بهينه سازي و بررسي مقايسه اي محتواي فنولي تركيبات زيست فعال استخراج شده از برگ گياه فيجوا (Feijoa sellowiana) به كمك امواج فراصوت

Optimization and comparative evaluation of ultrasound-assisted extraction of bioactive phenolic compounds from feijoa (Feijoa sellowiana) leaves

در اين پژوهش به منظور بررسي، مدل سازي و بهينه سازي اثر متغيرهاي مستقل فرايند استخراج با حلال به كمك امواج فراصوت شامل شدت امواج فراصوت ( W/cm2714/00، 1428/50 و 2143/00)، چرخه كاري (50- 75-100 درصد) و دماي استخراج (Cº 30-45-60) بر محتواي فنولي تركيبات زيست فعال استخراج شده از برگ گياه فيجوا از روش شناسي سطح پاسخ بر اساس طرح باكس- بنكن استفاده شد. ميزان كل تركيبات فنولي توسط روش فولين - سيوكالتيو اندازه گيري شد. با استفاده از تجزيه وتحليل رگرسيون خطي چندگانه، مدل چندجمله اي درجه دوم كامل براي ميزان كل تركيبات فنولي به دست آمد. با استفاده از تكنيك بهينه سازي عددي شرايط بهينه به صورت W/cm2 1749/34 ٪86/39 و C º 32/49 تعيين شد. فعاليت ضد راديكالي تركيبات فنولي به دست آمده تحت شرايط بهينه با روشهاي دي فنيل پيكريل هيدرازيل (DPPH) و 2و ´2 آزينوبيس (3 - متيل بنزو تيازولين - 6 - سولفونيك اسيد) (ABTS) اندازه گيري شد. عصاره تركيبات زيست فعال داراي ميزان كل تركيبات فنولي mg GAE/g 0/12 ± 381/20 و فعاليت ضد راديكالي ٪0/10 ± 81/43 مهار راديكال هاي آزاد DPPH و ٪0/26 ± 86/63 مهار راديكال هاي آزاد ABTS بود. مدل ارائه شده براي پيش بيني مقدار پاسخ نتيجه بسيار نزديكي با داده هاي تجربي داشت. تكنيك استخراج با حلال متلاطم جهت بررسي مقايسه اي موردمطالعه قرار گرفت كه در اين تكنيك تاثير متغير شدت دور در دامنه rpm300-50 بر ميزان كل تركيبات فنولي مطالعه شد. بر اساس نتايج به دست آمده، با استفاده از تكنيك حلال متلاطم بالاترين ميزان كل تركيبات فنولي (mg GAE/g 0/12 ± 352/95) درشدت دور rpm 200 به دست آمد. تركيبات به دست آمده داراي فعاليت ضد راديكالي ٪0/16 ± 73/33 مهار راديكال هاي آزاد DPPH و ٪0/12 ± 82/20 مهار راديكال هاي آزاد ABTS بودند. با توجه به نتايج بررسي مقايسه اي مي توان بيان نمود كه با استفاده از امواج فراصوت امكان دستيابي به تركيبات زيست فعال فنولي بيشتر و فعاليت ضد راديكالي بالاتر در مدت زمان كوتاه تري وجود دارد.

In this study، the effect of ultrasound-assisted extraction (UAE) process independent variables including ultrasonic intensity (714.00، 1425.50 and 2143.00 w cm-2)، duty cycle (50، 75 and 100%) and extraction temperature (30، 45 and 60 °C) on feijoa leaves bioactive phenolic compounds was investigated and optimized using response surface methodology based on Box-Behnken design. The total phenolic content of extracts was measured using Folin- Ciocalteu method. Quadratic polynomial model was obtained for total phenolic compounds using multiple linear regression analysis. The optimal conditions were determined as 1749.34 W cm-2 ultrasonic intensity، 86.39% duty cycle and 32.49 °C extraction temperature. The radical scavenging activity of phenolic compounds obtained under optimized UAE conditions was assessed using 2،2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2،2´-Azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging activity methods. Based on results obtained، the total phenolic compound and radical scavenging activity of extract obtained under optimal conditions were 381.20 ± 0.12 mg GAE/g، 81.43 ± 0.10% of DPPH radical inhibition and 86.63 ± 0.26% of ABTS radical inhibition، respectively. The model obtained for prediction of dependent variable has a good closeness with experimental results. The agitated bed extraction technique was investigated to carry out the comparative evaluation. The effect of agitation intensity (50-300 rpm) on total phenolic content of extracts obtained using this technique was studied. Based on results obtained، the highest value of total phenolic content (352.95 ± 0.12 mg GAE/g) could be achieved using 200 rpm agitation intensity. The radical scavenging activity of extract was 73.33 ± 0.16% of DPPH radical inhibition and 82.20 ± 0.12% of ABTS radical inhibition. According to the results obtained it could be stated that ultrasound-assisted extraction is a promising technique to obtain extracts contain more phenolic compounds and higher radical scavenging activity during short extraction time.