اسانسEssences: مخلوطی از مواد مختلف با ترکیب شیمیایی بسیار متفاوت از یکدیگرند. عموما در حرارت معمولی،حالت مایع دارند و فقط معدودی از آن ها به حالت جامد می باشند. بوی آن ها بسیار قوی است و چون از نظر کلی فرار هستند از این جهت، Huiles volatiles نیز نامیده می شوند. اسانس ها از تقطیر اعضای گیاهان و به ندرت از فشردن قسمت اسانس دار آن ها(مانند اسانس پوست نارنج و لیموترش) به دست می آیند. ویژگی های فیزیکی اسانس ها شبیه یکدیگر است مانند آن که کلیه آن ها،حالت فرار دارند. وزن مخصوص آن ها با مختصر اختلافی معادل یکدیگر است. عموما نیز در یک دسته معینی از حلال ها حل می گردند. قدرت چرخش و اندیس های انکسار اسانس ها در یک حدود است. غالب اسانس ها از آب سبک ترند ولی در بین آن ها،اسانس های سنگین تر از آب مانند اسانس بادام تلخ،اسانس دارچین،اسانس سیر و همچنین اسانس ساسافراسEssence de sadsafrasنیز وجود دارد.
بعضی اسانس ها ترکیب شیمیایی کاملا معین دارند و می توان آن ها را در صنعت تهیه کرد مانند اسانس حاصل از گیاهی به نام Gaultheria procumbens که از سالیسیلات دو متیل(به مقدار 99/8 درصد) و به مقدار خیلی جزئی از بورنئول و Gaulthe`rile`ne تشکیل یافته است.
مکانیسم عصاره گیری توسط امواج ماکروویو بهاینترتیب است که در ابتدا گرمای امواج ماکروویو به نمونه جامد برخورد کرده بدون اینکه این امواج توسط حالل جذب شوند از آن عبور میکنند در مرحلهی دوم گرمای جذبشده توسط نمونه جامد رطوبت موجود در آن را تبخیر کرده و همین امر سبب میشود که یک فشار بخار در جسم جامد ایجاد گردد در مرحله آخر این فشار بخار ایجادشده در جسم جامد سبب شکستن سلولهای آن شده و سبب خروج ماده مؤثر گیاه و جداسازی از گیاه میگردد این روش در مقایسه با سایر روشهای قدیمی عصاره گیری )ماسراسیون و سوکسله(حجم حالل کمتری مصرف کرده و مدتزمان
عصاره گیری را تا حد زیادی کاهش میدهد)قطبیت یا عدم قطبیت حالل در بهکارگیری این روش بسیار مؤثر است، حاللهای قطبی معمول بهتر از حاللهای غیر قطبی عمل میکنند باوجود عملکرد برتر این روش نسبت به سایر روشهای مرسوم )ماسراسیون و سوکسله ( بهکارگیری آن در مقیاس بزرگ و صنعتی هزینهبر بوده و امکانپذیر نیست به همین علت نیاز است تا شرایط حاکم بر این فرآیند بهطور کامل بهینه گردد ازجمله عوامل مؤثر بر بازده عصاره گیری با روش ماکروویو میتوان بهسرعت هم زدن و نسبت مایع به جامد، دما و مدت تابش اشعه و اندازه ذرات جامد اشاره کرد. محققان زیادی در زمینه اثرات موارد یادشده بر بازده، کیفیت و کمیت استخراج با روش ماکروویو پرداختند و حالتی بهینه را پیشنهاد دادند جدول 1 تعدادی از پژوهشهای انجامشده در این زمینه به اختصار بیان میکند.
4- روش سونیکاسیون
در این روش با استفاده از دستگاه حمام اولتراسونیک و با طولموج 20 تا 2000 کیلوهرتز عملیات استخراج را انجام میدهند عملیات عصاره گیری توسط حمام اولتراسونیک بهصورت ساده در شکل به تصویر کشیده شده است. در این روش امواج فراصوت با شکستن دیواره سلولی گیاه سبب تسهیل استخراج مواد مؤثر آن شده و میزان انتقال جرم افزایش مییابد و درنتیجه مدتزمان عصاره گیری را تا حد زیادی کاهش خواهد داد. میتوان با افزایش طولموج امواج سبب افزایش نفوذپذیری در گیاه شد این روش برای طیف وسیعی از اندازه گیاه قابلاستفاده است، اگرچه این روش در بسیاری از موارد مفید محسوب میشود اما در مقیاس باال به علت هزینههای زیاد قابلاستفاده نیست. یکی دیگر از مضرات روش سونیکاسیون تشکیل رادیکال آزاد بر روی ترکیبات فعال گیاهان دارویی به علت استفاده از انرژی باال بیش از 20 کیلوهرتز است این روش عصاره گیری از میان سایر روشها دارای زمان کوتاه 10 تا 30 دقیقه و
بازدهی باال و قدرت گزینش پذیری زیاد برای جداسازی ترکیبات موردنظر گیاه است در سال 2013
گروه تحقیقاتی ماروین دو روش عصاره گیری سوکسله و سونیکاسیون را در جداسازی ترکیبات پلی فنول گیاهان موردبررسی قرارداد و نتایج نشان داد که روش سونیکاسیون در بازه زمانی کوتاهتری میتواند فرآیند
عصاره گیری را انجام دهد عالوه بر این محدودیتی در اندازه نمونهها به هنگام عصاره گیری وجود ندارد. با
اندازهگیری میزان پلی فنول استخراج شده از گیاه با دو روش سوکسله و سونیکاسیون این نتیجه حاصل شد
که روش سونیکاسیون مقدار بیشتری پلی فنول استخراج کرده است مطالعات بیشتر در زمینه عصاره گیری با روش سونیکاسیون در جدول 1 آورده شده است. عوامل متعددی همچون نوع حالل مورداستفاده و مدتزمان قرارگیری نمونه در حمام اولتراسونیک و طولموج بکار گرفتهشده در طول فرآیند و همچنین اندازه نمونهها بر کیفیت عصاره گیری با روش سونیکاسیون مؤثرند و میتوان با تغییر شرایط و رسیدن به یک شرایط بهینه بهترین بازدهی را داشت در این راستا گروه تحقیقاتی فالح در سال 2012 به بررسی یافتن اثرات نوع حالل و مدتزمان قرارگیری نمونه در دستگاه اولتراسونیک به هنگام عصاره گیری با روش سونیکاسیون پرداختند. بدین منظور عصاره ریشه گیاه Mesembryanthemum edule را با دو حالل اتانول و متانول و در دو بازه زمانی 5 و 10 دقیقه عصاره گیری کرده و بهاندازه گیری میزان ترکیبات فنولی عصارهها
پرداختند نتایج نشان داد عصاره متانولی دارای ترکیبات پلی فنول بیشتری نسبت به عصاره اتانولی
است عالوه بر این افزایش مدتزمان عصاره گیری دقیقه( تأثیر مستقیم بر کیفیت عصاره و میزان پلی
فنول استخراجشده دارد. در سال 2011 گروه تحقیقاتی باقریان به مقایسه دو روش سونیکاسیون و امواج ماکروویو در استخراج ترکیب پکتین موجود در گریپفروت پرداختند. آنها تأثیر میزان قدرت و مدتزمان گرما دادن به نمونهها را در روش ماکروویو و همچنین تأثیر مدتزمان و دما درروش عصاره گیری به روش سونیکاسیون بر کمیت و کیفیت پکتین استخراجشده از گریپفروت را بررسی و مقایسه کردند و نتایج نشان داد مقدار پکتین استخراجشده از روش اولتراسونیک بیشتر و خالصتر از روش ماکروویو است و این روش سه برابر سریعتر از روش ماکروویو میباشد
روش سیال فوق بحرانی
در این روش جداسازی حالل استفادهشده در استخراج ماده موردنظر از گیاه، یک سیال فوق بحرانی است.
عملیات استخراج معموالً از جامد صورت میگیرد اما میتواند از مایع نیز باشد دما و فشار ازجمله
فاکتورهای مهمی هستند که در این روش بهشدت اثرگذارند زیرا تغییر کوچکی در هرکدام سبب خارج شدن
سیال از حالت فوق بحرانی خواهد شد این فرآیند در دمای محیط انجام میشود. یکی از سیاالت فوق
بحرانی رایج که در فرآیندها مورداستفاده قرار میگیرد گاز دیاکسید کربن است و باید در دمای 31/1 درجه
سانتی گراد و فشار 7380 کیلو پاسکال نگهداری شود. گاز دیاکسید کربن به علت قیمت کم و دسترسی
آسان و سازگاری با محیطزیست و همچنین غیر قطبی بودن، سیال فوق بحرانی پرکاربرد محسوب میشود استخراج با کمک سیال فوق بحرانی به علت اینکه در دمای محیط انجام میشود روشی ایمن محسوب میگردد عالوه بر اینکه کامالً سازگار با محیطزیست بوده و در مدتزمان کوتاهی به پایان میرسد و بازیابی حالل بهراحتی انجام میپذیرد. بهمنظور افزایش بازده این فرآیند باید دو پارامتر را مدنظر قرارداد: 1-افزایش نفوذپذیری حالل در گیاه 2- افزایش حاللیت ماده مؤثره در حالل. بهمنظور افزایش نفوذپذیری در
گیاه باید دما و فشار را افزایش و در مقابل سایز نمونه جامد )گیاه( را کاهش داد و همچنین برای افزایش
حاللیت باید فشار را افزایش داد الزم به ذکر است که اثر دما کمتر از اثر فشار است با توجه به مزایای
زیاد این روش محققان بسیاری توسط روش سیال فوق بحرانی به استخراج ماده مؤثره از گیاه میپردازند
ازجمله تحقیقات انجامشده میتوان به گروه تحقیقاتی اسپارکس در سال 2006 اشاره کرد که
توسط سیال فوق بحرانی کربن در اکسید به استخراج روغن سبوس برنج پرداختند و برای ایجاد بهترین
شرایط عصاره گیری دمای 313 کلوین و فشار 300 بار را در نظر گرفتنددر جدول تحقیقات
انجامشده در این زمینه به اختصار آورده شده است.
جدول
نتیجه بحث:
عصاره گیری یک نوع فرآیند جداسازی است و عبارت است از استخراج جز موردنظر از جامد یا مایع توسط یک حالل. روشهای استخراج قدیمی نیاز به مقدار زیاد حالل داشته و وقتگیر است و همچنین مشکالت زیستمحیطی و هزینه زیاد خواهد شد. روشهای جدید استخراج دارای مزیتهای زیادی ازجمله بازدهی
باال، بهکارگیری حالل کم و همچنین مدتزمان عملیات کوتاه هستند اما تحقیقات زیادی بهمنظوربهکارگیری این روشها در مقیاس صنعتی باید انجام گیرد. از میان پارامترهایی که بهمنظور افزایش بازده
فرآیندهای متفاوت عصاره گیری بیان شد نوع حالل بکار گرفتهشده و توانایی آن در استخراج جز موردنظراهمیت ویژهای دارد. سایر پارامترها مثل دما، فشار و سرعت هم زدن باوجود اهمیتی که دارند باید تغییرات
آنها همراه بامطالعه و سعی و خطا صورت بگیرد تا بهترین نتیجه حاصل شود. بکار گیری روش ماسراسیون و سوکسله باوجود پرکاربرد بودن به علت هدر دادن حجم زیادی از حالل مناسب نیستند از طرفی بهکارگیری روشهای جدید عصاره گیری در کنار مزایای فراوان در مقیاس بزرگ قابلاستفاده نیستند. به
همین علت نیاز است با انجام مدلسازی و ایجاد یک الگوی بهینه سینتیکی مناسبترین شرایط جهت بهکارگیری روشهای عصاره گیری جدید تعیین کرد و از اتالف فراوان هزینه و انرژی و زمان جلوگیری به
عمل آورد.
مروری بر عصاره گیری از گیاهان دارویی
قرنهاست که خاصیت ضد باکتریایی و ضد قارچی گیاهان به اثبات رسیده است و بهطور گسترده در درمان بیماریها به کار میرود. دانشمندان با استخراج ترکیبات موثرگیاه، از خواص آن در موارد مختلف دارویی و پزشکی استفاده میکنند. عصاره گیری لغتی است که در علم داروسازی استفاده میشود و عبارت است از جداسازی بخشهای فعال و دارویی بافت یک گیاه از بخشهای غیرفعال آن توسط یک حلال انتخابی مناسب و روش عصاره گیری استاندارد. محصوالت بهدستآمده اغلب بهصورت مایعات خالص یا بهصورت پودر هستند که برای مصارف خوراکی و یا به صورت ضماد مورداستفاده قرار میگیرند گیاهان دارویی در حال حاضر بهعنوان یکی از منابع بزرگ درمان مورد توجه ویژه قرار گرفتهاند و منجر به توسعه داروهای جدید شدهاند. بسیاری از ترکیبات فیتوشیمیایی گیاهان همانند فالونوئیدها و فنول ها تأثیر مثبتی بر درمان بیماریها و پیشگیری از سلولهای سرطانی دارند با توجه به رویکرد علم داروسازی به منابع طبیعی بخصوص گیاهان، پژوهش در خصوص گیاهان دارویی بهویژه یافتن روشهای مناسب جداسازی ترکیبات مؤثر آنها بسیار مورد توجه محققان قرارگرفته است این مقاله مروری بر روشهای مختلف جداسازی ترکیبات مؤثر گیاهان و بیان مزایا ومعایب هرکدام جهت انتخاب روشی مناسب برای این منظور است شکل۱۱ روش های قدیم و جدید عصاره گیری از کیاهان دارویی را بصورت طرح وار نشان می دهد.
1-روش ماسراسیون
ماسراسیون بهطور گسترده در تحقیقات گیاهان دارویی مورداستفاده قرار میگیرد. در این روش گیاهان
بهصورت پودر یا سالم در یک مخزن طی بازه زمانی کمتر از سه روز در دمای اتاق درون حالل موردنظرغوطهور شده و مرتباً توسط یک همزن بهم زده میشوند شکل این روش بر پایه شکستن دیواره سلولی و جدا کردن ترکیبات فیتوشیمیایی گیاه است. درنهایت پس از طی بازه زمانی موردنظر، مخلوط حالل و گیاه پرس شده و حالل که حاوی ترکیبات موثرگیاه است از فیلتر عبور کرده و از مواد جامد جدا میگردد.
از معایب این روش میتوان به طوالنی بودن مدتزمان آن اشاره کرد اما با توجه به اینکه ترکیبات فیتوشیمیایی برخی گیاهان نسبت به گرما حساس هستند این روش عصاره گیری گزینهای مناسب به این منظور استگروه تحقیقاتی تاریق در 2012 با این روش عصاره گیری ترکیبات پلی فنول گیاه چای سبز را توسط حالل متانول جدا کرده و به بررسی خاصیت ضد باکتریایی آن در برابر باکتریهای گرم مثبت و منفی پرداختند میزان بازدهی استخراج ترکیبات پلی فنول به نوع حالل استفادهشده بستگی دارد، بهطورمثال متانول برای استخراج ترکیبات پلی فنول بسیار مناسب است زیرا جرم موکولی آن کمتر از ترکیبات پلی فنول میباشد. همچنین برای استخراج ترکیبات فالونوئید، حالل استون به همین علت گزینه مناسبی
برای استخراج این ترکیب است گروه تحقیقاتی صالح در سال 2012 توسط دو حالل متانول و آب به استخراج ترکیبات مؤثر چای سبز پرداختند و نتایج تستهای میکروبی نشان داد که حالل متانول برای عصاره گیری بسیار بهتر از آب عمل میکند و در عصاره متانولی گیاه ترکیبات پلی فنول بیشتری نسبت به عصاره آبی وجود دارد در جدول 1 چندین مورد از پژوهشهای انجامشده با روش عصاره گیری
ماسراسیون بیان شده است.
سوکسله
یکی از پرکاربردترین روشهای عصاره گیری سوکسله است. همان طور که شکل نشان میدهد در این روش گیاه موردنظر در یک کیسه متخلخل که از کاغذ صافی ضخیم ساختهشده است قرار دادهشده و در محفظه اصلی دستگاه قرار میگیرد. حالل در بالن ریخته شده و تحت حرارت قرارگرفته و تبخیر میگردد وبخارهای حاصل از حالل وارد کندانسور و میعان شده و به محفظه حاوی گیاه واردمیگردد و درنهایت پس از پرشدن محفظه، توسط سیفون، حالل خارجشده و به بالن برمیگردد و این فرآیند تا پایان عملیات
استخراج ادامه مییابد این روش در مقایسه با روش قبلی بسیار مقرونبهصرفه تر و سریعتر است اما با توجه به اینکه در طی فرآیند عصاره گیری، حاللهای آلی قابل اشتعال در معرض حرارت قرار میگیرند، روش ایمنی نیست بهمنظور افزایش بازدهی در این روش باید عواملی مانند دما، خلوص حالل و نسبت مواد موردتوجه قرار بگیرد با توجه به مطالعاتی که در این زمینه انجام شد تحقیقات کمی درزمینه جداسازی ترکیبات مؤثر گیاهان دارویی با استفاده از روش سوکسله صورت گرفته است.
با نظر به اینکه مشکالت زیادی از قبیل دمای باال و یا مدتزمان طوالنی هنگام استفاده از روشهای استخراج معمولی وجود دارد، عالوه بر این روشهای نامبرده زمانبر هستند و در اکثر موارد بازدهی چندان زیادی نخواهند داشت بنابراین نیاز است روشهای جدیدی بهعنوان جایگزین بکار گرفته شود، در ادامه به توضیح چندین نوع از این روشها خواهیم پرداخت:
غنچه با دلی گرفته گفت:زندگی لب ز خنده بستن است، گوشه ای درون خود نشستن است...