT-475 humán emlőkarcinóma sejtekkel szemben (Ferreira et al., 2018). Ez a megközelítés nagyon érdekes a zöld kémia szempontjából, mivel a melléktermék valorizálása hozzájárul a körforgásos gazdasághoz és a fenntarthatósághoz, és a bioaktív kivonatok előállításához javasolt 1 órás extrakciós idő életképesebb, mint a 12 h-tól 24 h-ig terjedő macerációs idő. még egy rövidebb extrakciós időt javasoltak a bioaktív fenolos vegyületek kinyerésére a kivi fák leveleiből (Actinidia deliciosa), amelyet a gyümölcsipar pazarlásának tekintenek. Ebben az alkalmazásban 10 perc forrásban lévő vizet használtunk 10 mL g−1 oldószer / minta arányban, majd az SLE lépést a szálak etanolos kicsapódása követte. Megfigyelték a fehérjeprofilra és az AChE-re gyakorolt gátló hatást, megmutatva a melléktermék vízkivonatának potenciálját (Henriques et al., 2018).

a fenolos vegyületek mellett a víz és az etanol kombinációkat széles körben használják a szénhidrátok hagyományos extrakciójához. Például az SLE-t vízzel használták érdekes poliszacharidok kinyerésére a Hericium erinaceus gombából. Forró vizet (15 mL g−1, 1H, kétszer) használtunk nyers poliszacharid frakció előállításához, majd ezt követően koncentrált poliszacharid frakciót kaptunk etanolos kicsapással. Ezt a kivonatot protein kicsapásnak vetettük alá, és dializáltuk, hogy finomított kivonatot kapjunk. Ezeket a frakciókat szájon át adták egereknek, és a vastagbél egészségének javulását figyelték meg (Wang et al., 2018c).

az összes eddig kitett anyagból könnyen megfigyelhető, hogy a fenolos vegyületek és a szénhidrátok poláris molekulák, amelyek alkalmasak vízzel és etanollal történő extrahálásra, de kevesebb poláris zöld oldószerre van szükség a molekulák, például a karotinoidok vagy a lipidek extrahálásához. Ezeket a nem poláros analitokat hagyományosan kloroform / metanol keverékekkel extrahálták,és környezetbarátabb oldószerekkel való helyettesítésük a hagyományos SLE számára kihívást jelent. E tekintetben kloroformmentes módszert javasoltak az állati szövetek teljes lipid extrakciójára SLE alapján butanol / metanol (3:1) keverékkel (kb. 10 ml mg-1), amelyet LLE követ 1% – os ecetsavval és heptán/etil-acetát (3:1) keverékkel (l)., 2016). Ez a módszer jobb volt a lipidek visszanyerése, mint a kloroform/metanol (2:1) keverék használatán alapuló hagyományos Folch módszer, valamint jobb, mint a metil-terc-butil-éterrel (MTBE) végzett lipid extrakció. Mindazonáltal a javasolt protokollban használt összes oldószer nem környezetbarát, bár bármilyen klórozott oldószert tartalmaz.

végül érdemes megemlíteni egy példát az SLE környezetbarát oldószerekkel történő használatára az élelmiszerbiztonsági alkalmazásokban. Ebben a tekintetben a peszticid-szermaradványok elemzésének legnépszerűbb extrakciós módszere az úgynevezett QuEChERS-módszer (a quick, easy, cheap, effective, robusztus and safe rövidítése), amely az SLE-n alapul, amelyet a kivonatok tisztítására szolgáló diszperzív SPE (dspe) követ (http://quechers.cvua-stuttgart.de). A poláris peszticideket általában acetonitril vagy metanol alkalmazásával extrahálják, mielőtt nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával (HPLC) elemeznék őket, de kevesebb poláris peszticidet extrahálnak a környezetbarát etil-acetát oldószerrel, előzetes gázkromatográfiás (GC) elemzéssel. Példaként a gyümölcsökben és zöldségekben található peszticid-szermaradványok elemzésére szolgáló két módszer (UCL Xhams et al., 2014), valamint a cukorkákban (G Enterprez et al., 2017) az 1.táblázat tartalmazza, mindkettő a QuEChERS etil-acetáttal történő extrakcióján alapul.