Application of Stefanis- -Panayiotou's Method for Selection of Solvents for Effective Extraction of Antioxidants from Blackthorn Flowers

• Autorzy: Ryszard Zieliński

Warianty tytułu

Zastosowanie metody Stefanisa - Panayiotou'a w doborze rozpuszczalnika do procesu ekstrakcji przeciwutleniaczy z kwiatów tarniny śliwy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this work was to determine a practical usefulness of the original computational method proposed by Stefanis and Panayiotou to determine the composition of solvents for efficient extraction of antioxidants present in dried flowers of blackthorn (Pronus spinosa L.). The numerical values of the solubility parameters obtained in such a way for mixtures of two components systems: water - ethanol were presented using Bagley's plot. We have assumed that the condition for a correct selection of the extractant mixture is the distance on the Bagley's plot below 5 MPa^(1/2) between the mixture of solvents and the extracted component. On this basis we have found the optimum composition of the used solvents. This result was verified for the extraction process of polyphenolic compounds present in blackthorn flowers. It was shown experimentally that the extractant composition determined in such a way leads to obtainment of dried blackthorn flowers extracts with a high content of polyphenolic compounds. (original abstract)

Celem badań podjętych w niniejszej pracy było określenie praktycznej przydatności oryginalnej metody obliczeniowej zaproponowanej przez Stefanisa i Panayiotou'a do określania składu rozpuszczalników zapewniających wydajną ekstrakcję przeciwutleniaczy zawartych w suszonych kwiatach tarniny śliwy (Pronus spinosa L.). Obliczono wartości składowych parametrów rozpuszczalności mieszanin rozpuszczalników oraz modelowych związków fenolowych obecnych w tym surowcu roślinnym. Tak otrzymane wartości oraz odpowiednie wartości dla dwuskładnikowych mieszanin: woda - etanol przedstawiono na wykresie Bagley'a. W pracy założono, że warunkiem poprawnego doboru składu mieszaniny ekstrakcyjnej jest odległość tej mieszaniny od ekstrahowanego składnika na wykresie Bagley'a poniżej 5 MPa^(1/2). Na tej podstawie wyznaczono optymalny skład mieszaniny ekstrakcyjnej. Wynik ten zweryfikowano dla procesu ekstrakcji związków polifenolowych z kwiatów tarniny śliwy. Doświadczalnie wykazano, że tak wyznaczony skład ekstrahentu prowadzi do uzyskania ekstraktów suszonych kwiatów tarniny śliwy o wysokiej zawartości związków polifenolowych. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Antioxidant activity; Functional food additives; Raw plant materials; Food commodities

PL

Aktywność przeciwutleniająca; Dodatki funkcjonalne do żywności; Surowce roślinne; Towaroznawstwo żywności

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2020
• Numer: nr 1
• Strony: 69--81

Twórcy

autor

Ryszard Zieliński

• Poznań University of Economics and Business

Bibliografia

• [1] Hildebrand J.H. (1935) Solubility. XIV. Experimental tests of a general equation for solubility, Journal of the American Chemical Society, 57, 866-871.
• [2] Hildebrand J., Scott R.L. (1962) Regular solutions. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New, New Jersey.
• [3] Hansen C.M. (1967) The three dimensional solubility parameter - key to paint component affinities. Journal of Paint Technology, 39 (505), 104-117.
• [4] Hansen C.M. (2007) Hansen Solubility Parameters: A user's Handbook. CRC Press LLC, Boca Raton, Florida.
• [5] Karger B.L. (1978) Expanded solubility parameter treatment for classification and use of chromatographic solvents and adsorbents. Analytical Chemistry, 50, 2126-2136.
• [6] Duclairoir C, Nakache E., Marchais H, Orecchioni A.M. (1998) Formation of gliadin nanoparticles: influence of the solubility parameter of the protein solvent. Colloid and Polymer Science, 27, 6321-6327.
• [7] Ramos A.C.D.S., Rolemberg M.P., Moura L.G.M.D., Zilio E.L., Santos M.D.F.P.D., González G. (2013) Determination of solubility parameters of oils and prediction of oil compatibility. Journal of Petroleum Science and Engineering, 102, 36-40.
• [8] Sarode A.L., Sandhu H., Shah N., Malick W., Zia H. (2013) Hot melt extrusion (HME) for amorphous solid dispersions: predictive tools for processing and impact of drug- polymer interactions on supersaturation. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 48 (3), 371-384.
• [9] Barton A.F.M. (1983) Handbook of solubility parameters and other cohesion parameters. CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida.
• [10] Just S., Sievert F., Thommes M., Breitkreutz J. (2013) Improved group contribution parameter set for the application of solubility parameters to melt extrusion. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 85, 1191-1199.
• [11] Hoy K.L. (1970) New values of the solubility parameters from vapor pressure data. Journal of Paint Technology, 42, 76-118.
• [12] Hoy K.L. (1989) Solubility parameter as a design parameter for water-borne polymer sand coatings. Journal of Coated Fabrics, 19, 53-67.
• [13] van Krevelen D.W., te Nijenhuis K.. (2009) Properties of polymers, their correlation with chemical structure; their numerical estimation and prediction from additive group contributions. 4th ed. Elsevier, Amsterdam, pp.189-227.
• [14] Stefanis E., Panayiotou C. (2008) Prediction of Hansen solubility parameters with a new group-contribution method. International Journal of Thermodynamics, 29 (2), 568-585.
• [15] Stefanis E., Panayiotou C. (2012) A new expanded solubility parameter approach. International Journal of Pharmaceutics, 426 (1-2), 29-43.
• [16] Rejniak J.M., Zieliński R. (2014) Potential antiradical activity of Prunus spinosa extracts. In: Salerno-Kochan R. (ed.): Commodity science in research and practice - nonfood products' quality and innovations. Polish Society of Commodity Science, Cracow, pp. 139-150.
• [17] Ayla S., Günal M.Z., Şakul A.A.S., Biçeroğlu Ö., Özdemir E.M., Okur M.E., Polat D. Ç., Okur N. Ü., Bilgiç B.E. (2017) Effect of Prunus spinose L. fruits on experimental wound healing. Medeniyet Medical Journal, 32, 152-158.
• [18] Ruiz-Rodríguez B.M., de Ancos B., Sánchez-Moreno C., Fernández-Ruiz V. (2014) Wild blackthorn (Prunus spinose L.) and hawthorn (Crataegus monogyna Jacq.) fruits as valuable sources of antioxidants. Fruits, 69, 61-73.
• [19] Karakas N., Okur M.E., Ozturk I., Ayla S., Karadag A.E., Polat D.Ç. (2019) Antioxidant activity of blackthorn (Prunus spinosa L.) fruit extract and cytotoxic effects on various cancer cell lines. Medeniyet Medical Journal, 34, 297-304.
• [20] Marchelak A., Owczarek A., Matczak M., Pawlak A., Kołodziejczyk-Czepas J., Nowak P., Olszewska M.A. (2017) Bioactivity potential of Prunus spinosa L. flower extracts: phytochemical profiling, cellular safety, pro-inflammatory enzymes inhibition and protective effects against oxidative stress in vitro. Frontiers in Pharmacology, 8, 680, 1-15.
• [21] Veličković J.M., Kostić D.A., Stojanović G.S., Mitić S.S., Mitić M.N., Ranđelović S.S., Aleksandra S. Đorđević A.S. (2014) Phenolic composition, antioxidant and antimicrobial activity of theextracts from Prunus spinosa L. fruit. Hemijska Industrija, 68 (3) 297-303.
• [22] Abbott S., Hansen C.M., Yamamoto H. Valpey III R.S. (2019) Hansen solubility in practice. Complete with eBook, software and data. Ver. 5.2.05.
• [23] Olszewska M., Wolbiś M. (2001) Flavonoids from the flowers of Prunus spinose L. Acta Poloniae Pharmaceutica, 58 (5), 367-372.
• [24] Olszewska M., Wolbiś M. (2002) Further flavonoids from the flowers of Prunus spinose L. Acta Poloniae Pharmaceutica, 59 (2), 133-137.
• [25] Singleton V.N., Rossi J.A. (1965) Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16 (3), 144-158.
• [26] Karadeniz F., Burdurlu H.S., Koca N., Soyer Y. (2005) Antioxidant activity of selected fruits and vegetables grown in Turkey. Turkish Journal of Agricultural Forum, 29 (4), 297-303.
• [27] De Levie R. (2012) Advanced Excel for scientific data analysis. 3rd edition. Atlantic Academic LLC.
• [28] Bagley E.B., Chen S.A. (1969) Hydrogen bonding effects in non-electrolyte solutions. Journal of Paint Technology, 41, 494-499.