بخشی از مقاله
چکیده
اسفناج با نام علمی Spinacea oleracea L از سبزی های مهم خانواده چغندریان است که بومی مناطق مرکزی آسیا و به احتمال قوی ایران است. این گیاه غنی از ترکیبات آنتی اکسیدانی از جمله بتاکاروت ن و لوتئین است که این دوترکیب خاصیت آنتی اکسیدانی داشته و ضد سرطان هستند.
در این پژوهش، جهت بهینه سازی فرآیند استخراج عصاره متانولی 80 درصد - حجمی- حجمی - اسفناج با نام علمی Spinacea oleracea L. به دو روش غرقابی و فراصوت با کمک 2 فاکتور زمان 3/79 - ، 10، 25، 40 و 46/21 دقیقه - و دما 1/72 - ، 10، 50،30 و 58 درجه سانتی گراد - با استفاده از روش سطح پاسخ و نرم افزار Design Expert صورت گرفت. این طرح از طریق Box- Behnken در پنج سطح با 13 آزمون انجام شد.
نتایج حاصل از آنالیز توسط برنامه RSM به منظور استخراج بیشتر عصاره حاکی از آن بود که شرایط بهینه برای استخراج عصاره از اسفناج زمان 40 دقیقه و دما 50 درجه سانتی گراد می باشد. تحت این شرایط میزان بازده استخراج عصاره 68/52 میلی گرم عصاره به ازای یک گرم از پودر اولیه می باشد. در بررسی نتایج و روند نمودارها دما به عنوان مؤثرترین فاکتور شناسایی شد . با توجه به نتایج به دست آمده می توان بیان کرد که استفاده از روشهای نوین در استخراج عصاره اسفناج در مقایسه با روش متداول استخراج کارایی بالاتری دارد و باعث صرفه جویی در مصرف وقت و انرژی می گردد.
.1 مقدمه
کشور ایران از نظر پوشش و منابع گیاهی دارای تنوع بی نظیری است و طب سنتی ایران نیز یکی از غنی ترین و پرسابقه ترین طب های سنتی دنیا به شمار می رود .[3] عصاره های گیاهی به طور وسیعی در صنایع دارویی، بهداشتی و غذایی مورد استفاده قرار می گیرند، فناوری عصاره گیری مورد ارزیابی قرار گرفته تا بتواند این ترکیبات فعال ثانویه را از منابع گیاهی استخراج نماید
نیاز به آنتی اکسیدان های قوی با سمیت کم تر و اثر بخشی بیش تر یک ضرورت اجتناب ناپذیر است. امروزه بسیاری از متخصصین تغذیه برای تامین آنتی اکسیدان های مورد نیاز بدن، مصرف گیاهان، میوه جات و سبزیجات را توصیه می کنند، زیرا مصرف این آنتی اکسیدان های طبیعی عوارض جانبی کم تر و درمان بهتری را سبب می شوند
گیاهان منابع غنی آنتی اکسیدان های طبیعی هستند. آن ها پرتو خورشید را جذب کرده و مقادیر زیادی از اکسیژن را طی فتوسنتز به متابولیت های ثانویه تبدیل می کنند، اکسیژن به آسانی توسط پرتو فرابنفش و گرمای خورشید فعال شده و گونه های فعال اکسیژن - ROS - را که ترکیبات سمی هستند ایجاد می کند. گیاهان برای مقابله با ROS ها و بقاء خود ترکیبات گوناگون آنتی اکسیدان را تولید می کنند
اغلب آنتی اکسیدان های طبیعی در چوب، پوست، ساقه، برگ، میوه، ریشه، گل و دانه گیاهان یافت می شوند . اکثر ترکیبات مزبور در شمار ترکیبات طبیعی یا پلی فنل ها بوده و شامل توکوفرول ها، فلاونویید ها، مشتقات سینامیک اسید، فسفاتیدیک اسید و دیگر اسیدهای آلی می باشند .[4] انواع گیاهان متعلق به خانواده های گوناگون آنتی اکسیدان های موثری یافت گردیده اند
از مهم ترین منابع آنتی اکسیدانی موجود در رژیم غذایی می توان به توکوفرول ها، گلوتاتیون ها، اسید آسکوربیک و نمک های آسکوربات، کاروتنوئیدها و ترکیبات فنولی اشاره کرد. تحقیقات و مطالعه های انجام شده نشان می دهند عصاره های به دست آمده از منابع طبیعی دارای فعالیت آنتی اکسیدانی قوی می باشند
اسفناج با نام علمی Spinacea oleracea L از سبزی های مهم خانواده چغندریان است. این گیاه از سر دسته تیره اسفناجیان، جزو دو لپه ای های بی برگ، دارای ساقه راست و شیار دار، با برگ های پهن و مثلثی شکل، گل های آن خوشه ای، سبز رنگ و کوچک، دارای 5 پرچم و 5 کاسبرگ به هم چسبیده است که بومی مناطق مرکزی آسیا وبه احتمال قوی ایران است [11] و بیش از 2000 سال، سابقه کشت دارد .[15] اسفناج از مهمترین سبزی های برگیاست که دارای ارزش غذایی مهمی بوده و برگ ها و ساقه های ظریف آن به صورت تازه و یا فرآوری شده مصرف می شود
اسفناج تازه حاوی مواد آلبومینوئیدی ، مواد چرب، مواد قندی، لسیتین، سکرتین، استات دوپتاس، کلروفیل، کاروتن، ساپونین خصوصاًو اکسالت ها می باشد. در تخم جوانه زده اسفناج و در جوانه های آن مقداری آنزیم های جنتیوبیاز و سلوبیاز و لیکناز یافت می شود و ماده ای به نام اسپیناسین که ترشحات مربوط به هاضمه را تحریک می کند. اسفناج همچنین دارای ویتامین های - آ، ب، ث، د و کا - نیاسین - ویتامین پ پ - و مواد معدنی و املاح مانند آهن، فسفات ، فسفر، ارسنیک، پتاسیم، کلسیم، مس، مواد ازته، کلرور سدیم، سلولز، ید، هیدروکربنه فولیک اسید، اسید فسفوریک و اکسالیک اسید می باشد. این گیاه غنی از ترکیبات آنتی اکسیدانی از جمله بتاکاروتن و لوتئین است که این دو ترکیب خاصیت آنتی اکسیدانی داشته و ضد سرطان هستند
در اسفناج ترکیباتی وجود دارد که خاصیت ضد باکتری دارند. این گیاه دارای ترکیباتی به نام اسید فولیک است که برای معالجه کم خونی بسیار مفید است. ترکیبات فنولی خاصیت آنتی اکسیدانی و ضدسرطانی داشته باعث کاهش بیماری دیابت، کاهش کلسترول، بهبود عمل ریه و بهبود دید افراد مسن و کاهش خطر آب مروارید می شوند و اسفناج های ایرانی غنی از این ترکیبات هستند
فناوری جدید اولتراسونیک استخراج ترکیبات فنلی را افزایش میدهد و استخراج را در کمترین زمان انجام میدهد. کاربرد استخراج با فراصوت به جای استخراج با سوکسله در حال افزایش است و در صنایع دارویی، شیمیایی و غذایی استفاده می شود .استخراج با فراصوت به علت بازده بالا، انرژی مورد نیاز و مصرف آب کمتر، بهتر است . [19] هدف از این پژوهش بهینه سازی استخراج ترکیبات آنتی اکسیدانی از اسفناج با استفاده از روش فراصوت بوده و در ادامه به مقایسه دو روش استخراج، یعنی غرقابی و فراصوت پرداخته شده است .
.2 مواد و روشها
.1.2 مواد
بعد از جمع آوری گیاه از رویشگاه اصلی در حومه شهرستان همدان و تایید هویت در هرباریوم مرکز تحقیقات سلامت فرآورده های طبیعی، اندام های هوایی و ریشه ی این گیاه بلافاصله پس از جمع آوری، قطعه قطعه شده و بر روی پارچه ی توری در دمای اتاق و به دور از تابش مستقیم نور خورشید، خشک شد. پس از خشک شدن کامل، آسیاب و از مش 20 عبور داده شد، و باقیمانده دوباره آسیاب شد
.2.2 روش غرقابی
به 17 گرم از گیاه پودر شده داخل بشر، 85 میلی لیتر حلال متانول 98 درصد اضافه شد. حجم حلال به اندازه ای بود که در بالای پودر قرار گرفت. سپس با یک فویل آلومینیوم در بشر را بسته و به مدت 24 ساعت در دمای اتاق قرار داده شد تا حلال به درون آن نفوذ کند و عصاره گیاه خارج شود. پس از گذشت این زمان عصاره استخراج شده توسط کاغذ صافی صاف گردید . مجددا روی پودر گیاه حلال تازه ریخته و مدت 24 ساعت دیگر در دمای اتاق قرار داده شد. عصاره استخراج شده مجددا صاف گردید.
پایان عمل عصاره گیری با بی رنگ شدن عصاره استخراج شده مشخص گردید. سپس عصاره استخراج شده توسط دستگاه روتاری و در فشار کاهش یافته، در دمای 40 C تقطیر شد تا حلال آن کاملا تبخیر و نمونه خشک شده تهیه گردد. در پایان هر روز پلیت محتوی عصاره را وزن کرده، هر گاه وزن پلیت ثابت شد مشخص می شود که عصاره کاملا خشک شده است . به منظور جلوگیری از بروز تغییرات نامطلوب عصاره های بدست آمده تا هنگام انجام تحقیقات بعدی در فریزر دارای دمای -20 C نگه داری شدند.
.3.2 استخراج با فراصوت
ابتدا مقدار 17 گرم از هر نمونه در 85 میلیلیتر متانول 98 درصد خیسانده و درون دستگاه حمام اولتراسونیک در شدت های مختلف دما 1/72 - ، 10، 50،30 و 58 درجه سانتی گراد - ، و زمان های مختلف 3/79 - ، 10، 25، 40 و 46/21 دقیقه - در معرض امواج فراصوت با شدت ثابت قرار گرفتند. سپس عصاره-های استخراج شده با استفاده از کاغذصافی واتمن 1 و پمپ خلاء از مواد جامد گیاهی جدا گردید و در مرحله بعد به منظور حذف حلال، عصارههای حاصل در دستگاه روتاری 2تحت عملیات تقطیر در خلاء قرار گرفتند.
در این مرحله از دمای 40-45 درجه سانتی گراد استفاده شد تا میزان آسیب دیدن ترکیبات آنتی اکسیدانی و ترکیبات فنولیک به حداقل برسد. پس از صاف کردن عصارهها، باقیمانده آنها بار دیگر با همان میزان حلال و به همان طریق، مجددا عصاره گیری شدند . این عصارهها به عصاره اولیه اضافه گردیدند. در نهایت عصارهها به پلیتهای شیشه ای منتقل شده و تا حدی خشک شدند که دیگر سیال نبودند. سپس درب پلیتها را بسته و دور آن را به منظور جلوگیری از نور با فویل آلومینیومی پوشانده و آنها را تا زمان آزمون نگهداری کردیم.[1]
.4.2 محاسبه بازده استخراج
با محاسبه وزن اولیه پلیت و وزن نهایی آن که حاوی ماده خشک بر جای مانده است، مقدار کل ماده خشک استخراج شده محاسبه شد و به صورت درصد - میلی گرم بر گرم نمونه خشک - بیان گردید .[1]
.5.2 روش آماری
RSM مجموعه ای از تکنیک های آماری است که در بهینه سازی فرآیندهایی به کار می رود که پاسخ مورد نظر توسط تعدادی از متغیرها تحت تاثیر قرار می گیرد. با کمک این طرح آماری تعداد آزمایش ها کاهش خواهد یافت .[3] در این مطالعه از طرح سطح پاسخ با دو متغیر برای بررسی ارتباط بین پاسخ های بدست آمده و متغیرهای فرآیند و بهینه سازی ترکیب متغیرها استفاده شد. مقادیر عددی متغیرهای مستقل شامل: زمان و دما در سه سطح بودند که در جدول زیر نشان داده شده است.
