بررسی شرایط بهینه استخراج ساپونین به روش استخراج سیال فوق بحرانی دی اکسید کربن با کمک حلال

ترکیبات ساپونین به عنوان عوامل ضدسرطان، ضد قارچ، ضد التهابی و ضد ویروس شناخته می شوند. همچنین، به عنوان عامل کف زا در بعضی از صنایع غذایی استفاده می شوند. تاکنون مطالعات اندکی پیرامون استخراج این ماده صورت گرفته است. هدف اصلی این تحقیق، بررسی و مقایسه بازده استخراج ساپونین به روش رایج با استفاده از حلال و روش سیال فوق بحرانی می باشد. در روش استخراج با حلال اثر سه متغیر مقدار ماده جامد، درصد حلال اتانول و مدت زمان استخراج بر عملکرد فرایند مورد مطالعه قرار گرفتند. بازده استخراج و غلظت ساپونین به عنوان معیارهای سنجش عملکرد فرایند مورد بررسی قرار گرفتند. در روش استخراج با سیال فوق بحرانی اثر متغیرهای عملیاتی مدت زمان استخراج، فشار و دما مورد بررسی قرار گرفتند. در این روش از دی اکسید کربن به عنوان سیال فوق بحرانی و از اتانول 80% به عنوان کمک حلال استفاده شد. برای طراحی آزمایش و بهینه سازی فرایند در هر دو روش از سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی استفاده شد. در روش استخراج با حلال درشرایط بهینه، مقدار ماده جامد برابر با 4/5 میلی گرم، درصد حلال اتانول 5/77% و مدت زمان انجام آزمایش برابر با 7 ساعت است. در این شرایط بازده استخراج برابر با 12/1 میلیگرم ساپونین به ازای هر گرم ماده جامد خشک می باشد. تحلیل آماری نتایج نشان داد که متغیرهای عملیاتی تاثیرگذار بر عملکرد فرایند درصد حلال اتانول و مدت زمان استخراج است. همچنین اثر متقابل بین متغیرهای درصد حلال و مدت زمان استخراج دارای اهمیت می باشد. برای استخراج با سیال فوق بحرانی، در شرایط بهینه مدت زمان استخراج، فشار و دما به ترتیب برابر با 10 ساعت، 400 بار و 50 درجه سانتیگراد است. در این شرایط بازده استخراج 20% بیشتر از بازده استخراج با حلال می باشد. می توان نتیجه گیری کرد که بازده استخراج با سیال فوق بحرانی به همراه کمک حلال بالاتر از استخراج با حلال است.

Investigation of Optimum Condition of Saponin Extraction by Carbon Dioxide Super Critical Fluid and Solvent

Research subject: Saponin compounds have been considered as anticancer, antimicrobial, antifungal, antiinflammatory, and antiviral activity agents. In addition, they are also used as foaming agents in some food industries. There are few studies for assessing the extraction of this substance, so far. The main purpose of this study is to assess and compare the extraction yield of Saponin by conventional extracting using solvent and supercritical fluid method.Research approach: In the extraction with solvent, the effect of three independent parameters including mass of solid material, percentage of ethanol solvent, and time of extraction on process performance was investigated. Yield of extraction and Saponin concentration were considered as indexes for evaluating the process performance. In the super critical fluid extraction, the effects of extraction time, pressure, and temperature were investigated. In this method, carbon dioxide was used as super critical fluid and 80% ethanol was used as cosolvent. In order to design of experiment and process optimization, response surface methodology and central composite design was used.Main results: In optimum condition of extraction with solvent, the mass of solid material, ethanol solvent percentage, and extraction time were 5.4 g, 77.5%, and 7 h, respectively. In this condition, the maximum efficiency of extraction yield of 1.12 mg of saponins per a gram of dry primary substance was obtained. The results indicated that time and solvent percentage were significant parameters. Further, interaction between two factors of time and solvent percentage was significant. For supercritical fluid extraction, in optimum condition, extraction time, pressure, and temperature were 10 h, 400 bar, and 50 °C, respectively. Extraction yield in this condition was 20% more than the yield of conventional method. It is concluded that the supercritical fluid extraction method has higher performance than conventional method.