روش های نوین عصاره گیری

روش های نوین عصاره گیری از جمله خیساندن، پرکولاسیون و استخراج رفلاکس معمولاً از حلال‌های آلی استفاده می‌کنند و به حجم زیادی از حلال‌ها و زمان استخراج طولانی نیاز دارند.
برخی از روش‌های استخراج مدرن مانند استخراج سیال فوق بحرانی (SFC)، استخراج مایع تحت فشار (PLE) و استخراج به کمک مایکروویو (MAE) نیز در استخراج محصولات طبیعی استفاده شده‌اند و مزایایی مانند مصرف کمتر حلال آلی را ارائه می‌دهند.
زمان استخراج کوتاه تر و گزینش پذیری بالاتر می شود.
با این حال، برخی از روش‌های عصاره گیری، مانند تصعید، پرس خروجی و پر کردن به ندرت در تحقیقات فیتوشیمیایی فعلی استفاده می‌شوند.

استخراج مایع تحت فشار (PLE)

عصاره گیری مایع تحت فشار (PLE) نیز توسط گروه های مختلف تحقیقاتی به عنوان استخراج سریع حلال، استخراج حلال تقویت شده، استخراج مایع تحت فشار، استخراج مایع تسریع شده و استخراج با حلال فشار بالا توصیف شده است.
PLE فشار بالایی را در استخراج اعمال می کند. فشار بالا حلال ها را در حالت مایع بالاتر از نقطه جوش خود نگه می دارد و در نتیجه حلالیت و سرعت انتشار بالای املاح لیپیدی در حلال و نفوذ زیاد حلال در ماتریکس ایجاد می شود.
PLE به طور چشمگیری مصرف زمان استخراج و حلال را کاهش داده و در مقایسه با روش های دیگر تکرارپذیری بهتری دارد.

روش عصاره گیری مدرن سیال فوق بحرانی (SFE)

این روش از روش های عصاره گیری مدرن است.
استخراج سیال فوق بحرانی (SFE) از مایع فوق بحرانی (SF) به عنوان حلال استخراج استفاده می کند.
SF حلالیت مشابه مایع و انتشار مشابه گاز دارد و می تواند طیف گسترده ای از محصولات طبیعی را حل کند.
خواص حل‌پذیری آن‌ها به دلیل تغییرات کوچک فشار و دما در نزدیکی نقاط بحرانی خود به‌طور چشمگیری تغییر می کند.
قطبیت کم S-CO2 آن را برای استخراج محصولات طبیعی غیر قطبی مانند چربی و روغن فرار ایده آل می کند.
ممکن است یک اصلاح کننده به S-CO2 اضافه شود تا خواص حل شوندگی آن به طور قابل توجهی افزایش یابد.

روش عصاره گیری با کمک اولتراسوند

از دیگر روش های عصاره گیری مدرن، استخراج اولتراسونیک یا سونیکاسیون نیز نامیده می شود.
از انرژی امواج اولتراسونیک در استخراج استفاده می کند.
اولتراسوند در حلال تولید کاویتاسیون، انحلال و انتشار املاح و همچنین انتقال حرارت را تسریع می کند، که کارایی استخراج را بهبود می بخشد.
از مزایای دیگر این روش می توان به مصرف کم حلال و انرژی و کاهش دما و زمان استخراج اشاره کرد.

عصاره گیری به کمک مایکروویو (MAE)

از میان روش های عصاره گیری، امواج مایکروویو با برهمکنش با ترکیبات قطبی مانند آب و برخی از اجزای آلی در ماتریکس گیاه به دنبال مکانیسم‌های هدایت یونی و چرخش دوقطبی، گرما تولید می‌کنند.
انتقال گرما و جرم در یک جهت در MAE است که یک اثر هم افزایی برای تسریع استخراج و بهبود عملکرد استخراج ایجاد می کند.
استفاده از MAE مزایای زیادی مانند افزایش بازده عصاره، کاهش تخریب حرارتی و حرارت دادن انتخابی مواد گیاهی را به همراه دارد.
MAE همچنین به عنوان یک فناوری سبز تغییر یافته است زیرا استفاده از حلال آلی را کاهش می دهد.
دو نوع روش MAE وجود دارد: استخراج بدون حلال (معمولاً برای ترکیبات فرار) و استخراج با حلال (معمولاً برای ترکیبات غیر فرار).

عصاره گیری با روش امواج ماکروویو

امواج مایکروویو، امواج الکترومغناطیسی با فرکانس 0/3 تا 300 گیگا هرتز هستند.
این امواج به داخل بافت گیاهی نفوذ کرده و با مولکول های قطبی مانند آب واکنش داده و گرما ایجاد می­ کنند.
در واقع مولکولهای قطبی مثل آب این امواج را جذب کرده و موجب ایجاد گرمای زیاد داخلی در ماده گیاهی و در نتیجه تخریب سلولها می­ گردند.
دما و اندازه ذره ­ای ونیز محتوای رطوبت ماده گیاهی در این روش فاکتورهای مهمی محسوب می شوند.
برای مثال، هر چه رطوبت ماده بیشتر باشد، مقدار جذب امواج بیشتر و گرمای بیشتری ایجاد می شود و در نتیجه تخریب سلولها هم افزایش می یابد.

انتخاب حلال مناسب در این روش هم به قدرت حلالیت و هم به ثابت دی الکتریک حلال بستگی دارد به طوری که در استخراج پیگمان های رنگی پاپریکا از 30 حلال مختلف استفاده کرده اند و دریافتند که اگر از حلالهای قطبی مثل اتانول، متانول و آب استفاده شود به علت داشتن ثابت دی الکتریک بالا مطلوب بوده اما قادر به حل پیگمان های رنگی نیستند و عکس این موضوع را در مورد حلالهای غیر قطبی مثل هگزان و تولوئن خواهیم داشت.
به همین دلیل معمولا از مخلوط حلال ها برای افزایش قطبیت حلال هایی مانند هگزان، گزیلن و تولوئن به آنها آب اضافه می شود.
کاهش طول زمان عصاره گیری از مهم ترین محاسن این روش است، به طوری که در استخراج ساپونین ها از جین سینگ با استفاده از این روش زمان عصاره گیری گیاه از 12 ساعت به چند دقیقه کاهش یافته است.

مزایای استخراج عصاره با روش امواج ماکروویو :

بعضى از مزایاى اصلى عصاره گیری با روش امواج ماکروویو براى استخراج محصول از مواد گیاهى نسبت به روش هاى سنتى شامل زمان استخراج کوتاه تر، کاهش اندازه دستگاه استخراج، انتقال انرژى سریع تر، کاهش گرادیان حرارتى، کنترل آسان گرمایش نمونه، کاهش میزان حلال مصرفى، بهبود بازدهى استخراج، انجام فرایند به صورت اتوماتیک، ایجاد تلاطم در طى استخراج، سادگی انجام فرایند و هزینه کم مى باشد.

معایب استخراج عصاره با روش امواج ماکروویو:

از معایب عصاره گیری با روش امواج ماکروویو، این است که کارایى امواج میکروویو زمانى که ترکیبات هدف و حلال غیرقطبى باشند و یا زمانى که آن ها فرار باشند، بسیار کم و ضعیف است.
بنابراین، هنگام بکارگیرى براى استخراج آنالیت هاى غیر قطبى از مواد غیر قطبى، به استفاده از حلال هایى با گشتاور دو قطبى بزرگتر از صفر نیاز دارد.
نرمال هگزان یا ایزواکتان مى تواند با دى کلرومتان یا مخلوط استن و هگزان جایگزین شود.
هم چنین، استفاده از انرژى هاى ماکروویو بالا ممکن است منجر به ایزومریزاسیون یا تخریب ترکیب شود و به فیلتر یا قوه گریز از مرکز براي حذف جامد باقیمانده در طول فرایند نیاز است.

استخراج میدان الکتریکی پالسی (PEF)

این روش های نوین عصاره گیری ، به طور قابل توجهی بازده استخراج را افزایش می‌دهد و زمان استخراج را کاهش می‌دهد، زیرا می‌تواند انتقال جرم را در حین استخراج با تخریب ساختارهای غشایی افزایش دهد.
اثربخشی درمان PEF به پارامترهای مختلفی از جمله قدرت میدان، انرژی ورودی ویژه، تعداد پالس و دمای عملیات بستگی دارد.
استخراج PEF یک روش غیر حرارتی است و تخریب ترکیبات حرارت پذیر را به حداقل می رساند.

پرکولاسیون روشی مدرن در صنعت عصاره گیری

روش پرکولاسیون فرآیند عبور یک مایع، به آرامی، از داخل یک فیلتر است. معمولا قهوه نیز به این شکل درست می شود.
Percolation برگرفته از کلمه ی انگلیسی percolare گرفته شده است که به معنای “کشیدن به وسیله” است.
در این روش عصاره گیری، مایع استخراج شده از گیاهان را از فیلتر هایی عبور می دهند، مانند زمانی که کسی قهوه درست می کند. در روش پرکولاسیون مواد فعال و مفید، از گیاهان مختلف استخراج می شود.
و در این روش حلال مناسب از داخل محفظه ای که شامل گیاهانی است که قصد گرفتن عصاره ی آن ها را دارند، عبور داده می شود.
پس از تماس حلال با گیاهان، عصاره ی مایع حاصل از این تماس، از داخل فیلتر هایی عبور داده می شوند.
در واقع از عصاره گیری روش پرکولاسیون برای استخراج آنتی اکسیدان ها و ترکیبات مفید و موثر گیاهان به شکل تنتور و مایع استفاده می شود.

عصاره گیری به روش پرکولاسیون

در روش پرکولاسیون گیاهان را خشک می کنند، سپس خرد می کنند.
بعد از این مرحله، این مواد گیاهی را به وسیله ی حلال های مورد نظر، در داخل دستگاهی به نام پرکولاتور خیس می کنند و طی فرایند خیساندن، عصاره ی گیاهان به صورت مایع از آن استخراج می شود.
انجام این کار در دمای مناسب تعیین شده انجام می گیرد.
در نهایت عصاره ی مایع از طریق فیلتر های صافی دستگاه، به بیرون تراوش کرده و جمع آوری می شود.

عصاره گیری با جریان متناوب

در این روش مواد گیاهی داخل ستون­های استوانه ­ای قرار داده می شود و حلال نیز به ستون اضافه می ­گردد.
با پیشرفت فرایند، استخراج عصاره غلیظ تولید می ­شود.
در صورت بهینه سازی مقدارحلال، مقدارگیاه و سرعت جریان حلال، استخراج کامل مواد موثره صورت می­ گیرد.
در مقایسه با روش­های عصاره گیری خیساندن، جوشاندن و پرکولاسیون میزان حلال کمتری لازم است.
این روش اکثرا در دمای اتاق صورت می­ گیرد ولی محدودیت دمایی هم وجود ندارد و در صورت نیاز می­ توان در دماهای بالاتر نیز عصاره­ گیری را انجام داد.
این روش کارایی بالایی دارد و از روش سوکسله نیز بسیار موثرتر است.

عصاره گیری با روش فراصوت

در این روش از امواج فراصوت با فرکانس 20 تا 2000 کیلو هرتز استفاده می شود.
مکانیسم اصلی استخراج با امواج فراصوت به پدیده کاویتاسیون مربوط می شود.
همان طور که یک موج صوتى از میان یک محیط الاستیک عبور مى­ کند، باعث جابه­ جایى طولى ذرات شده، به­ عنوان یک پیستون در سطح محیط عمل کرده و در نتیجه یک توالى مراحل انقباض و انبساط صورت مى گیرد.

به طور موقت مولکول ها از جایگاه اصلى خود جدا شده و به ­عنوان موج صوتى عبور مى کنند که مى­ توانند با مولکول هاى اطراف برخورد کنند.
سپس، در طى مرحله انبساط، اولین گروه از مولکول­ها به عقب و سمت موقعیت اصلى خود کشیده مى ­شود و انرژى جنبشى آن ها را بیشتر به عقب مى کشد.
بنابراین، مناطق انبساطى در محیط ایجاد مى­ شود و از آن جا که هر محیط فاصله ­ى مولکولى بحرانى دارد، هنگامى که این فاصله بیش از حد شود، فعل و انفعالات مولکولى شکسته شده و حفره­ ها در مایع ایجاد مى شوند.
حفره هاى ایجادشده در محیط، حباب هاى کاویتاسیون ناشى از فراصوت بوده که قادر به رشد در طول مراحل انبساط و کاهش اندازه در سیکل هاى انقباض هستند.
هنگامى که اندازه­ ى این حباب ها به یک نقطه ى بحرانى مى ­رسد، آن ها در طول چرخه انقباض متلاشى شده و مقدار زیادى انرژى آزاد مى ­شود.

فروپاشی حباب کاویتاسیون وعصاره گیری با روش فراصوت:

امواج فراصوت، مراحل فرایند استخراج ترکیبات گیاهى و انتقال جرم را تسهیل و تسریع می­ کند.
حباب کاویتاسیون تولید شده نزدیک به سطح موادگیاهى (a) در طول چرخه انقباض (b) متلاشى مى­ شود و میکروجت را به­ طور مستقیم به سطح وارد مى­ کند (b،c) و فشار و دماى بالاى به کار گرفته شده در این فرایند، دیواره هاى سلولى ماتریس گیاهى را پاره کرده و محتواى آن­ها را در محیط (d) آزاد خواهد کرد.
برخلاف شیوه­ هاي مرسوم، امواج صوتی باعث تخریب دیواره سلولی در یک مدت زمان کوتاه شده و عصاره گیاهی در طول دیواره سلولی انتشار می ­یابد.
فاکتورهاي زیادي شامل فرکانس، فشار، دما و زمان، کارکرد امواج صوتی را تحت تاثیر قرار مى ­دهند.

فواید استخراج با فراصوت وعصاره گیری با روش فراصوت:

از مزایاى استخراج به کمک امواج فراصوت، افزایش قطبیت سیستم (شامل استخراج کننده، آنالیت­ها و ماتریس) و افزایش بازدهى استخراج با حفره زایى است که مى­ تواند مشابه یا بزرگتر نسبت به استخراج سوکسله باشد.
استخراج با کمک امواج فراصوت امکان افزودن یک استخراج کننده کمکى را فراهم مى ­سازد و موجب افزایش قطبیت فاز مایع مى ­شود.
فراصوت مى ­تواند دماى عملیاتى را کاهش دهد و امکان استخراج ترکیبات حساس به حرارت را فراهم سازد که تحت شرایط عملیاتى استخراج سوکسله تغییر مى­ کند.
زمان استخراج نسبت به استخراج سوکسله کوتاه تر است.

تفاوت بین استخراج فراصوت و ماکروویو و عصاره گیری با روش فراصوت:

از مزایاى استخراج با کمک امواج فراصوت نسبت به استخراج امواج میکروویو مى توان به سریع تر و ساده تر بودن و در نتیجه آلودگى کم تر آن اشاره کرد.
در جذب اسید، روش فراصوت نسبت به میکروویو ایمن تر است، به طورى که به دماها و فشارهاى بالا نیاز ندارد.

تفاوت بین استخراج فراصوت و استخراج سیال فوق بحرانی:

استخراج به کمک امواج فراصوت نسبت به استخراج سیال فوق بحرانی تجهیزات بسیار ساده ترى را نیاز دارد.
بنابراین هزینه کل فرایند استخراج بسیار پایین ­تر است.
استخراج با کمک فراصوت مى­ تواند با هر حلالى براى استخراج دامنه وسیعى از ترکیبات طبیعى استفاده شود.
از طرف دیگر، استخراج با سیال فوق بحرانی به طور انحصاري از CO₂  براى استخراج استفاده مى­ کند، بنابراین دامنه آن به آنالیت هاى غیرقطبى محدود است.

معایب عصاره گیری با فراصوت و عصاره گیری با روش فراصوت :

از معایب استخراج به کمک امواج فراصوت نسبت به روش سوکسله، عدم تجدید پذیرى حلال در سیستم هاى ناپیوسته در طول فرایند است.
بنابراین بازده آن تابعى از ضریب توزیع است. از طرف دیگر شستشو و صاف کردن بعد از استخراج نسبت به زمان کل فرایند طولانى است و مصرف حلال را افزایش داده و احتمال اتلاف و یا آلودگى عصاره در طول جابه جایى وجود دارد.

استخراج سوکسله تکرار پذیرتر است. به طور معمول، استخراج به کمک امواج فراصوت نسبت به استخراج توسط امواج میکروویو ضعیف تر بوده، به طورى که کهنگى سطح پروب فراصوت مى تواند بازده استخراج را تغییر دهد.
اندازه ذرات، یک فاکتور مهم در کاربردها به کمک فراصوت است.

نکته مهم:

بیشترین میزان تأثیرگذاری گیاهان دارویی متعلق به عصاره‌ گیاهان دارویی است و بعدازآن می‌توان به مکمل‌هایی نظیر کپسول‌ها اشاره کرد. کمترین میزان اثرگذاری هم متعلق به عرق و چای و دم‌نوش است.
امیدوارم که اطلاعات خوب و مفیدی در اختیار شما قرار داده باشیم با نظر دهی و امتیازدهی مارو از کیفیت مطالب آگاه نمایید. برای دریافت اطلاعات بیشتر به سایت فروشگاه محصولات ارگانیک آشا مراجعه نمایید و برای کسب اطلاعات در مورد محصولات ارگانیک می‌توانید با شماره  09120038341 مشاور فروشگاه آشاارگانیک تماس بگیرید یا از طریق تلگرام، اینستاگرام با ما در ارتباط باشید.