Application of Computational Just's Method for Selection of Solvents for Effective Extraction of Antioxidants from Dried Burdock Roots

• Autorzy: Ewelina Cichocka , Ryszard Zieliński

Warianty tytułu

Zastosowanie obliczeniowej metody JUST w doborze rozpuszczalnika do ekstrakcji przeciwutleniaczy z suszonych korzeni łopianu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this work was to determine a practical usefulness of the computational method proposed by Just and coworkers to determine the composition of solvents for efficient extraction of antioxidants present in dried roots of burdock (Arctium lappa 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. In this work it was assumed that the condition for a correct selection of the extractant mixture is the distance on the Bagley's plot below 5 MPa1/2 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 the dried burdock roots. It was shown experimentally that the extractant composition determined by computational method developed by Just and coworkers leads to obtainment of dried burdock roots extracts with a high content of polyphenolic compounds. (original abstract)

Celem badań podjętych w niniejszej pracy było określenie praktycznej przydatności metody obliczeniowej zaproponowanej przez Just i współautorów do określania składu rozpuszczalników zapewniających wydajną ekstrakcję przeciwutleniaczy zawartych w suszonych korzeniach łopianu (Arctium lappa 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 przyjęto założenie, że warunkiem poprawnego doboru składu mieszaniny ekstrakcyjnej jest odległość tej mieszaniny od ekstrahowanego składnika na wykresie Bagley'a po-niżej 5 MPa(1/2). Na tej podstawie wyznaczono optymalny skład mieszaniny ekstrakcyjnej. Wynik ten zweryfikowano dla procesu ekstrakcji związków polifenolowych z suszonych korzeni łopianu. Doświadczalnie wykazano, że skład ekstrahentu wyznaczony metodą obliczeniową opracowaną przez Just i współautorów prowadzi do uzyskania ekstraktów suszonych korzeni łopianu o wysokiej zawartości związków polifenolowych. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Raw plant materials; Antioxidant activity; Commodity research; Commodity science

PL

Surowce roślinne; Aktywność przeciwutleniająca; Badania towaroznawcze; Towaroznawstwo

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2021
• Numer: nr 1
• Strony: 68--79

Twórcy

autor

Ewelina Cichocka

• Poznań University of Economics and Business

autor

Ryszard Zieliński

• Poznań University of Economics and Business

Bibliografia

• [1] Abbott S., Hansen C.M., Yamamoto H. Valpey III R.S. (2019) Hansen solubility in practice. Complete with eBook, software and data. Ver. 5.2.06 (2020).
• [2] Awale S., Lu J., Kalauni S.K., Kurashima Y., Tezuka Y., Kadota S., Esumi H. (2006) Identification of arctigenin as an antitumor agent having the ability to eliminate the tolerance of cancer cells to nutrient starvation. Cancer Research, 66, 1751-1757.
• [3] Bagley E.B., Chen S.A. (1969) Hydrogen bonding effects in non-electrolyte solutions. Journal of Paint Technology, 41, 494-499.
• [4] Beyers S. (2013) Xnumbers Version 6.0; XN.xlam6056M.zip. Available at website: http://www.thetro-picalevents.com/Xnumbers60.htm. (accessed 25.09.2020).
• [5] Bouayed J., Rammal H., Dicko A., Younos C., Soulimani R. (2007) Chlorogenic acid, a polyphenol from Prunus domestica (Mirabelle), with coupled anxiolytic and antioxidant effects. Journal of Neurological Science, 262, 77-84.
• [6] Bralley E., Greenspan P., Hargrove J.L., Hartle D.K. (2008) Inhibition of hyaluronidase activity by select sorghum brans. Journal of Medicinal Food, 11, 307-312.
• [7] Cichocka E., Zieliński R. (2020) Antiradical activity of burdock roots extracts. Polish Journal of Commodity Science, 4 (65), 91-104.
• [8] De Levie R. (2012) Advanced Excel for scientific data analysis. 3rd edition. Atlantic Academic LLC.
• [9] Hansen C.M. (1967) The three dimensional solubility parameter - key to paint component affinities. Journal of Paint Technology, 39 (505), 104-117.
• [10] Hansen C.M. (2007) Hansen Solubility Parameters: A user's Handbook. CRC Press LLC, Boca Raton, Florida.
• [11] Hildebrand J.H. (1935) Solubility. XIV. Experimental tests of a general equation for solubility, Journal of the American Chemical Society, 57, 866-871.
• [12] Jaiswal R., Kuhnert N. (2011) Identification and characterization of five new classes of chlorogenic acids in burdock (Arctium lappa L.) roots by liquid chromatogra-phy/tandem mass spectrometry. Food Function, 2 (1), 63-71.
• [13] 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.
• [14] Ke N., Liu Q., Pi L., Fang J., Chen L., Chen X. (2019) The antitumor function of arctigenin in human retinoblastoma cells is mediated by jagged. Molecular Medicine Reports, 19, 3642-3648.
• [15] 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.
• [16] Light M. (2005) Burdock. https://www.herballegacy.com/Light_Chemical.html (accessed 23.09.2020).
• [17] Matsumoto T., Hosono-Nishiyama K., Yamada H. (2006) Antiproliferative and apoptotic effects of butyrolactone lignans from Arctium lappa on leukemic cells. Planta Medica, 72, 276-278.
• [18] Mizushina, Y., Nakanishi, R., Kuriyama, I., Kamiya K., Satake T., Shimazaki N., Koiwai O., Uchiyama Y., Yonezawa Y., Takemura M., Sakaguchi K, Yoshida H. (2006) Beta-sitosterol-3-O-beta-D-glucopyranoside: A eukaryotic DNA polymerase lambda inhibitor. Journal od Steroid Biochemistry, 99, 100-107.
• [19] Pari L., Prasath A. (2008) Efficacy of caffeic acid in preventing nickel induced oxidative damage in liver of rats. Chemico-Biological Interactions, 173, 77-83.
• [20] Park S.Y., Hong S.S., Han X.H., Hwang J.S., Lee D., Ro J.S., Hwang B.Y. (2007) Lignans from Arctium lappa and their inhibition of LPS-induced nitric oxide production. Chemical and Pharmaceutical Bulletin (Tokyo), 55, 150-152.
• [21] 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.
• [22] Volpi L. (2007) XNumbers - Multi-precision floating point arithmetic and numerical methods for Excel. Foxes Team.