استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک با عملکرد بالا (HPTLC) در بررسی بهبود فرآیند عصاره‌گیری از گیاه استویا ربادیانا با استفاده از امواج فراصوت

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد فیتوشیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: در دهه­های اخیر با توجه به ابتلای شمار زیادی از افراد به بیماری دیابت، گرایش به  استفاده از جایگزین­های طبیعی برای شیرین­کننده­ها افزایش یافته است. یکی از مهمترین جایگزین­های طبیعی، عصاره گیاه استویا ربادیانا می­باشد. در این تحقیق از امواج فراصوت جهت بهینه­سازی فرآیند عصاره­گیری از گیاه استویا ربادیانا استفاده شد. همچنین روش کروماتوگرافی لایه نازک با عملکرد بالا (HPTLC) به عنوان روشی سریع و دقیق جهت آنالیز کمی عصاره­گیری مورد استفاده قرار گرفت. 
مواد و روش­ها: در ابتدا مناسب­ترین حلال برای استخراج عصاره آبی گیاه استویا ربادیانا از بین حلال های آب، مخلوط آب-متانول، متانول، مخلوط آب-اتانول و اتانول انتخاب شده و سپس فرآیند عصاره­گیری به روش سوکسله (با مدت زمان­های مختلف) و با استفاده از امواج فراصوت (با توان­ها و مدت زمان­های مختلف) انجام شد و میزان عصاره استخراج شده با این دو روش با یکدیگر مقایسه و نتایج مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته ­ها: نتایج نشان داد که آب نسبت به دیگر حلال­ها نتایج بهتری برای استخراج نشان می­دهد. سپس فرآیند استخراج به کمک سوکسله و همچنین امواج فراصوت انجام شد. بررسی شرایط زمانی مختلف در سوکسله و شرایط مختلف توانی و زمانی در فراصوت، برتری چشم­گیر روش فراصوت را در استخراج استویوزید به مقدار g/mlμ  61/811 در مدت زمان 2 دقیقه و توان 90 واتنسبت به روش سوکسله به مقدار g/mlμ 70/795 در مدت 2 ساعت نشان داد.
نتیجه­ گیری: نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که استفاده از تابش فراصوت در استخراج شیرین­کننده از گیاه استویا ربادیانا می­تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای بهره­برداری آزمایشگاهی و صنعتی مد نظر قرار گیرد. مدت زمان استخراج بسیار کوتاه، استفاده از آب به عنوان حلالی بی­خطر، مصرف انرژی اندک و عدم نیاز به روش­های آماده­سازی پیچیده و وقت­گیر و همچنین بهره­گیری از روش HPTLC به عنوان روشی سریع، ساده و کارآمد برای شناسایی کیفی و کمی از مزایای روش مورد استفاده در این کار تحقیقاتی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of HPTLC in the Assessment of the Extraction Process of Stevia Rebaudiana Using Ultrasound Waves

نویسندگان [English]

  • M. Rouhani 1
  • Z. Mirjafari 1
  • H. Rezapour 2
  • J. Mokhtari 1
1 Assistant Professor of the Department of Chemistry, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 MSc Student of the Department of Chemistry, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Introduction: In the recent decades, the increase in population, decrease in physical activities and consumption of improper food to fulfill the nutritional need have caused various diseases namely diabetes. The extract from the leaves of Stevia Rebaudiana plant might be employed as a natural sugar substitute. The aim of the present study is to employ ultrasound waves to optimize the extraction process from the leaves of Stevia Rebaudiana and use High Performance Thin Layer Chromatography (HPTLC) to analyze the extract.
Materials and Methods: Water, water-methanol mixture, methanol, water-ethanol mixture and ethanol was applied for extraction as solvent. The extraction was carried out by soxhlet and ultrasound waves at various times and power condition according to the official procedures.
Results: The results indicated that water was the most suitable solvent among the solvents employed. The results also showed that the application of ultrasound with power of 90 W for 2 minutes resulted better extraction (811.61 g/mlμ) as compared to the soxhlet method (795.70 g/mlμ).
Conclusion: The present study indicated that ultrasound application might be a suitable, fast and safe method for extraction of Stevioside sweetener from Stevia Rebaudiana.

کلیدواژه‌ها [English]

  • HPTLC
  • Stevioside
  • Stevia rebaudiana
  • Ultrasound
Abdullateef, R. A. & Osman, M. (2012). Studies on effects of pruning on vegetative traits in Stevia rebaudiana Bertoni (Compositae)". International Journal of Biology, 4 (1), 26-32.

Attimarad, M., Ahmed, K. K. M. & Harsha, S. (2011). High-performance thin layer chromatography: A powerful analytical technique in pharmaceutical drug discovery. Pharmaceutical Methods, 2 (2), 71-75.

 
Cardello, H. M. A. B., Da Silva, M.A.P.A. & Damasio, M. H. (1999). "Measurement of the relative sweetness of stevia extract, aspartame and cyclamate/saccharin blend as compared to sucrose at different concentrations". Plant Foods for Human Nutrition. 54 (2), 119–129.
Formigoni, M., Milani, P. G., Avíncola, A. d. S., Santos, V. J. D. & da Costa, S. C. (2018). Effects of some herbal extracts on oxidative stability of corn oil under accelerated oxidation conditions in comparison with some commonly used antioxidants. LWT, 89 (5), 358-364.
Hemwimol, S., Pavasant, P. & Shotipruk, A. (2006). Ultrasonic-assisted extraction of anthraquinones from roots of Morinda Citrifolia. Ultrasonics Sonochemistry, 13 (6), 543-548.
Jimenez, A. & Beltran, G. (2007). High-power ultrasound in olive paste pretreatment. Effect on process yield and virgin olive oil characteristics. Ultrasonics Sonochemistry, 14(6), 725-731.
Kolb, N., Herrara, J. L., Ferreyra, D. J. & Uliana, R. F. (2001). Analysis of Sweet Diterpene Glycosides from Stevia rebaudiana:  Improved HPLC Method. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49 (10), 4538-4541.
Martino, E., Ramaiola, I. & Urbano, M. (2006). Microwave-assisted extraction of coumarin and related compounds from Melilotus officinalis (L.) Pallas Alternative to Soxhlet and ultrasound-assisted extraction. Journal of Chromatography A., 1125 (2), 147-151.

Martins, P. M., Thotat, B. N., Lanchote, A. D. & Freitas, L. A. (2016). Green extraction of glycosides from Stevia rebaudiana (Bert.) with low solvent consumption: A desirability approach, Resource-Efficient Technologies, 2 (4), 247-253.

Martins, P. M., Lanchote, A. D., Thorat, B. N. & Freitas, L. A. P. (2017). Turbo-extraction of glycosides from Stevia Rebaudiana using a fractional factorial design, Revista Brasileira de Farmacognosia, 27 (4), 510-518.

McClements D. J. (1995). Advances in the application of ultrasound in food analysis and processing. Trends in Food Science & Technology, 6 (9), 293–299.

Misra, H., Soni, M., Silawat, N., Mehta, D., Mehta, B. K. & Jain, D. C. (2011). "Antidiabetic activity of medium-polar extract from the leaves of Stevia rebaudiana Bert. (Bertoni) on alloxan-induced diabetic rats". Journal of Pharmacy and Bioallied Sciences, 3 (2), 242–248. 
Morlock, G. E., Oellig, C., Bezuidenhout, L. W., Brett, M. J. & Schwack, W (2010). "Miniaturized planar chromatography using office peripherals". Analytical Chemistry. 82 (7), 2940–2946. 
Myers, R.H. & Montgomery, D.C. )2002(. Response surface methodology process and product optimization using designed experiments, Wiley Pub Inc, 51-83.
Nurok, D. (1989). "Strategies for optimizing the mobile phase in planar chromatography". Chemical Reviews, 89 (2): 363–375.
Parsons, W. T. & Cuthbertson, E. G. (2001). Noxious Weeds of Australia, 2nd ed. Collingswood, Australia: CSIRO Publishing. 289-294.
Paz, J. E. W., Márquez, D. B. M. Ávila, G. C. G. & Cristoba R. E. B. (2009), CAMAG Bibliography Service 103, 5-25.
Salazar, V. A. G., Encalada, S. V., Cruz, A. C. & Campo, M. R. S (2018). Pretreatment with ethanol as an alternative to improve steviol glycosides extraction and purification from a new variety of stevia. Food Chemistry, 241 (15), 452-459.
Salazar, V. A. G., Encalada, S. V., Cruz, A. C. & Campos, M. R. S. (2018). Stevia Rebaudiana: A sweetener and potential bioactive ingredient in the development of functional cookies. Journal of Functional Foods, 44, 183-190.
Stones, M. (2011). "Stevia wins final EU approval". Food manufacture.co.uk. Retrieved 22 November 2011.
Vinatoru, M. (2001). An overview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs. Ultrasonics Sonochemistry, 8 (3), 303-313.