همکاری با انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

سابقه و هدف: عصاره‌های استخراجی از گیاهان دارویی حاوی ترکیبات زیست فعال و فیتوشیمیایی با ارزش مانند پلی‌فنل‌ها و فلاونوئیدها با ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی، ضدمیکروبی، ضدسرطانی و ضددیابتی هستند. گیاه کاپاریس (Capparis spinosa L.) از گیاهان دارویی بومی شهرستان هیرمند بوده که اندام‌های مختلف آن حاوی ترکیبات زیست فعال متنوع ازجمله ساکاریدها، گلیکوزیدها، فلاونوئیدها، آلکالوئیدها، فنلیک‌اسیدها، ترپنوئیدها، اسیدهای چرب، ویتامین‌ها و استروئیدها می‌باشند. استفاده از روش‌های نوین در استخراج ترکیبات زیست فعال از گیاهان دارویی، ازجمله روش فراصوت نسبت به روش‌های سنتی استخراج مانند سوکسله و غرقابی علاوه بر بهبود کارایی استخراج باعث حفظ ترکیبات زیست فعال حساس به حرارت و کاهش زمان استخراج می‌گردند. ازاین‌رو، این مطالعه با هدف ارزیابی کارایی امواج فراصوت در استخراج ترکیبات فنلی و آنتی‌اکسیدانی از برگ گیاه کاپاریس انجام گردید.
مواد و روش‌: به منظور بهینه‌سازی شرایط استخراج ترکیبات فنلی و آنتی‌اکسیدان از برگ گیاه کاپاریس با حلال‌های اتانول و آب از روش سطح پاسخ و طرح باکس بنکن با انتخاب فاکتورهای زمان در سه سطح (15، 30 و 45 دقیقه) و توان حمام فراصوت در سه سطح (100، 200 و 300 وات) استفاده شد و بوسیله نرم‌افزار دیزاین اکسپرت، 13 تیمار برای استخراج عصاره پیشنهاد گردید. پس از آسیاب کردن برگ‌های خشک شده گیاه و انحلال آن در حلال اتانول 70 درصد (برای عصاره‌گیری الکلی) و حلال آب مقطر (برای عصاره‌گیری آبی) با نسبت 4:1 وزنی/حجمی از تیمار حمام فراصوت با فرکانس ثابت 40 کیلوهرتز استفاده شد و جداسازی حلال الکلی و تغلیظ عصاره با استفاده از دستگاه تبخیرکننده چرخشی تحت خلأ و جداسازی حلال آبی با استفاده از آون خلأ در دمای 40 درجه سانتیگراد انجام شد. پس از استخراج عصاره‌های الکلی و آبی، آزمون‌های آنتی‌اکسیدانی برای هریک از عصاره‌ها با استفاده از روش رنگ‌سنجی فولین سیوکالچو به منظور ارزیابی محتوای ترکیبات فنلی کل و روش مهار رادیکال‌های آزاد DPPH با تعیین شاخص IC50 انجام شد. مقایسات میانگین بین نتایج آزمون‌های آنتی‌اکسیدانی عصاره‌های آبی و الکلی برگ گیاه به وسیله آزمون یو من-ویتنی در طرح کاملاً تصادفی و در سطح 5%α= به وسیله نرم‌افزار SAS نسخه 9.1 انجام گردید.
نتایج: نتایج حاصل از تجزیه‌وتحلیل آماری با روش سطح پاسخ از بخش مدل نشان داد که مدل Quadratic یا درجه دوم برای آزمون‌های اندازه‌گیری شده در این مطالعه، دارای اختلاف معنی‌دار با سایر مدل‌ها بود و این مدل برای آنالیز آماری آزمون‌ها انتخاب گردید. اثرهای معنی‌دار متغیرهای زمان و توان فراصوت بر میزان استخراج ترکیبات فنلی و قابلیت مهار رادیکال‌های آزاد DPPH عصاره‌های الکلی برگ گیاه به ترتیب با ضرایب رگرسیونی 0.99 و 0.98 و اثرهای معنی‌دار متغیرهای زمان و توان فراصوت بر میزان استخراج ترکیبات فنلی و قابلیت مهار رادیکال‌های آزاد DPPH عصاره‌های آبی برگ گیاه به ترتیب با ضرایب رگرسیونی 0.98 و 0.99 تعیین شدند. میزان ترکیبات فنلی کل استخراجی از برگ گیاه کاپاریس با حلال‌های اتانول و آب مقطر به روش فراصوت به ترتیب 0.32±20.77 و 0.54±17.53 میلی‌گرم بر گرم و میزان IC50 عصاره‌های استخراجی از برگ گیاه با حلال اتانول و آب مقطر به روش فراصوت به ترتیب 0.60±/13.16 و 0.81±20.42 میکروگرم بر میلی‌لیتر ارزیابی گردید. شرایط بهینه استخراج الکلی و آبی ترکیبات فنلی و آنتی‌اکسیدانی برگ گیاه، زمان 45 دقیقه و توان فراصوت 300 وات بدست آمد و در این شرایط بهینه، میزان ترکیبات فنلی کل عصاره‌های الکلی و آبی برگ گیاه به ترتیب 27.4 و 23.8 میلی‌گرم بر گرم و میزان IC50 عصاره‌های الکلی و آبی نیز به ترتیب 8.1 و 10.8 میکروگرم بر میلی‌لیتر حاصل شد.
نتیجه‌گیری: روش فراصوت دارای کارایی بالایی در استخراج الکلی و آبی ترکیبات فنلی و آنتی‌اکسیدان از برگ گیاه کاپاریس می‌باشد. البته بین میزان ترکیبات فنلی کل عصاره و قابلیت مهار رادیکال‌های آزاد DPPH ارتباط مستقیمی وجود دارد. به‌طورکلی، عصاره‌های الکلی برگ گیاه دارای ترکیبات فنلی و قابلیت مهار رادیکال‌های آزاد DPPH بیشتری نسبت به عصاره‌های آبی بودند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

- Afzali, S.F., Sadeghi, H. and Taban, A., 2023. A comprehensive model for predicting the development of defense system of Capparis spinosa L.: a novel approach to assess the physiological indices. Scientific Reports, 13(1), 12413.
- Aliyazicioglu, R., Eyupoglu, O.E., Sahin, H., Yildiz, O. and Baltas, N., 2013. Phenolic components, antioxidant activity, and mineral analysis of Capparis spinosa L. African Journal of Biotechnology, 12(47): 6643-6649.
- Amiri, H., 2011. Chemical composition and antioxidant activity of the essential oil and methanolic extract of Salvia multicaulis Vahl. Journal of Medicinal Plants, 8(1): 111-117.
- Bhoyar, M.S., Mishra, G.P., Naik, P.K. and Srivastava, R.B., 2011. Estimation of antioxidant activity and total phenolics among natural populations of Caper ('Capparis spinosa') leaves collected from cold arid desert of Trans-Himalayas. Australian Journal of Crop Science, 5(7): 912-919.
- Boudries, H., Nabet, N., Chougui, N., Souagui, S., Loupassaki, S., Madani, K. and Dimitrov, K., 2019. Optimization of ultrasound-assisted extraction of antioxidant phenolics from Capparis spinosa flower buds and LC–MS analysis. Journal of Food Measurement and Characterization, 13(3): 2241-2252.
- Chedraoui, S., Abi-Rizk, A., El-Beyrouthy, M., Chalak, L., Ouaini, N. and Rajjou, L., 2017. Capparis spinosa L. in a systematic review: A xerophilous species of multi values and promising potentialities for agrosystems under the threat of global warming. Frontiers in Plant science, 8, 1845.
- Dehghan Tanha, R., Mahdian, E., Amini Fard, M.H., Bayat, H. and Karajian, R., 2019. Optimization of ultrasound-assisted extraction of total phenolic content from Capsicum annum fruits with response surface methodology. Journal of Innovation in Food Science and Technology, 11(1): 87-97.
- Ghorbani, M., Aboonajmi, M., Ghorbani, J.M. and Arabhosseini, A., 2017. Effect of ultrasound extraction conditions on yield and antioxidant properties of the fennel seed (foeniculum vulgare) extract. Journal of Food Science and Technology, 14(6): 63-73.
- Hayouni, E., Abedrabba, M., Bouix, M. and Hamdi, M., 2007. The effects of solvents and extraction method on the phenolic contents and biological activities in vitro of Tunisian Quercus coccifera L. and Juniperus phoenicea L. fruit extracts. Food Chemistry, 105(3): 1126-1134.
- Huseini, H.F., Hasani-Rnjbar, S., Nayebi, N., Heshmat, R., Sigaroodi, F.K., Ahvazi, M., Alaei, B.A. and Kianbakht, S., 2013. Capparis spinosa L. (Caper) fruit extract in treatment of type 2 diabetic patients: a randomized double-blind placebo-controlled clinical trial. Complementary therapies in medicine, 21(5): 447-452.
- Khlebnikov, A.I., Schepetkin, I.A., Domina, N.G., Kirpotina, L.N. and Quinn, M.T., 2007. Improved quantitative structure–activity relationship models to predict antioxidant activity of flavonoids in chemical, enzymatic, and cellular systems. Bioorganic and medicinal chemistry, 15(4): 1749-1770.
- Li, J.W., Ding, S.D. and Ding, X.L., 2007. Optimization of the ultrasonically assisted extraction of polysaccharides from Zizyphus jujuba cv. jinsixiaozao. Journal of food engineering, 80(1): 176-183.
- Luque-Garcıa, J. and De Castro, M.L., 2003. Ultrasound: a powerful tool for leaching. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 22(1): 41-47.
- Mahboubi, M. and Mahboubi, A., 2014. Antimicrobial activity of Capparis spinosa as its usages in traditional medicine. Herba Polonica, 60(1): 39-48.
- Mazarei, F., Jooyandeh, H., Noshad, M. and Hojjati, M., 2017. Polysaccharide of caper (Capparis spinosa L.) Leaf: Extraction optimization, antioxidant potential and antimicrobial activity. International journal of biological macromolecules, 95: 231-224.
- Mishra, B.B. and Tiwari, V.K., 2011. Natural products: An evolving role in future drug discovery. European Journal of Medicinal Chemistry, 46(10): 4769-4807.
- Moghaddasian, B., Alaghemand, A. and Eradatmand Asli, D., 2013. Diurnal change in routine content in Capparis spinosa growing wild in Tafresh/Iran. European J Experimental Biology, 3(3): 30-34.
- Moghaddasian, B., Eradatmand, A. and Alaghemand, A., 2012. Quantitative analysis of quercetin in different parts of Capparis spinosa by HPLC. Annals of Biological Research, 3(12): 5775-5778.
- Mollica, A., 2017. Anti-diabetic and anti-hyperlipidemic properties of Capparis spinosa L.: In vivo and in vitro evaluation of its nutraceutical potential. Journal of functional foods, 35: 32-42.
- Moufid, A., Farid, O. and Eddouks, M., 2015. Pharmacological Properties of Capparis spinosa Linn. Int J Diabetol Vasc Dis Res, 3(5): 99-104.
- Oroian, M., Ursachi, F. and Dranca, F., 2020. Influence of ultrasonic amplitude, temperature, time and solvent concentration on bioactive compounds extraction from propolis. Ultrasonics Sonochemistry, 64: 105021.
- Rashedi, H., Amiri, H. and Gharezi, A., 2015. Assessment of phytochemical and antioxidant properties of the Capparis spinosa L. in Khuzestan province. Journal of Qazvin University of Medical Science, 18(6): 11-17.
- Razavi, R. and Kenari, R.E., (2021). Antioxidant evaluation of Fumaria parviflora L. extract loaded nanocapsules obtained by green extraction methods in oxidative stability of sunflower oil. Journal of Food Measurement and Characterization, 15(3), 2448-2457.
- Rodrigues, S., Pinto, G.A. and Fernandes, F.A., 2008. Optimization of ultrasound extraction of phenolic compounds from coconut (Cocos nucifera) shell powder by response surface methodology. Ultrasonics Sonochemistry, 15(1): 95-100.
- Rouhani, H., 2016. Determination some the ecological, antioxidant and antimicrobial properties of caper (Capparis spinosa) in habitat Gonabad. M.Sc. Thesis, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Torbat-e-Heydarieh, Torbat-e-Heydarieh.
- Safarzaei, A., Esmaeilzadeh Kenari, R. and Farahmandfar, R., 2023. Optimization of aqueous extraction conditions of phenolic and antioxidant compounds of Caper (Capparis spinosa) leaves and roots using response surface methodology. Journal of Food Science and Technology (Iran), 138(20): 26-40.
- Safarzaei, A., Sarhadi, H. and Dashipour, A.R., 2022. Optimization of antimicrobial and antioxidant aextraction of caper (Capparis spinosa) leaves and roots assisted by ultrasonic waves. Journal of Innovation in Food Science and Technology, 13(4): 31-50.
- Safarzaei, A., Sarhadi, H., Khodaparast, M.H.H., Shahdadi, F. and Dashipour, A.R., 2020. Optimization of aqueous and alcoholic extraction of phenolic and antioxidant compounds from Caper (Capparis spinosa L.) Roots assisted by ultrasound waves. Zahedan Journal of Research in Medical Sciences, 22(4): e100747.
- Sharififar, F., Moshafi, M.H., Mansouri, S.H., Khodashenas, M. and Khoshnoodi, M., 2007. In vitro evaluation of antibacterial and antioxidant activities of the essential oil and methanol extract of endemic Zataria multiflora Boiss. Food Control, 18(7): 800-805.
- Smaoui, S., Ben Hlima, H., Fourati, M., Elhadef, K., Ennouri, K. and Mellouli, L., 2020. Multiobjective optimization of Phoenix dactylifera L. seeds extraction: mixture design methodology for phytochemical contents and antibacterial activity. Journal of Food Processing and Preservation, 44(10): e14822.
- Sohrabi, F. and Kavoosi, G.R., 2018. Optimization of ultrasound extraction of phenolic compounds from coconut (Cocos nucifera) shell powder by response surface methodology. Ultrasonics Sonochemistry, 15(1): 95-100.
- Tlili, N., Nasri, N., Saadaoui, E., Khaldi, A. and Triki, S., 2009. Carotenoid and tocopherol composition of leaves, buds, and flowers of Capparis spinosa grown wild in Tunisia. Journal of agricultural and food chemistry, 57(12): 5381-5385.
- Tsiaka, T., Lantzouraki, D.Z., Polychronaki, G., Sotiroudis, G., Kritsi, E., Sinanoglou, V.J., Kalogianni, D.P. and Zoumpoulakis, P., 2023. Optimization of ultrasound-and microwave-assisted extraction for the determination of phenolic compounds in peach byproducts using experimental design and liquid chromatography–tandem mass spectrometry. Molecules, 28(2): 518.
- Wang, J., Sun, B., Cao, Y., Tian, Y. and Li, X., 2008. Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran. Food Chemistry, 106(2):804-810.
- Wu, Y., Cui, S.W., Tang, J. and Gu, X., 2007. Optimization of extraction process of crude polysaccharides from boat-fruited sterculia seeds by response surface methodology. Food chemistry, 105(4): 1599-1605.‏
- Yang, T., Liu, Y., Wang, C. and Wang, Z., 2008. Advances on investigation of chemical constituents, pharmacological activities and clinical applications of Capparis spinosa. Zhongguo Zhong yao za zhi= Zhongguo zhongyao zazhi= China journal of Chinese materia medica, 33(21): 2453-2458.
- Zeggwagh, N., Michel, J. and Eddouks, M., 2007. Cardiovascular effect of Capparis spinosa aqueous extract. part VI: in vitro vasorelaxant Effect. American Journal of Pharmacology and Toxicology, 2(3): 135-139.
- Zhou, H., Jian, R., Kang, J., Huang, X., Li, Y., Zhuang, C., Yang, F., Zhang, L., Fan, X., Wu, T. and Wu, X., 2010. Anti-inflammatory effects of caper (Capparis spinosa L.) fruit aqueous extract and the isolation of main phytochemicals. Journal of agricultural and food chemistry, 58(24): 12717-12721.
- Zia-Ul-Haq, M., Ćavar, S., Qayum, M., Imran, I. and Feo, V.d., 2011. Compositional studies: antioxidant and antidiabetic activities of Capparis decidua (Forsk.) Edgew. International journal of molecular sciences, 12(12): 8846-8861.