Effect of ultrasound on the extraction of hydroxycinnamic acids from dandelion roots

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Introduction. Ultrasonic extraction is widely used to accelerate the extraction of biologically active substances (BAS). Given the presence of free and bound moisture in medicinal plant raw materials (MPRM), it is rational to assume a positive effect of ultrasound on the MPRM itself in order to increase the yield of BAS.

The aim of the work is to study the effect of ultrasonic pre-treatment of dandelion roots on the yield of hydroxycinnamic acids (HCA) from them and to substantiate the feasibility of pre-treatment this MPRM to obtain tinctures.

Material and methods. The object of the study was dandelion roots. The mass fraction and composition of HCA were determined by the spectrophotometric method according to the reaction with Arnov's reagent and by high-performance liquid chromatography using standard samples, respectively.

Results. Preliminary ultrasound exposure of dandelion roots significantly increases the yield of HCA. The maximum content was determined when MPRM with a layer thickness of 2-4 cm and a particle size of 500 μm or less were exposed to ultrasound for 45 min with a frequency of 31 kHz.

The highest amount of HCA in tinctures was determined when they were obtained by fourteen-day maceration and subsequent ultrasound extraction for 15 min using 50% ethanol in a volume of 50 ml per 1 g of MPRM with a particle size of 500 μm or less.

Defatting, ultrasonic, thermal pre-treatment and their combination enrich dandelion tinctures with HCA; the greatest enrichment of tinctures with this group of BAS was observed with ultrasonic treatment and thermal treatment followed by defatting.

Conclusions. The parameters of preliminary ultrasonic pre-treatment and technological parameters for obtaining tinctures of dandelion roots were experimentally determined. It is recommended to use preliminary pre-treatment of raw materials as one of the stages of the technology for obtaining tinctures, ensuring an increase in the yield of HCA.

Sobre autores

R. Lukashou

Educational institution "Belarusian State Medical University"

Autor responsável pela correspondência
Email: r_lukashov@mail.ru
ORCID ID: 0000-0001-9547-5372

Ph.D. (Pharm.), Associate Professor, Head of the Pharmaceutical Chemistry Department

Belarus, 83 Dzerzhinsky Ave, Minsk, 220083

N. Gurina

Educational institution "Belarusian State Medical University"

Email: nsgur@mail.ru
ORCID ID: 0009-0009-9150-5728

Dr.Sc. (Biol.), Professor, Dean of the Pharmaceutical Faculty

Belarus, 83 Dzerzhinsky Ave, Minsk, 220083

Bibliografia

  1. Elapov A.A., Kuznetsov N.N., Marakhova A.I. The Use of Ultrasound in the Extraction of Biologically Active Compounds from Plant Raw Materials, Used or promising for Use in Medicine (Review). Drug development & registration. 2021; 10(4): 96–116. (In Russ.); https://doi.org/10.33380/2305-2066-2021-10-4-96-116.
  2. Dubashinskaja N.V., Hishova O.M., Shimko O.M. Some features of the extraction of medicinal plant materials (part 1). Vestnik farmacii. 2006; 34(4): 62–72. (In Russ.).
  3. Antonova N.P., Morgunov I.M., Prohvatilova S.S. et al. An alternative method of loss on drying determination in herbal medicinal products. The Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2017; 7(3): 182–185. (In Russ.).
  4. Antonova N.P., Prokhvatilova S.S., Shefer E.P., Kalinin A.M. Specifics of herbal drugs quality testing with the examples of typical criticism of laboratory testing of those. The Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2015; (3): 18–22. (In Russ.).
  5. Smotraeva I.V., Balanov P.E., Tret'jakov N.A. The use of ultrasound in the processing of plant raw materials. Izvestija Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014; 3: 264–267. (In Russ.).
  6. Nora F.M.D., Borges C.D., Rural C. Pré-tratamento por ultrassom como alternativa para melhoria da extração de óleos essenciais. Food Technology. 2017; 47(9): 1–9; https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20170173.
  7. Mathew M., Singh A., Simha P., Ganesapillai S.M. Influence of Microwave and Ultrasound pretreatment on Solvent Extraction of Bio-components from Walnut (Julgans regia L.). Periodica Polytechnica Chemical Engineering. 2016; 60(1): 40–48; https://doi.org/10.3311/PPch.8480.
  8. Belokurov S.S., Narkevich I.A., Flisjuk E.V. i dr Modern methods of extraction of medicinal plant materials (review). Himiko-farmacevticheskij zhurnal 2019;53(6):48-53. (In Russ.); https://doi.org/10.30906/0023-1134-2019-53-6-48-53.
  9. Mazets Zh.E. Sudeynaya S.V., Gritskevich E.R. Workshop on plant physiology. Part 2. Minsk, 2010; 71 p. (In Russ.).
  10. State Pharmacopoeia of the Republic of Belarus: in 2 volumes. T. 2: Quality control of substances for pharmaceutical use and medicinal plant raw materials. Molodechno: Pobeda, 2016; 1368 p. (In Russ.).
  11. Evstaf'ev S.N., Tigunceva N.P. Biologicheski aktivnye veshhestva oduvanchika lekarstvennogo Taraxacum officinale Wigg. (Obzor). Izvestija vuzov. Prikladnaja himija i biotehnologija. 2014; 1(6): 18–29. (In Russ.).
  12. Community herbal monograph on Taraxacum officinale Weber ex Wigg., radix cum herba [Electronic resource]. Mode of access: https://www.ema.europa.eu/documents/herbal-monograph/final-community-herbal-monograph-taraxacum-officinale-weber-ex-wigg-radix-cum-herba_en.pdf. Date of access: 16.07.2024.
  13. Lavshuk V.V. Influence of the nature and volume fraction of extractants on the extraction of hydroxycinnamic acids from dandelion officinalis roots. Aktual'nye problemy sovremennoj mediciny i farmacii. 2019: 1842–1846. (In Russ.).
  14. Lavshuk V.V. Selection of extraction mixture for extracting hydroxycinnamic acids from dandelion officinalis roots. Vestnik Permskoj gosudarstvennoj farmacevticheskoj akademii. 2019; 23: 213–214. (In Russ.).
  15. Lukashenja V.V. Optimal conditions for the extraction of hydroxycinnamic acids from dandelion officinalis roots. Molodaja farmacija – potencial budushhego. 2020: 562–564. (In Russ.).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2. Fig. 1. Effect of ultra sonication duration on the hydroxycinnamic acids (HCA) content: without UP – medicinal plant raw material (MPRM), that have not been subjected to ultrasonic pre-treatment

Baixar (32KB)
3. Fig. 2. The influence of ultrasound frequency on the HCA content

Baixar (33KB)
4. Fig. 3. Influence of the thickness of the pre-treanment MPRM layer on the HCA content

Baixar (23KB)
5. Fig. 4. Influence of the grinding degree on HCA content

Baixar (23KB)
6. Fig. 5. HCA content in ultrasound pre-treated (UP MPRM) and native dandelion roots (MPRM)

Baixar (25KB)
7. Fig. 6. Influence of the ultrasonic extraction duration on HCA content: ME – mechanical extraction; TE – temperature extraction

Baixar (34KB)
8. Fig. 7. Influence alcohol volume fraction on HCA content

Baixar (36KB)
9. Fig. 8. Influence of the maceration days’ number on HCA content

Baixar (34KB)
10. Fig. 9. Influence ratio of MPRM and extractant (50% alcohol) on HCA content

Baixar (33KB)
11. Fig. 10. Influence of the MPRM grinding degree on HCA content

Baixar (29KB)
12. Fig. 11. Dependence of the optical density of the primary extract on the number of settling days

Baixar (26KB)
13. Fig. 12. Dependence of the HCA content on the method of obtaining the tincture

Baixar (35KB)
14. Fig 13. The influence of pre-treatment of MPRM on the content of HCA: I – Un pre-treatment MPRM; II – MPRM that has been defatting; III – MPRM that has been heat pre-treated; IV – MPRM that has been first defatting and then heat pre-treated; V – MPRM that has been first heat pre-treated and then defatting

Baixar (21KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».