سال 21، شماره 82 - ( 3-1401 )                   سال 21 شماره 82 صفحات 55-43 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Moridi Farimani M, Ahmadi E, Rezadoost H. Optimization of inulin extraction from Inula helenium L. using response surface methodology followed by its MALDI-TOF and TLC-FLD based characterization. J. Med. Plants. 2022; 21 (82) :43-55
URL: http://jmp.ir/article-1-3303-fa.html
مریدی فریمانی مهدی، احمدی الهام، رضادوست حسن. بهینه‎سازی استخراج اینولین از ریشه گیاه زنجبیل شامی با استفاده از روش سطح پاسخ و آنالیز آن با روش‎های واجذب-یونش لیزری به کمک ماتریس و کروماتوگرافی لایه نازک. فصلنامه گياهان دارویی. 1401; 21 (82) :55-43

URL: http://jmp.ir/article-1-3303-fa.html


1- پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2- پژوهشکده گیاهان و مواد اولیه دارویی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران ، H_Rezadoost@sbu.ac.ir
چکیده:   (488 مشاهده)
مقدمه: اینولین به عنوان یک پری بیوتیک شامل مخلوطی از زنجیره‌های خطی بتا-2،1 فروکتان با درجات مختلف پلیمریزاسیون 2 تا 60 است. درجات مختلف پلیمریزاسیون کاربردهای متفاوتی در صنایع آرایشی و بهداشتی، دارویی و غذایی دارند. هدف: این مطالعه سعی دارد بهترین روش برای ارزیابی درجات پلیمریزاسیون را پیدا کند. روش بررسی: بهینه‌سازی استخراج اینولین از ریشه گیاه زنجبیل شامی با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شد. چهار فاکتور زمان، دما، نسبت حلال به ماده جامد و pH بر راندمان اینولین استخراج شده بررسی گردید. خالص‌سازی اینولین با آب داغ، و سپس با استفاده از کلسیم هیدروکسید و فسفریک اسید انجام گردید. میزان درجه پلیمریزاسیون اینولین با استفاده از روش‌های اسپکتروفتومتری، MALDI-TOF و FLD-TLC ارزیابی شد. نتایج: بر اساس آزمایش‌های انجام شده شرایط بهینه استخراج اینولین، با بازده 10/1 درصد؛ دمای C °79/6 ، زمان 31/9 دقیقه، نسبت حلال به ماده جامد 39/9 :1 و pH 7/7 تعیین گردید. طیف FT-IR  سه جذب 820، و 864 -1 cm 932 که به ترتیب متعلق به 2-کتوز، واحد بتا-2،1 فروکتوفورانوزیل و α-D گلوکوپیرانوز است را نشان داد. مقدار درجه پلیمریزاسیون اینولین در طیف MALDI-TOF معادل با 16 و وزن مولکولی 2633 دالتون بود. طیف FLD-TLC درجه پلیمریزاسیون 1 تا 15 را نشان داد. همچنین در روش اسپکتروفتومتری میزان درجه پلیمریزاسیون تقریبا معادل با 0/04 ± 22/3 بدست آمد. نتیجه‌گیری: مقدار فاکتورهای مناسب برای استخراج اینولین از گیاه زنجبیل شامی پیشنهاد شد. درجه پلیمریزاسیون بدست آمده از روش FLD-TLC نتایجی قابل قبولتر و با دقت بیشتر را نسبت به روش اسپکتروفوتومتری در مقایسه با MALDI-TOF نشان داد.
متن کامل [PDF 668 kb]   (211 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشی | موضوع مقاله: فارماكوگنوزی و فارماسيوتيكس
دریافت: 1400/12/24 | پذیرش: 1401/3/6 | انتشار: 1401/3/10

فهرست منابع
1. Petkova NT, Sherova G and Denev PP. Characterization of inulin from dahlia tubers isolated by microwave and ultrasound-assisted extractions. Int. Food Res. J. 2018; 25(5): 1876-1884.
2. Petkova N, Ognyanov M, Todorova M and Denev P. Ultrasound-assisted extraction and characterisation of inulin-type fructan from roots of elecampane (Inula helenium L.). ASN. vol. 1, 2015; 1: 225-235.
3. Petkova NT, Vrancheva R, Mihaylova D, Ivanov I, Pavlov A and Denev P. Antioxidant activity and fructan content in root extracts from elecampane (Inula helenium L.). J. Bio. Sci. Biotechnol. 2015; 4(1): 101-107.
4. Kenny CR, Stojakowska A, Furey A and Lucey B. From monographs to chromatograms: The antimicrobial potential of Inula helenium L. (Elecampane) naturalisedin Ireland. Molecules. 2022; 27(4): 1406-1427. [DOI:10.3390/molecules27041406]
5. Rubela IA, Iraporda C, Novosad R, Cabrera FA, Genovese DB, and Manriquea GD. Inulin rich carbohydrates extraction from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers and application of different drying methods. Food Res. Int. 2018; 103: 649-667. [DOI:10.1016/j.foodres.2017.10.041]
6. Singla V and Chakkaravarthi S. Applications of prebiotics in food industry: A review. Food Sci. Technol. Int. 2017; 23(8): 226-233. [DOI:10.1177/1082013217721769]
7. Abou-Arab A.A , Talaat H.A and Abu-Salem F.M. Physico-chemical properties of inulin produced from Jerusalem Artichoke tubers on bench and pilot plant scale. Aust. J. Basic Appl. Sci. 2011; 5(5): 1297-1309.
8. Abed S.M, Ali AH, Noman A, Niazi S, Ammar A-F and Bakry AM. Inulin as prebiotics and its applications in food industry and human health; a review. Int. J. Agric. Innov. Res. 2016; 5(1): 88-97.
9. Petkova N, Ivanov I, Vrancheva R, Denev P and Pavlov A. Ultrasound and microwave-assisted extraction of elecampane (Inula helenium) roots . Nat. Prod. Commun. 2017; 12(2), 171-174. [DOI:10.1177/1934578X1701200207]
10. Dyakova NA, Gaponov SP, Slivkin AI, Belenova AS, Karlov PM and Lavrov SV. Elaboration of an express technique for inulin extraction from the roots of elecampane (Inula helenium L.). IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2021; 640(5): 1-5. [DOI:10.1088/1755-1315/640/5/052021]
11. Pourfarzad A, Habibi Najafi MB, Haddad Khodaparast MH and Hassanzadeh Khayyat M. Characterization of fructan extracted from Eremurus spectabilis tubers: a comparative study on different technical conditions. J. Food Sci. Technol. 2015; 52(5): 2657-2667. [DOI:10.1007/s13197-014-1310-1]
12. Perović J, Kojić J, Krulj J, Pezo L, Šaponjac VT, Ilić N and Bodroža-Solarov M. Inulin determination by an improved HPLC-ELSD method. Food Anal. Methods. 2022; 15: 1001-1010. [DOI:10.1007/s12161-021-02140-y]
13. Başaran U, Akkbik L, Mut H, Gülümser E, Doğrusöz MC and Koçoğlu S. High-performance liquid chromatography with refractive index detection for the determination of inulin in chicory roots. Anal. Lett. 2018; 51, 83-95. [DOI:10.1080/00032719.2017.1304952]
14. Li J, Hu D, Zong W, Lv G, Zhao J and Li S. Determination of inulin-type fructo oligosaccharides in edible plants by high-performance liquid chromatography with charged aerosol detector. J. Agric. Food Chem. 2014; 62(31): 7707-7713. [DOI:10.1021/jf502329n]
15. Aldrete-Herrera PI, López MG, Medina-Torres L, Ragazzo-Sánchez JA, Calderón-Santoyo M, González-Ávila M and Ortiz-Basurto RI. Physicochemical composition and apparent degree of polymerization of fructans in five wild agave varieties: Potential industrial use. Foods. 2019; 8(9): 1-11. [DOI:10.3390/foods8090404]
16. Evans M, Gallagher JA, Ratcliffe I and Williams PA. Determination of the degree of polymerisation of fructans from ryegrass and chicory using MALDI-TOF mass spectrometry and gel permeation chromatography coupled to multiangle laser light scattering. Food Hydrocoll. 2016; 53: 155-162. [DOI:10.1016/j.foodhyd.2015.01.015]
17. Lucia DD, Manfredini S, Bernardi T and Vertuani S. High-performance thin-layer chromatography (HPTLC): A new green approach to soluble fiber determination in plant matrices. Food Anal. Methods. 2015; 8(1): 32-39 [DOI:10.1007/s12161-014-9861-3]
18. Paseephol T, Small D and Sherkat F. Process optimisation for fractionating Jerusalem artichoke fructans with ethanol using response surface methodology. Food Chem. 2007; 104(1): 73-80. [DOI:10.1016/j.foodchem.2006.10.078]
19. Zhang X, Zhu X, Shi X, Hou Y and Yi Y. Extraction and purification of inulin from Jerusalem Artichoke with response surface method and ion exchange resins. ACS omega. 2022; 7: 12048-12055. [DOI:10.1021/acsomega.2c00302]
20. Dubois, M., Gilles, K.A., Hamilton, J.K. and Smith, F. Colorimetric method for determination of sugar and related substances. Anal. Chem. 1956; 28(3): 350-356. [DOI:10.1021/ac60111a017]
21. Miller GL. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem. 1959; 31(3): 426-428. [DOI:10.1021/ac60147a030]
22. Lingyun W, Jianhua W, Xiaodong Z, Da T, Yalin Y, Chenggang C, Tianhua F and Fan Z. Studies on the extracting technical conditions of inulin from Jerusalem artichoke tubers. J. Food Eng. 2007; 79(3): 1087-1093. [DOI:10.1016/j.jfoodeng.2006.03.028]
23. Redondo-Cuenca A, Herrera-Vazquez SE, Condezo-Hoyos L, Gomez-Ord E and Rup'erez P. Inulin extraction from common inulin-containing plant sources. Ind. Crops Prod. 2021; 170: 1-9. [DOI:10.1016/j.indcrop.2021.113726]
24. Wayne W D. Biostatistics: A foundation for ananlysis in the health sciences. fiveth ed., New York: John Wiley; 1991.
25. Li J-W, Ding S-D and Ding X-L. Optimization of the ultrasonically assisted extraction of polysaccharides from Zizyphus jujuba cv. jinsixiaozao. J. Food Eng. 2007; 80(1): 176-183. [DOI:10.1016/j.jfoodeng.2006.05.006]
26. Milani E, Koocheki A and Golimovahhed QA. Extraction of inulin from burdock root (Arctium lappa) using high intensity ultrasound. Int. J. Food Sci. Technol. 2011; 46(8): 1699-1704. [DOI:10.1111/j.1365-2621.2011.02673.x]
27. Tewari S, Ramalakshmi K, Methre L, Lingamallu JR. Microwave-assisted extraction of inulin from chicory roots using response surface methodology. J. Nutr. Food Sci. 2014; 5(1): 1-6.
28. Gupta AK, Kaur N and Kaur N. Preparation of inulin from chicory roots. J. Sci. Ind. Res. 2003; 62: 916-920.
29. Melanie H, Susilowati A, Iskandar YM, Lotulung PD and Andayani DGS. Characterization of inulin from local red dahlia (Dahlia sp. L) tubers by Infrared spectroscopy. Procedia Chem. 2015; 16: 78-84. [DOI:10.1016/j.proche.2015.12.027]
30. Ahmadi E, Rezadoost H and Farimani MM. Isolation, characterization, and antioxidant activity of neutral carbohydrates from Astragalus arbusculinus gum. S. Afr. J. Bot. 2022; 146: 669-675. [DOI:10.1016/j.sajb.2021.12.006]
31. Hernandez-Soriano MC. Evaluation of aluminum-saccharides complexes in solution by luminescence spectroscopy. Commun. Agric. Appl. Biol. Sci. 2012; 77(1): 133-137.
32. Harvey DJ. Carbohydrate analysis by ESI and MALDI. in: Electrospray and MALDI mass spectrometry. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc.; 2012: 723-769. [DOI:10.1002/9780470588901.ch19]
33. Kriukova Y, Jakubiak-Augustyn A, Ilyinska N, Krotkiewski H, Gontova T, Evtifeyeva O, Özcelik T and Matkowski A. Chain length distribution of inulin from dahlia tubers as influenced by the extraction method. Int. J. Food Prop. 2017; 20(sup3): S3112-S3122. [DOI:10.1080/10942912.2017.1357043]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به فصلنامه علمی پژوهشی گیاهان دارویی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2022 CC BY-NC 4.0 | Journal of Medicinal Plants

Designed & Developed by : Yektaweb