مقایسه روش HS-SPME و روش نوآورانه نفوذ بخارآب به کمک ریزموج(MSHD) در استخراج ترکیبات فرار و اسانس از گیاهان دارویی و معطر

محورهای موضوعی : اکوفیزیولوژی و فیتوشیمی گیاهان دارویی و معطر

سیده منصوره معمارزاده ¹ , عبدالله قاسمی پیربلوطی ² , علی غلامی ³ , سید احمد نوربخش ⁴

1 - خیابان آیت الله کاشانی- خیابان هواشناسی- معاونت غذا و داروی دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد- آزمایشگاه کنترل مواد غذایی- سیده منصوره معمارزاده-
2 - تهران- شهرقدس- دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرقدس
3 - کاشان- قطب راوندی- دانشگاه کاشان- گروه شیمی
4 - اداره تغذیه- معاونت دانشجویی و فرهنگی- دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد- شهرکرد- ایران

تاریخ دریافت : 1401/12/16 تاریخ پذیرش : 1402/03/26 تاریخ انتشار : 1402/03/31

کلید واژه: اسانس, ترکیبات فرار, ریزموج, مرزه, میکرو استخراج,

چکیده مقاله :

روش استخراج بر بازده و نوع ترکیبات شیمیایی حاصل از گیاهان دارویی و معطر موثر است و مطالعه گیاهان بر اساس پروفایل شیمیایی آن ها صورت می گیرد، لذا هدف از این تحقیق مقایسه پروفایل شیمیایی ترکیبات فرار و اسانس گیاه مرزه بختیاری به روش Head space solid phase microextraction (HS-SPME) و روش نوآورانه نفوذ بخار آب به کمک ریزموج Microwave assisted steam hydrodiffusion (MSHD) است. گیاه مرزه بختیاری با استفاده از بالن دو طبقه مخصوص (شماره ثبت اختراع 89031) به روش نوآورانه MSHD و روش HS-SPME با GC/MS آنالیز شد. آزمون های آماری اختلاف معنی دار در پروفایل شیمیایی ترکیبات را نشان داد. به طوری که بیشترین میزان مونوترپن‌های هیدروکربنه با استفاده از روش HS-SPME و بیشترین میزان مونوترپن های اکسیژنه با استفاده از روش MSHD حاصل شد. اختلاف معنی داری بین میزان تیمول، کارواکرول، پارا-سایمن، گاما-ترپینن در دو روش وجود داشت. بیشترین درصد ترکیبات پارا-سایمن و گاما-ترپینن مربوط به روش HS-SPME بود و تیمول و کارواکرول کاهش معنی داری نشان دادند. بیشترین میزان تیمول و کارواکرول با استفاده از روش MSHD به دست آمد. کاهش زمان استخراج (30 دقیقه)، بازده بالا (2/1 درصد)، ذخیره انرژی (انرژی مصرفی 53/0کیلو وات ساعت)، افزایش مونوترپن‌های اکسیژنه (75/3 ± 06/68 درصد)، فعالیت ضد اکسیدانی و میزان فنول کل بالا موجب شده است که MSHD، روش نوآورانه و بهینه استخراج اسانس از گیاه مرزه بختیاری باشد. در روش استخراج به کمک ریزموج، زمان کوتاه استخراج، ذخیره انرژی، بازده بالا و همچنین کیفیت خوب اسانس باعث شده است که این "تکنولوژی سبز و دوست دار طبیعت" به عنوان ابزاری نوید بخش جهت استخراج اسانس از گیاهان دارویی و معطر در صنایع مختلف مورد توجه قرار گیرد. در روش HS-SPME مونوترپن های هیدروکربنه (54/1 ± 73/75 درصد) به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافتند. در نهایت می توان گفت که روش HS-SPME یک روش ساده و منحصر به فرد جهت شناسایی و اندازه گیری ترکیبات فرار و سبک در گیاهان دارویی است.

چکیده انگلیسی:

Introduction: Medicinal plants are those plants whose organs have effective medicinal compounds. Due to the good clinical experiences, these plants have a special place in treatment and do not have destructive effects on the environment. Secondary metabolites have a great effect on plant protection, and essential oils are an important group of secondary compounds. Since the extraction method is effective on the yield, percentage and type of chemical compounds obtained from medicinal, spicy and aromatic plants and also the examination of different plants is done based on their chemical profile, so the purpose of this research is to compare the chemical profile of the Bakhtiari savory. Satureja bachtiarica Bunge. as a species of Lamiaceae family by head space solid phase micro extraction (HS-SPME) and microwave –assisted steam hydro-diffusion (MSHD) method.Experimental:  The aerial parts of Satureja bachtiarica Bunge. were collected in the beginning of May from the mountans of Chaharmahal and Bakhtiari province up to 5 cm above the ground level in 2021, and after confirming the herbarium number and drying in standard conditions, essential oil extraction was performed in a special balloon (patent number: 89031 in Iran) in a microwave device. And the obtained essential oil was analyzed by gas chromatography/mass spectrometery (GC/MS). The amount of 0.5 grams of the plant was directly tested in a 20 ml glass vial for 20 minutes at 85 degrees Celsius by (HS-SPME/GC/MS). No more than 5 days have passed since the plant was prepared.Results and Disscussion: The results of statistical tests showed a significant difference in the chemical profile of essential oils obtained from two different extraction methods (p≤0.05). The highest amount of hydrocarbon monoterpenes was obtained from the (HS-SPME) method, while the highest amount of oxygenated monoterpenes was obtained from the (MSHD) method. There was a significant difference between the main compounds of essential oils obtained from different extraction methods, including thymol, carvacrol, para-cymene, gamma-terpinene (p≤0.05). The highest percentage of p-cymene and Ɣ-terpinene was related to the (HS-SPME) method, while the two main compounds of the essential oil, thymol and carvacrol, had a significant decrease in this method. In addition, the highest amount of thymol and carvacrol was obtained from the (MSHD) method. The advantages of this innovative extraction method are reduction of extraction time (30 minutes), high yield of essential oil (1.2%), energy saving (consumed energy 0.53 kWh), increase of oxygenated monoterpenes (68.06 ±3.75%), antioxidant activity and high amount of total phenol. Microwave-assisted steam hydro diffusion (MSHD) is the optimal method for extraction of essential oil from Bakhtiari savory. In the microwave-assisted extraction method, short extraction time, energy saving, high efficiency, and good quality of the obtained essential oil have made this "Green and eco-friendly technology " as a promising tool for extracting essential oils from medicinal plants and aromatic herbs in pharmaceutical, food, cosmetic, health and perfumery industries.In the phytochemical analysis of Satureja bachtiarica Bunge. by (HS-SPME) method, the amount of hydrocarboned monoterpenes increased significantly (75.73 ± 1.54%), it can be concluded that (HS-SPME) method is a reliable, simple and unique method for Identification and measurement of volatile and light compounds in medicinal, spicy and aromatic plants.