برای اطلاع از آخرین مقالات علمی و اخبار کرونا(COVID-19) کلیک کنید

مشخصات

عنوان:

استخراج و شناسایی ترکیبات زیست فعال زرشک بیدانه با استفاده از روشهای استخراج فوق بحرانی CO2 و مادون بحرانی آب



گروه تخصصی:  کشاورزی و منابع طبیعی

سازمان مجری:  پژوهشکده علوم و صنایع غذایی 

گروه پژوهشی: 

پژوهشگران: 
مسکوکی عبدالمجید (مسئول طرح)
مرتضوی سیدعلی (مسئول طرح)
شریفی اکرم (همکار طرح)
اقتداری سمانه (همکار طرح)
رحیمی نرگس (همکار طرح)

تاریخ خاتمه:  1393

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 

نشانی سازمان مجری: 
 

چکیده:

زرشک یکی از گیاهان بومی کشور ایران می باشد. جنس زرشک دارای بیش از 660 گونه است که فقط یک نوع آن زرشک بی دانه به عنوان محصول باغی واقتصادی پرورش می یابد وآنچه به نام زرشک در ایران وجود دارد از نوع زرشک بی دانه Berberis vulgaris واریته Asperma می باشد و در این سرزمین نیز در منطقه جنوب خراسان و عمدتا در دو شهرستان قاین و بیرجند تولید می گردد، لذا دانش و پرورش زرشک بی دانه بومی ایران است و تقریبا 98 درصد تولید آن به خراسان جنوبی مربوط می شود، البته زرشک دانه دار که مصارف دارویی داشته و برای مصارف تغذیه از آن استفاده نمی گردد در اغلب نقاط ایران و دنیا به صورت خودرو مشاهده می شود. ریشه این گیاه منبع آلکالوئیدهای بربرین و بربامین است. این آلکالوئیدها دارای خاصیت آنتی اکسیدانی و ضد سرطانی هستند. میوه زرشک دارای ترکیبات با ارزشی ازجمله پلی فنول ها، آنتوسیانین ها، اسید سیتریک، ویتامین ث و دهها ترکیب دیگر می باشد که بعضا شناسایی نشده و روشهای استخراج، فرمولاسیون و تهیه اشکال مختلف خوراکی و دارویی آنها بایستی مورد پژوهش قرار گیرد. کاربرد روش هایی برای استخراج این ترکیبات فراسودمند که بتوان بیشترین ماده عملگر را با کمترین ناخالصی و حداقل تخریب بدست آورد از اهمیت بسزایی برخوردار است. با استفاده از روش های نوین استخراج می توان در حضور مقدار کمی ماده اولیه و حلال در یک زمان کوتاه، فرایند استخراج را با حداقل تغییر در موقعیت ترکیبات با ارزش و تجزیه آنها انجام داد. علاوه بر این، طبق نتایجی که محققان در این زمینه بدست آوردند با کاربرد روش های نوین ارزش تغذیه ای و فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره حاصل نسبت به روش های رایج بالاتر بود. نکته مهم در کاربرد روش های نوین استخراج این است که ارزیابی های اقتصادی برای کاربردهای صنعتی این روش ها باید مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق از روش استخراج با سیال فوق بحرانی دی اکسیدکربن برای استخراج بربرین و بربامین از ریشه زرشک استفاده شد میزان ترکیبات فنولی کل، قدرت رادیکال گیرندگی، میزان بربرین و بربامین استخراج شده به عنوان پاسخ بررسی شده است. در مورد اکثر پاسخ ها فشار بیشترین اهمیت و اثر کمک حلال نیز در رتبه دوم قرار می گیرد. زیرا فشار بالاتر امکان نفوذ موثرتر و استخراج بهتری از بافت چوبی و سخت ریشه را فراهم می آورد. به علاوه به دلیل انتخاب دمای ثابت 60 درجه سانتی گراد که دمای مناسبی برای استخراج از بافت های گیاهی است، تخریب کمتری در ساختار ماده استخراج شده اتفاق می افتد. دی اکسیدکربن غیرقطبی توانایی لازم برای استخراج آلکالوئیدها و سایر ترکیبات قطبی را ندارد. استفاده از کمک حلال آلی متشکل از درصدی آب برای استخراج آلکالوئیدها ضروری است. در ارزیابی موثر بودن روش استخراج با سیال فوق بحرانی برای استخراج آلکالوئیدها مقایسه ای بین نتایج بهینه حاصل از این روش با روش استخراج با حلال آلی صورت گرفت. این نتایج نشان داد که استخراج با سیال فوق بحرانی توانایی کمتری برای استخراج آلکالوئیدها و ترکیبات قطبی مانند پلی فنول ها دارد. برای عصاره استخراج شده توسط دی اکسید کربن فوق بحرانی در بهینه شرایط استخراج، فشار 400 بار، کمک حلال 90%، زمان استاتیک 60 دقیقه، زمان دینامیک 90 دقیقه و دما 60 درجه سانتی گراد، میزان ترکیبات فنولی کل (mg GA/100 g D) 1551.85، قدرت رادیکال گیرندگی 1046.38 (mg/ml) IC50، میزان بربرین (mg/g extract) 1.85 و بربامین (mg/g extract) 2.07 گزارش شد. این نتایج در مقایسه با روش نتایج حاصل از استخراج با حلال اتانول که میزان ترکیبات فنولی کل (mg GA/100 g D) 1887.77 و قدرت رادیکال گیرندگی 820.68 (mg/ml) IC50 نشان دهنده آن است که گرچه این روش، روش مناسبی برای استخراج روغن ها از منابع گیاهی است اما برای استخراج آلکالوئیدها و ترکیبات قطبی به شرایط بهینه برای استخراج نیاز است. هم چنین در این تحقیق بهینه سازی فرایند استخراج مواد زیست فعال موجود در میوه زرشک بیدانه (Berberis vulgaris) به روش سطح پاسخ انجام شد. از چهار روش رایج، آب مادون بحرانی، گاز کربنیک فشار بالا و پرس سرد برای استخراج ترکیبات زیست فعال استفاده گردید. برای همه روش های استخراج طرح مربع مرکزی با تعداد 13 تیمار و 5 تکرار در نقاط مرکزی بکار گرفته شد و اثرات فاکتورهای متغیر بر روی مقدار آنتوسیانین، ویتامین ث، ترکیبات فنلی، فعالیت آنتی اکسیدانی و بازده عصاره استخراج شده از زرشک و همبستگی بین مقدار این ترکیبات مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد شناسایی کروماتوگرافیکی آنتوسیانین ها با HPLC انجام شد و سپس با افزودن عصاره حاوی ترکیبات زیست فعال استخراج شده از میوه زرشک به ماست، پتانسیل تولید یک محصول عملگر و سلامت بخش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد در روش رایج استخراج مقدار قابل توجهی آنتوسیانین (206.361 mg/ml) ترکیبات فنلی (606.812 mgGAL/100 ml) در شرایط بهینه دمای 53.27oC و زمان 120 دقیقه به ثبت رسید. در شرایط بهینه کاربرد آب مادون بحرانی برای استخراج، فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره استخراج شده 91 درصد بر اساس روش DPPH و بازده استخراج نیز 92 درصد گزارش شد و در روش استخراج به کمک گاز کربنیک فشار بالا مقدار آنتوسیانین، ترکیبات فنلی، ویتامین ث، فعالیت آنتی اکسیدانی و بازده استخراج به ترتیب 178.658 mg/ml، 329.815 mgGAL/100 ml، 3468.7 mg/l، 84 و 92 درصد بود. شرایط بهینه در این روش فشار 200 بار و زمان 44.64 دقیقه تعیین گردید. در نهایت شرایط بهینه استخراج با استفاده از پرس سرد فشار 26 مگا پاسکال و زمان 4.48 بدست آمد که در این شرایط مقدار بالای ویتامین ث (3118.55 mg/l) قابل توجه بود. در مقایسه روش های رایج، گاز کربنیک فشار بالا و پرس سرد همبستگی بالایی بین مقدار ترکیبات فنلی، فعالیت آنتی اکسیدانی و مقدار آنتوسیانین و در روش آب مادون بحرانی همبستگی بین مقدار ترکیبات فنلی و فعالیت آنتی اکسیدانی در عصاره استخراج شده از میوه زرشک مشاهده شد. نتایج مقایسه میانگین در مورد نتایج کلی حاصل از تمام روش های استخراج نشان داد از نظر مقدار کمی ترکیبات عملگر بین همه روش ها تفاوت معنی دار وجود داشت (p£0.05) که هر روش را به منظور کاربرد خاصی مناسب می سازد. یافته های این تحقیق نشان داد کاربرد روش سطح پاسخ برای تعیین شرایط بهینه استخراج ترکیبات زیست فعال میوه زرشک روش بسیار موثر و قابل اعتمادی است. در سه روش رایج، گاز کربنیک فشار بالا و پرس سرد سیانیدین 3 و 5 دی گلوکوزید و بعد از آن به ترتیب زمان بازداری، دلفینیدین 3 و 5 دی گلوکوزید، دلفینیدین 3 گلوکوزید، پلارگونیدین 3 و 5 دی گلوکوزید، سیانیدین 3 گلوکوزید و آخرین آنتوسیانین، پلارگونیدین 3 گلوکوزید با بیشترین زمان بازداری، شناسایی شد. در استخراج عصاره زرشک بیدانه با استفاده از آب مادون بحرانی فقط پیک مربوط به دلفینیدین 3 گلوکوزید مشاهده گردید. نتایج افزودن عصاره حاوی ترکیبات زیست فعال استخراج شده از میوه زرشک به ماست، افزایش قابل توجه در ترکیبات فنلی، آنتوسیانین و فعالیت انتی اکسیدانی ماست حاوی عصاره و پودر انکپسوله زرشک در مقایسه با ماست شاهد را نشان داد.



کلیدواژگان:

 
 
Title:

Extraction and identification of bioactive compounds of seedless barberry using supercritical fluid CO2 and subcritical water methods



Abstract:

Keyword(s):