مدل‏سازی و ‏بهینه‏سازی استخراج اسانس رزماری به کمک مایکروویو با استفاده از روش سطح پاسخ (rsm)

توسعه روش‌های نوین برای استخراج اسانس از گیاهان دارویی روزبه‌روز در حال گسترش است. هدف از این پژوهش، پیاده‌سازی و ارزیابی سامانه استخراج اسانس به کمک مایکروویو می‌باشد. 13 آزمایش با سه سطح توان (300، 600 و 900 وات) و سه سطح زمان (5، 20 و 35 دقیقه) برای اندازه‌گیری بازده اسانس استخراجی در نظر گرفته شد. بازده اسانس استخراجی به کمک روش سطح پاسخ با طرح مرکب مرکزی (ccd) مدل‌سازی و بهینه‌سازی شد. همچنین نوع و میزان ترکیبات اسانس استخراجی در هر تیمار آزمایشی به کمک کروماتوگرافی گازی متصل به طیف‌سنج جرمی (gc- ms) و کروماتوگرافی گازی (gc) تعیین گردید. بازده و کیفیت اسانس استخراجی توسط کلونجر هم به‌عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که مدل درجه دو توانی قادر است بازده اسانس را با r2، r2adj و r2pre  به‌ترتیب با مقادیر 9590/0، 9459/0 و8864/0 پیش‌بینی کند. همچنین نتایج بهینه‌سازی نشان داد که توان 866 وات و زمان 34 دقیقه به‌عنوان شرایط بهینه کاری سامانه اسانس‌گیری به‌دست آمد که با این شرایط کاری بازده اسانس استخراجی به 37/0 درصد (حجمی/ وزنی) رسید. همچنین تجزیه و تحلیل اسانس‌ها نشان داد در تیمارهای مختلف تعداد و درصد ترکیبات غالب به‌دست آمده متفاوت هستند. در تیمار 900 وات، ترکیبات غالب اسانس کاریوفیلن و بورنئول بودند، در حالیکه در تیمارهای 300 و 600 وات و کلونجر ترکیبات غالب اسانس، آلفاپینن، کامفن و کامفور بودند.

modelling and optimization of microwave-assisted extraction of rosemary using response surface methodology (rsm)

introduction: microwave-assisted extraction (mae) is one of the newest techniques for extracting essential oils from medicinal plants. microwave waves penetrate into plant cells and affect the polar molecules, causing heat to build up inside the plant tissue, destroying the cells and releasing the active ingredients. although in terms of essential oil extraction efficiency, mae method is slightly higher than clevenger, but in terms of energy consumption, process time and amount of solvent consumed has an inherent advantage over the clevenger method. in this study, the aim is to evaluate the quantity and quality of rosemary essential oil in the developed microwave extraction system and process optimization in this system. materials and methods: rosemary plant (rosmarinus officinalis l.) with 200 g used for each experiment. in this study, a microwave-assisted essential oil extraction system was developed. the system consisted of a home microwave, a distillation condenser, a cold-water source and a pump. in this study, the response surface methodology (rsm) used in the form of a central composite design with 13 treatments. the effect of two independent variables including power in the range of 300 to 900 watts and time in the range of 5 to 35 minutes on the efficiency of essential oil as dependent variables was investigated. to evaluate the quality of the extracted essential oil and compare it with clevenger treatment, gc-mass analysis was done using an agilent technology apparatus (agilent 7990b, usa).