عصاره گیری دارچین با التراسونیک یک فرایند ساده است، و باعث افزایش کارآمدی شده و زمان استخراج را به چند ساعت کاهش می‌دهد و به‌طور همزمان بازده روغن اسانس دارچین را افزایش می‌دهد.
عصاره گیری دارچین با التراسونیک
استخراج سنتی روغن اسانس دارچین از طریق اسانس‌گیری تقطیری از پوست و برگ‌های دارچین به دست می‌آید. اسانس گیری سنتی بسیار کند و زمان‌بر است. هرچه میزان روغن دارچین مطلوب بیشتر باشد، مدت زمان بیشتری برای اسانس گیری تقطیری مورد نیاز است، به طور مثال اسانس گیری تقطیری یک کتری برگ دارچین ممکن است تا ۱۲ ساعت طول بکشد، در حالی که اسانس‌گیری پوست دارچین ممکن است بیشتر از ۲۴ ساعت طول بکشد. عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک ساختارهای سلولی پوست و برگ‌های دارچین را شکسته و روغن دارچین به سرعت و به صورت کامل آزاد می‌کند عصاره گیری دارچین با التراسونیک، اسانس‌گیری را به طور قابل توجهی شتاب می‌بخشد، زمان پردازش را از یک روز کامل به چند ساعت کاهش می‌دهد و همچنین میزان تولید اسانس دارچین را افزایش می‌دهد.
عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک طیف کاملی از ترکیبات بویایی دارچین شامل سینامالدئید، لینالول، اوژنول و اسید سینامیک را آزاد می‌کند. ارائه اسانس تمام‌طیف ترکیبات روغن اسانسیل باکیفیت بالا دلیل کیفیت برتر روغن‌های استخراج شده به روش فراصوتی است. به‌ویژه سینامالدئید، اصلی‌ترین ترکیب آلی، بوی و عطر متمایز دارچین را ایجاد می‌کند. از آنجا که سونیکیشن یک روش غیرحرارتی است، از تجزیه‌ی حرارتی ترکیبات اسانس جلوگیری می‌کند. بنابراین، عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک اسانس های غنی از لحاظ بویایی را تولید می‌کند که استانداردهای کیفیت بالاتری را برآورده می‌کند.
عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک می‌تواند بر روی پوست و برگ‌های آن اعمال شود. روغن برگ دارچین در مقایسه با روغن پوست آن بوی قوی‌تری دارد. برگ‌های دارچین حاوی مقدار زیادی اوژنول هستند.
برای مطالعه در مورد عصاره گیری زنجبیل با التراسونیک و عصاره گیری سیر با التراسونیک کلیک کنید.
مزایای عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک چیست؟
- میزان خروجی بیشتر
- کیفیت فوق العاده بهتر
- عصاره گیری سریع
- دمای پایین تر
- مقرون به صرفه
اسانس‌گیری التراسونیک بهتر از اسانس‌گیری تقطیری
برای تولید اسانس از دارچین از طریق تقطیر بخار، ابتدا باید اسانس از ماتریس گیاهی آزاد شوند (یعنی سلول‌های گیاهی در برگ‌ها یا پوست دارچین). در تقطیر بخار، مواد گیاهی دارچین تا حداکثر ۲۴ ساعت در قوری‌ها جوشانده می‌شوند. حرارت خالی در شکستن ساختارهای سلولی و آزاد کردن روغن‌های اسانس گیر افتاده نسبتاً کارآمد است. به‌طور کلی، جوشاندن به طور کاملاسانس گیر افتاده را رها نمی‌کند و مقادیر بیشتری از روغن‌های باقی‌مانده هدر می‌روند، زیرا استخراج نشده‌اند. پس از فرایند استخراج حرارتی، تقطیر بخار انجام می‌شود. بنابراین، مخلوطی از دو مایع نامحلول (یعنی روغن اسانسی و آب) جوشانده می‌شود. مخلوط هنگامی شروع به جوش کردن می‌کند که فشار بخار ترکیب آنها برابر با ۷۶۰ میلی‌متر جیوه شود. نقطه جوش مخلوطی از آب و روغن اسانس بنابراین پایین‌تر از نقطه جوش هر یک از آنها به تنهایی خواهد بود. تقطیر آبی قدیمی نقاط ضعف اساسی دارد: فرایند طولانی جوشاندن و صرف وقت و انرژی زیاد
استخراج اولتراسونیک توسط کاویتاسیون صوتی انجام می‌شود. کاویتاسیون صوتی زمانی که موج‌های التراسونیک قدرتمند وارد یک مایع می‌شوند (به عنوان مثال یک سوسپانسیون که شامل مواد گیاهی در یک حلال یا آب است) رخ می‌دهد،. موج‌های التراسونیک از طریق مایع جابه‌جا می‌کنند و باعث چرخه‌های فشار بالا / فشار پایین متناوب می‌شوند. در طول چرخه‌های فشار پایین، حباب‌های خلاء کوچک (معروف به حباب‌های کاویتاسیون) ایجاد می‌شوند که در طی چند چرخه فشاری رشد می‌کنند. در یک اندازه خاص، زمانی که حباب‌ها نمی‌توانند بیشتر انرژی جذب کنند، در یک چرخه فشار بالا به شدت منفجر می شوند(متلاشی می شوند). انفجار حباب توسط نیروهای کاویتاسیونی شدید شناخته می‌شود، از جمله میکروتوربولانس و جریان‌های مایع با سرعت‌های تا ۱۰۰ متر بر ثانیه. این اثرات برشی کاویتاسیونی نیز با نام اثرات سونوشیمیایی شناخته می‌شوند. استخراج التراسونیک مولکول‌های زیست فعال عمدتا به علت آثار سونوشیمیایی ایجاد می‌شود: اختلاط و توربولانس‌ها سلول‌ها را مختل می‌کنند و انتقال جرم را ترویج می‌دهند. این بدان معنا است که مولکول‌های بیولوژیکی مانند روغن‌های اسانسی، پلی‌فنل‌ها، ترپن‌ها و کانابینوئیدها از ماتریس سلولی گیاه به حلال آزاد می‌شوند.
مزیت عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک نسبت به روش سنتی جوشاندن و تقطیر بخار این است که میزان استخراج اسانس‌ها و سایر ترکیبات آلی بیشتری را در زمان کوتاهتر تولید می کند. بازدهی بیشتر عصاره گیری دارچین از هدر رفتن مواد خام جلوگیری کرده و استخراج را سودآورتر می‌کند. صرفه‌جویی در زمان و انرژی که توسط عصاره‌گیری فراصوت به دست می‌آید، قابل توجه است. به عنوان یک روش غیرحرارتی، استخراج التراسونیک از تخریب ترکیبات حساس به حرارت جلوگیری می‌کند.
دماهای ملایم و زمان پردازش کوتاه از مزیت‌های اصلی عصاره‌گیری التراسونیک هستند زیرا از تجزیه حرارتی عصاره‌های طبیعی جلوگیری می‌کند. این باعث می‌شود عصاره گیری التراسونیک بسیار کارآمد باشد و بنابراین، سونیکیشن اسانس‌های با کیفیت بالاتری را تولید می‌کند.
عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک در مطالعات علمی
تحقیقات علمی و صنایع از عصاره گیری التراسونیک برای تولید اسانس‌های ضروری با کیفیت بالا برای بسیاری از گیاهان از جمله برگ و پوست دارچین استفاده کرده‌اند.
عرق‌گیری التراسونیک دارچین
چن و همکاران (2020) به بررسی روش تقطیر آبی تحت التراسونیک پرداختند و به نتیجه رسیدند که اعمال التراسونیک فرایند تقطیر را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. تقطیر بخاری التراسونیک باعث به دست آوردن بازده بالاتری از روغن دارچین در حین کاهش شدید زمان استخراج می گردد. با استفاده از تجزیه و تحلیل GC-MS نشان دادند که هیدرودیستیلاسیون تحت التراسونیک منجر به به دست آوردن روغن اسانس با ارزش بیشتر و با میزان بالایی از ترکیب اصلی "ترانس-سینامالدئید" نسبت به تقطیر سنتی می‌شود. تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی با مشاهده های (SEM) کارآیی اعمال التراسونیک برای استخراج روغن دارچین را تایید کرد. همچنین، تجزیه و تحلیل مصرف برق و انتشار CO2 نشان می‌دهد که فرایند هیدرو دیاستیلاسیون تحت فراصوت اقتصادی تر و دوستدار محیط زیست است. بنابراین، چن و همکاران نتیجه می‌گیرند که تقطیر تحت فراصوت یک فناوری کارآمد و سبز برای استخراج روغن اسانس دارچین است که می‌تواند میزان و کیفیت روغن دارچین را بهبود بخشد.
عصاره‌گیری دارچین با التراسونیک با استفاده از حلال‌های یوتکتیک عمیق
عصاره‌گیری دارچین به کمک التراسونیک با استفاده از حلال‌های یوتکتیک عمیق یک تکنیک برتر برای به دست آوردن بازده بالای ترانس-سینامالدئید و کومارین از پوست دارچین است. شرایط بهینه، موجب به دست آوردن میزان بیشتری از ترانس-سینامالدئید و کومارین نسبت به روش‌های سنتی (ریفلاکس، سوکسوله و خیساندن) با استفاده از حلال‌های آلی (الکل 96 درصد) می‌شود. شرایط بهینه برای استخراج فراصوتی با استفاده از حلال‌های طبیعی یوتکتیک عمیق کلرید کولین-اسید سیتریک (ChCl-CA) با افزودن 40 درصد آب و زمان استخراج 30 دقیقه برای به دست آوردن میزان 0.01± 9.24 میلی‌گرم در گرم ترانس-سینامالدئید و 0.11 ±11.6 میلی‌گرم در گرم کومارین از پوست دارچین (C. burmannii Blume) به دست آمد. باید تحقیقات بیشتری برای بررسی فعالیت فارماکولوژیک ترانس-سینامالدئید و کومارین از پوست دارچین انجام گیرد. (مقایسه با آریاتی و همکاران، 2020)
تصویر سطح پوست دارچین با استفاده از میکروسکوپ الکترونی اسکن با بزرگنمایی 1000 برابر؛ پودر خشک (a)؛ پس از استخراج خیساندن (b)؛ پس از استخراج با ریفلاکس (c)؛ پس از استخراج با استفاده از سوکسوله (d)؛ پس از استخراج با استفاده از روش NADES-UAE ChCl-CA (e).
مطالعه و تصویر توسط آریاتی و همکاران،
بیشتر بدانید
دارچین
- دارچین سیلانی از پوست درونی خرد شده درخت cinnamomum zeylanicum می‌آید و طعم شیرین و دلپذیری دارد. رنگ آن قهوه‌ای روشن است.
- کاسیا یا cinnamomum aromaticum طعم تندتر و قدرتمندتری دارد که شیرینی کمتر و ترکیبات طعم متفاوت و قوی‌تر دارد. بنابراین دارچین کاسیا اغلب در شیرینی‌پزی و دستور غذاهایی که حاوی ادویه‌جات دیگر هستند، استفاده می‌شود. رنگ آن تیره تر و قرمز‌تر است. نی‌های کاسیا نسبتاً سخت و چوبین هستند. کاسیا قیمت ارزان‌تری نسبت به نوع سیلانی دارچین دارد.
- دارچین سایگون یا cinnamomum loureiroi. دارچین سایگون ارزشمندترین عضو خانواده کاسیا است. طعم پیچیده و کاملی دارد با شیرینی کمتر. دارچین سایگون معمولاً بسیار گران‌قیمت است.
اسانس های گیاهی
روغن‌های اسانسی ترکیبات آروماتیک گیاهی هستند که در گیاهان یافت می‌شوند و به گیاهان بوی منحصر به فرد خود را می‌دهند. برخلاف اسیدهای چرب، روغن‌های اسانسی مایعات غیرپایدار و بسیار غلیظی هستند که در گل‌ها، برگ‌ها، ساقه‌ها، ریشه‌ها، دانه‌ها، پوسته‌ها یا پوست میوه حضور دارند. روغن‌های اسانسی آب‌دوست هستند، اما بر خلاف روغن‌های حیوانی و گیاهی، از تری‌گلیسریدهای اسیدهای چرب تشکیل نشده اند (به عبارت دیگر اسیدهای چرب اشباع، تک اشباع نشده و چند اشباع نشده). به عنوان مثال، مؤلفه‌های اصلی روغن‌های اسانسی ترپن‌های آب‌دوست هستند که از روغن‌های چرب متمایز می‌شوند، زیرا مشتقات تری‌گلیسریدهای اسیدهای چرب را ندارند.
