| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شمارهها | 3,186 |
| تعداد مقالات | 35,332 |
| تعداد مشاهده مقاله | 51,393,619 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 91,298,936 |
بهینهسازی شرایط استخراج ترکیبات زیستفعال از برگهای شیرینبیان (Glycyrrhiza glabra L.) با روش سطح پاسخ (RSM) | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 26 خرداد 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2026.369432.3542 | ||
| نویسندگان | ||
| فاطمه بخشی1؛ محمد فتاحی* 2؛ ساناز اشرفی سعیدلو3 | ||
| 1دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2استاد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه | ||
| 3محقق (Ph.D.)، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: شیرینبیان (Glycyrrhiza glabra L.) به عنوان یکی از گیاهان دارویی مهم با خواص بیولوژیکی گسترده، حاوی ترکیبات فعال متعددی از جمله اسید گلیسیریزیک، فنولها و فلاونوئیدهاست که نقش مهمی در فعالیت آنتیاکسیدانی ایفا میکنند. استخراج کارآمد این ترکیبات برای بهرهبرداری حداکثری از پتانسیل گیاه ضروری است. این پژوهش با هدف بهینهسازی شرایط استخراج این ترکیبات از برگهای شیرین بیان با استفاده از روش استخراج به کمک امواج اولتراسونیک (UAE) انجام شد. هدف دستیابی به بهترین شرایط برای حداکثر بازده ترکیبات زیستفعال بود. مواد و روشها: برگهای شیرین بیان جمعآوری، خشک و پودر شدند. فرآیند عصارهگیری با روش UAE و بر اساس طرح آماری مرکب مرکزی (CCD) و روش سطح پاسخ انجام گرفت. تاثیر متغیرهای مستقل شامل دما (X1: 22/75-77/24 درجه سانتیگراد)، زمان استخراج (X2: 40/18-59/1 دقیقه) و غلظت حلال (X3: 22/75-77/24 درصد)، در دامنههای از پیش تعیینشده در پنج سطح بر میزان استخراج ترکیبات فیتوشیمیایی موردنظر، مورد بررسی قرار گرفتند. استخراج در ۲۰ آزمایش مختلف با استفاده از دستگاه التراسونیک با فرکانس ۱۲۰ هرتز انجام شد. عصارههای حاصل برای اندازهگیری میزان اسید گلیسیریزیک (GA) از طریق واکنش با وانیلین و سنجش جذب در طول موج ۵۳۵ نانومتر، فنول کل (TPC) با معرف فولین-سیوکالتیو و سنجش جذب در طول موج ۷۶۰ نانومتر، فلاونوئید کل (TFC) با محلول آلومینیوم کلرید و سنجش جذب در طول موج ۴۱۵ نانومتر و فعالیت آنتیاکسیدانی یا قدرت مهار رادیکالهای آزاد با روش DPPH و سنجش جذب در طول موج ۵۱۷ نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر مدل UV 2100 PC مورد آزمایش قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل آماری دادهها، مدلسازی و تعیین شرایط بهینه برای حداکثر میزان استخراج، با نرمافزار Design Expert 10 انجام شد. نتایج: نتایج تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که مدل رگرسیونی درجه دو برای GA، TPC و DPPH، و مدل برهمکنش برای TFC بهترین برازش را با دادههای تجربی داشتند. تمامی مدلها از نظر آماری معنیدار بودند (P < 0.05) و آزمون عدم برازش برای آنها غیر معنیدار بود. مقادیر R² در بازه 745/0 تا 798/0، توانایی خوب مدلها در تبیین تغییرات را نشان داد. بررسی اثرات عوامل نشان داد که زمان (B) بیشترین تأثیر را بر GA داشته است (P < 0.05). برای TPC، اثر متقابل دما-زمان(AB) با ضریب 41/28+ بیشترین اثر مثبت را نشان داد و تاثیر عامل حلال (C2) بسیار معنیدار بود (77/25-). در مورد TFC، اثر تعاملی دما و زمان (AB) بیشترین تأثیر مثبت را داشت (ضریب 13/18)، در حالی که اثر زمان (B) کاهنده بود. برای فعالیت آنتیاکسیدانی (DPPH)، غلظت حلال (C2) بیشترین تأثیر را نشان داد (ضریب 51/16-) و اثر تعاملی دما-زمان (AB) بسیار معنیدار بود (ضریب 15/17+). نتایج نمودارهای سهبعدی نیز برهمکنش پیچیده عوامل و وجود نقاط بهینه برای هر پاسخ را تأیید کردند. بهطور کلی دماهای بالاتر و زمانهای طولانیتر باعث بهبود استخراج TPC و فلاونوئید شدند؛ اما افزایش بیش از حد آنها میتوانست منجر به تخریب شود. غلظت حلال نیز تأثیر مهمی بر فرآیند استخراج داشت، بطوریکه غلظتهای متوسط معمولاً عملکرد بهتری نسبت به غلظتهای بسیار پایین یا بالا داشتند. بر اساس نتایج، شرایط بهینه شامل دمای 57-۷۰ درجه سانتیگراد، زمان ۳۵-۴۵ دقیقه و غلظت حلال ۵۰-۶۰ درصد پیشنهاد شد. نتیجهگیری: این مطالعه نشان داد که بهینهسازی همزمان متغیرهای کلیدی شامل غلظت حلال، زمان و دمای استخراج با بهرهگیری از روش RSM، بهطور معنیداری موجب افزایش کارایی استخراج اسید گلیسیریزیک، ترکیبات فنولی و فلاونوئیدی و همچنین ارتقاء فعالیت آنتیاکسیدانی از برگ شیرینبیان میگردد. نتایج حاکی از آن است که در بین فاکتورهای ارزیابی شده دما و زمان نقش تعیینکننده در فرآیند استخراج ایفا میکنند. استفاده از RSM به عنوان یک ابزار آماری قدرتمند، امکان شناسایی شرایط بهینه را با حداقل تعداد آزمایش فراهم میسازد. یافتههای این پژوهش میتواند در بهینهسازی فرایندهای استخراج صنعتی مواد مؤثره گیاه شیرین بیان مورد توجه قرار گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اسید گلیسیریزیک؛ طرح مرکب مرکزی؛ فعالیت آنتیاکسیدانی؛ گیاهان دارویی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optimization of Bioactive Compound Extraction from Licorice (Glycyrrhiza glabra L.) Leaves Using Response Surface Methodology (RSM) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Fatemeh Bakhshi1؛ M. Fattahi2؛ Sanaz Ashrafi Saeidlou3 | ||
| 1M.Sc. student, Horticulture Department, Agriculture Faculty, Urmia University, Urmia, Iran. | ||
| 2Horticulture Department, Agriculture Faculty, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| 3Researcher (Ph.D.), Soil and Water Research Department, West Azerbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Urmia, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objective: Glycyrrhiza glabra L. (licorice) is a widely recognized medicinal plant known for its diverse biological properties and rich content of bioactive compounds, including glycyrrhizic acid, phenolics, and flavonoids, which play a significant role in its antioxidant activity. Efficient extraction of these compounds is essential to fully harness the plant's potential. This study aimed to optimize the extraction conditions of these bioactive constituents from licorice leaves using ultrasound-assisted extraction (UAE). The primary objective was to determine the optimal conditions for maximizing the yield of bioactive compounds. Methodology: Licorice leaves were collected, dried, and ground into powder. Extraction was performed using ultrasound-assisted extraction (UAE) based on a central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM). The effects of three independent variables— temperature (X₁: 22.77–75.22 °C), extraction time (X₂: 1.59–18.40 minutes), and solvent concentration (X₃: 22.77–75.22%)—were investigated at five levels within predefined ranges to assess their impact on the extraction efficiency of selected phytochemicals. The extraction process was conducted in 20 experimental runs using an ultrasonic device operating at 120 Hz. The resulting extracts were analyzed for glycyrrhizic acid (GA) content using a vanillin reagent and absorbance measurement at 535 nm, total phenolic content (TPC) using the Folin–Ciocalteu reagent and absorbance at 760 nm, total flavonoid content (TFC) using aluminum chloride solution and absorbance at 415 nm, and antioxidant activity via the DPPH radical scavenging assay with absorbance measured at 517 nm. All spectrophotometric analyses were performed using a UV-2100 PC spectrophotometer. Statistical analysis, model fitting, and optimization of the extraction parameters were carried out using Design Expert version 10 software. Results: Statistical analysis revealed that second-order regression model provided the best fit for GA, TPC, and DPPH, while an interaction model best described TFC. All models were statistically significant (P < 0.05), and the lack-of-fit tests were non-significant, indicating good model adequacy. The R² values ranged from 0.745 to 0.798, suggesting a strong capacity of the models to explain the variability in the data. Among the evaluated factors, extraction time (B) had the most significant influence on GA (P < 0.05). For TPC, the interaction between temperature-time (AB) showed the greatest positive effect, with a coefficient of 28.41, and the effect of solvent concentration (C2) was highly significant (coefficient: -25.77). In the case of TFC, temperature-time interaction (AB) had the strongest positive impact (coefficient: 18.13), while time (B) exhibited a negative effect. Regarding DPPH radical scavenging activity, solvent concentration (C2) was the most influential variable (coefficient: -16.51), and the interaction between temperature and time (AB) was again highly significant (coefficient: 17.15). Three-dimensional surface plots confirmed the complex interactions between variables and the presence of optimal extraction points for each response. Overall, higher temperatures and longer extraction times enhanced the yields of TPC and flavonoids; however, excessive levels could lead to degradation. Solvent concentration also played a critical role in the extraction efficiency, with moderate concentrations generally outperforming both very low and very high levels. Based on the results, the optimal extraction conditions were suggested to be the temperature of 57–70°C, extraction time of 35–45 minutes, and a solvent concentration of 50–60%. Conclusion: This study demonstrated that the simultaneous optimization of key extraction variables—including solvent concentration, extraction time, and temperature—using RSM significantly enhances the efficiency of extracting glycyrrhizic acid, phenolic compounds, and flavonoids, as well as the antioxidant activity from licorice leaves. The results highlighted the critical role of temperature and time, in the extraction process. The application of RSM, as a robust statistical tool, enabled the identification of optimal conditions with a minimal number of experimental runs. This study finding could be considered in optimizing industrial extraction processes of licorice secondary metabolites. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Glycyrrhizic acid, Central Composite Design, Antioxidant activity, Medicinal plants | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 9 |
||