超声辅助的NADES方法从单籽黄檀(Butea monosperma)花朵中提取酚类化合物:优化工艺及其在化妆品中的应用
《Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants》:Ultrasound-assisted NADES extraction of phenolics from
Butea monosperma flowers: Optimization and cosmetic applications
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时间:2025年10月17日
来源:Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants 3.6
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使用天然深熔盐溶剂(NaDES)结合超声辅助提取(UAE)从火焰木花中高效提取生物活性成分,优化溶剂配比(LA:SA 3:1/20%水/45分钟和LA:Glu 9:1/40%水/60分钟),获得总酚含量1064-1069 mg GAE/L,DPPH清除率0.055-0.089%v/v,并成功分离鉴定两种黄酮类化合物(结构式1和2)。
本研究聚焦于一种符合绿色化学理念的提取方法,用于从*Butea monosperma*(火焰之林)花中提取具有生物活性的化合物。通过使用天然深共融溶剂(NaDES)作为绿色溶剂,结合超声波辅助提取(UAE)技术,研究人员探索了从植物中提取有效成分的新途径。这一研究不仅关注提取效率的优化,还评估了提取物的抗氧化活性,并进一步将其应用于水基化妆品配方中,以验证其在可持续化妆品领域的应用潜力。
*Butea monosperma*是一种原产于东南亚地区的植物,其花、叶、种子和树皮在传统医学和日常生活中被广泛使用。由于其花具有独特的颜色和美观性,它还被用于天然染料的制备。此外,该植物的多种提取物已被报道具有抗寄生虫、抗炎、抗菌、抗癌等多种生物活性,这使其在制药和化妆品行业具有广阔的应用前景。然而,传统的提取方法通常依赖于乙醇、甲醇和丙酮等有机溶剂,这些溶剂在使用过程中可能对环境造成污染,并且提取物往往需要进一步的预处理才能适用于化妆品等产品。因此,开发一种更加环保、安全且高效的提取方法成为当前研究的重要方向。
本研究提出了一种使用天然深共融溶剂(NaDES)进行提取的新方法。天然深共融溶剂是一种由两种或更多种化合物组成的混合物,通常包括氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)。它们具有低毒、可生物降解和可再生等优点,符合绿色化学的基本原则。在本研究中,研究人员选择了乳酸(LA)作为氢键供体,并与三种不同的氢键受体——醋酸钠(SA)、葡萄糖(Glu)和果糖(Fru)——结合,制备了三种不同的NaDES配方。通过系统地优化水含量、溶剂比例和提取时间,研究人员成功地提高了提取效率,并获得了高含量的酚类化合物和强抗氧化活性的提取物。
研究结果表明,使用LA:SA(3:1,20%水)配方进行45分钟的超声波辅助提取(LS-1),以及使用LA:Glu(9:1,40%水)配方进行60分钟的提取(LG-1),均能获得较高的总酚类含量(分别为1069.49 ± 12.39和1064.93 ± 15.33 mg GAE/L),并且在DPPH和ABTS实验中表现出显著的自由基清除能力。这些结果验证了所制备的提取物具有良好的抗氧化性能。此外,研究人员通过紫外-可见光谱(UV)、红外光谱(IR)和核磁共振(NMR)等技术对提取物进行了详细分析,并成功分离出两种主要的黄酮类化合物——异丁宁(1)和丁宁(2),并对其结构进行了确认。这些化合物不仅具有良好的抗氧化活性,还可能为化妆品行业提供新的天然活性成分。
本研究的一个重要发现是,通过调整水含量,可以有效降低NaDES的高粘度问题,从而提高提取效率。水的加入不仅有助于降低溶剂的粘度,还能够改善极性化合物的溶解性,使得提取过程更加高效。这种优化策略为后续研究提供了重要的参考,表明在使用NaDES进行植物提取时,可以通过调整配方中的水含量来平衡提取效率和溶剂性能。同时,研究还表明,NaDES与超声波辅助提取技术的结合,能够显著增强植物细胞壁的破坏,从而提高有效成分的提取率。
在化妆品应用方面,研究人员将最具抗氧化活性的提取物LS-1成功地应用于水基化妆品配方中,这表明其具有直接应用于个人护理产品的潜力。与传统溶剂相比,使用NaDES进行提取不仅减少了对环境的污染,还降低了对人体健康的潜在风险。此外,由于NaDES的成分大多来源于天然物质,如乳酸、葡萄糖和果糖,因此其提取物更易于被消费者接受,并符合当前对天然、环保产品日益增长的需求。
研究还强调了绿色化学在现代工业中的重要性。绿色化学的核心理念是通过设计和使用更加环保的化学过程和产品,减少对环境和人类健康的危害。在本研究中,NaDES作为一种新型的绿色溶剂,其可再生性和低毒性使其成为替代传统有机溶剂的理想选择。同时,超声波辅助提取技术作为一种绿色提取方法,不仅提高了提取效率,还减少了能源消耗和化学试剂的使用,进一步体现了其环保优势。
此外,本研究在方法学上也具有一定的创新性。通过对不同NaDES配方的筛选和优化,研究人员不仅找到了最适合提取*Butea monosperma*花中生物活性成分的溶剂体系,还探索了水含量对提取效果的影响。这种系统性的优化方法为其他植物提取物的研究提供了可借鉴的模式。同时,研究中采用的多种分析技术,如UV光谱、IR光谱和NMR光谱,不仅能够准确识别提取物中的主要成分,还能评估其理化性质,为后续的开发和应用提供了科学依据。
值得注意的是,本研究的成果不仅限于提取方法的创新,还涉及对提取物生物活性的深入评估。通过DPPH和ABTS两种不同的抗氧化实验,研究人员全面地验证了提取物的抗氧化能力。DPPH是一种常用的自由基清除能力检测方法,而ABTS则能够更全面地反映抗氧化活性的范围。两种实验结果的一致性表明,所制备的提取物在抗氧化方面具有较高的稳定性,这为其在化妆品中的应用提供了有力的支持。
在实际应用中,这种基于NaDES和UAE的提取方法可以有效减少对环境的负担,同时提高提取物的质量和安全性。这不仅符合当前可持续发展的趋势,也为化妆品行业提供了更加环保的原料来源。随着消费者对天然和环保产品的关注日益增加,此类研究对于推动绿色化妆品的发展具有重要意义。
综上所述,本研究通过采用天然深共融溶剂和超声波辅助提取技术,成功开发了一种高效、环保的提取方法,用于从*Butea monosperma*花中提取具有生物活性的化合物。研究结果表明,所制备的提取物具有较高的总酚类含量和显著的抗氧化活性,这为它们在化妆品领域的应用奠定了基础。同时,该研究也为其他植物提取物的研究提供了新的思路和方法,进一步推动了绿色化学在工业应用中的发展。
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