منابع و ماخذ پایان نامه کروماتوگرافی، تقطیر، شیمیایی، اسانسها

دانلود پایان نامه

ه به طور مثال شکوفه، جوانه، میوه، پوست، بذر، برگ، پوست و غیره استخراج میشوند. در اغلب گونههای تک محصولی روغن مورد نظر به یک اندام محدود است، ولی در بعضی حالات روغنها توسط اندامهای مختلف دیگر تولید میشوند. باید تفاوتی بین روغن گل‌های طبیعی که از طریق جداسازی با حلال بدست میآیند و اسانس قائل بود که از طریق تقطیر بدست میآید )فراهانی، 1389).
در روش‌های قدیمی مثل تقطیر با بخار یا آب با توجه به مدت زمان طولانی حرارت دادن برای رسیدن به دمای لازم جهت تبخیر ترکیبات فرار بسیاری از این ترکیبات از دست می‌روند، ترکیبات غیر اشباع و استری تجزیه و انرژی و زمان زیادی تلف خواهد شد (آبرومند و همکاران، 1389).
تقطیر به کمک مایکروویو یکی از تکنیک‌های جدید برای استخراج اسانس‌ها بدون استفاده از حلال‌ها می‌باشد (Asghari, et al., 2012). این روش ارزان، ساده و موثر بوده و افزایش بازده عصاره‌گیری و افزایش سرعت واکنش از مهم‌ترین محاسن آن به شمار می‌رود، به طوریکه در استخراج ساپونین‌ها از گیاه جین‌سینگ با استفاده از این روش نسبت به روش‌های کلاسیک بازده 30% و سرعت 3 برابر افزایش می‌یابد. در این روش دمای کمتری برای عصاره‌گیری لازم است در نتیجه به ترکیبات حساس به حرارت، کمتر آسیب می‌رسد. در مقایسه این روش با سایر روش‌های جدید عصاره‌گیری، این روش آسان‌تر و ارزان‌تر بوده، با هر نوع حلالی نیز قابل انجام می‌باشد (ذوالفقاری و یکدانه، 1389).

1-8- آماده‌سازی اندام‌های گیاهی برای تقطیر
اسانس در اندام‌های مختلف گیاهان (ریشه، ساقه، برگ‌ها، جوانهها، گل‌ها و میوهها) و در قسمت‌های مختلفی از آن اندام‌ها نظیر سلول‌های ترشحی، کیسهها، مجاری ترشحی و کرک‌ها وجود دارد. به منظور راحتی نفوذ آب تقطیری به داخل قسمت‌های یاد شده و تسریع خروج اسانس از آن قسمت‌ها، معمولا کار آمادهسازی برای تقطیر روی اندام‌های گیاه انجام میگیرد. اندازه قطعات اندام، اثر عمدهای در کمیت و کیفیت اسانس و هم در انتشار اسانس و سرعت عمل تقطیر دارد. به طوری که ساقهها و برگهای طویل مثل شوید و نعناع و گل‌های برخی از گیاهان نظیر اسطوخودوس و مریم‌گلی را باید قبل از استخراج اسانس با توجه به روش استخراج به قطعات کوچکتری تقسیم نمود تا کار تقطیر آنها نتیجه خوبی بدهد .(Balbaa et al., 1975)
از بدو استخراج محصول تا استخراج اسانس مدت کم و بیش زیادی به طول میانجامد. در این مدت میتوان اقدام به خشک کردن اندام‌ها و یا کاهش رطوبت آنها نمود. زیرا وجود رطوبت برای مدت طولانی در اندام‌های جمعآوری شده، نه تنها باعث رشد قارچ‌ها و سایر عوامل نامناسب میگردد، بلکه ممکن است اسانس آنها را بر اثر مجاورت با هوا اکسیده یا رزینی گرداند. از این رو، همواره پیشنهاد میگردد حتیالامکان بلافاصله پس از جمعآوری اندام‌های گیاهی، اقدام به استخراج اسانس از آنها گردد. در این صورت اسانس حاصل بیشتر و کیفیت آن نیز مطلوب‌تر خواهد بود .(Bernath et al., 2000)

1-9- تغییرات شیمیایی اسانسها در جریان تقطیر
در دمای 100 درجه سانتی‌گراد، یک‌سری واکنش‌های شیمیایی بین مواد و ترکیبات تشکیل‌دهنده اسانسها و آب صورت میپذیرد که از مهم‌ترین این واکنشها میتوان از هیدرولیز، اکسیداسیون، پلیمریزاسیون و…. نام برد. برخی از واکنش‌های مذکور مفیدند و باعث بهبود کیفیت کلی اسانس یا برخی مواد تشکیل‌دهنده آن میشوند (کاظمی، 1380). در بعضی از گیاهان، مواد شیمیایی اولیهای (مواد پیشساز) وجود دارد که تحت تأثیر برخی آنزیم‌ها یا تحت تأثیر حرارت تغییر شکل میدهند و به مواد مفیدی تبدیل میشوند. به عنوان مثال آزولن موجود در اسانس بابونه و بومادران از تغییر ماده شیمیایی اولیه پروکامازولن در دمای 100 درجه و در زمانی تقریبا طولانی بدست می‌آید. وجود آب در اسانسها نیز باعث بروز یک سلسله واکنش‌های شیمیایی دیگر میگردد و مقدار زیادی از استر موجود در اسانس‌ها را به الکل و اسید تبدیل میکند. به طور کلی، با انتخاب بهترین دما، مناسبترین فشار بخار و همچنین تعیین مناسبترین زمان برای تقطیر، میتوان اقدام به استخراج اسانسها با بهترین کمیت و کیفیت نمود (امیدبیگی، 1388؛ جمشیدی، 1383).

1-10- نگهداری اسانس
اسانس‌ها، در دمای بالاتر از 50 تا 60 درجه سانتیگراد و در مجاورت هوا و در معرض نور بسیار سریع اکسید و پلیمریزه شده و به رزین تبدیل میگردند و به همین دلیل به نام روغنهای فرار، روغن معطر، روغنهای استری و … نامیده میشوند. اسانسها به طور کلی بیرنگ هستند، به ویژه هنگامی که تازه تهیه شده باشند، ولی رنگ آنها در اثر مرور زمان به علت اکسیداسیون و رزینی شدن، تیره میگردد. بنابراین توصیه شده است که برای جلوگیری از این تغییرات، اسانسها باید در مکان خشک و خنک، ظرفهای سربسته، از جنس شیشه به رنگ دودی یا آلومینیومی نگهداری شوند. البته در صورتی که از شیشههای بیرنگ استفاده شود، حتما در جای تاریک و خنک نگهداری گردد. اسانسها در الکل محلول بوده و به میزان کمی در آب حل میشوند. ساختمان شیمیایی آنها مخلوطی از استرها، آلدئیدها، الکلها، استنها و ترپنها میباشند (جایمند و رضایی، 1385).
یون برخی فلزات بخصوص مس در درجه حرارت بالا حتی در مقادیر بسیار کم، به سرعت باعث تجزیه اسانس می‌شود. از آنجا که اسیدسیتریک مانعی برای انجام واکنش‌های خاص شیمیایی یون فلزات سنگین است، چنانچه از ظروف فلزی برای نگهداری اسانس استفاده شود، میتوان از مقادیر کمی اسیدسیتریک استفاده نمو
د. نگهداری اسانس‌ها در ظروف پلاستیکی، به هیچ عنوان مناسب نیست، زیرا برخی ترکیبات موجود در اسانس باعث تجزیه ظروف مذکور و در نتیجه فساد آنها میگردند (امیدبیگی، 1388).
1-11- انواع روشهای استخراج
الف) استخراج بدون حرارت6
با این روش میتوان عمل استخراج را بطور کامل انجام داد. برای انجام این روش از دستگاه پرکولاتور که اغلب بصورت استوانه‌ای یا قیفی ساخته شده، استفاده میگردد. انتهای این ظرف یک شیر مناسب تعبیه شده است که بوسیله آن میتوان به خوبی سرعت استخراجی تهیه شده را تنظیم نمود.
ب) استخراج با حرارت7
معمول‌ترین روش‌های استخراج عبارتند از:
1- استخراج الکلی بوسیله تخمیر8
2- استخراج بطور دائم9
در این روش مواد گیاهی پودر گردیده و در محفظههای استوانهای قرار میگیرد سپس حلال را به صورت جریانی از مواد گیاهی عبور داده و ترکیب‌های شیمیایی گیاه در حلال جذب میشود. ترکیب‌های شیمیایی استخراج شده از گیاه پس از جذب در حلال به محفظه دیگری جریان یافته میشود با شروع حرکت حلال، استخراج غلیظتر میشود. استخراج کامل با بهینهسازی مقدار حلال و شدت جریان آنها بستگی دارد مرحله استخراج در حداقل زمان، بدون خطر در درجه حرارت زیاد میباشد (امید بیگی، 1388).
3- استخراج بوسیله دی اکسید کربن10
دی اکسید کربن در حالت مایع قادر است اسانس را در خود حل کند و در حالت گازی آن را از خود جدا سازد و در دو فاز تشکیل دهد.
4- استخراج بوسیله ریزموج (مایکروویو)
ج) روش‌های تقطیر11
1- تقطیر با آب12
از این روش برای جداسازی مواد غیرمحلول در آب مانند اسانسها استفاده میشود، در این سیستم از بخارهای برآمده از اندام‌های گیاهی اسانس بدست میآید.

مطلب مشابه :  پایان نامه رایگان دربارهدینامیکی، نمونه برداری، مبانی نظری

1- تقطیر با آب و بخار13
در این روش آب و اندامهای گیاهی در نزدیکی یکدیگر اما بصورت جدا از یکدیگر قرار میگیرند.
2- تقطیر با بخار14
در این روش اندام گیاه تحت تاثیر بخارآب با فشار کم قرار میگیرد و بخار پس از عبور از توده گیاه در قسمت دیگر جمعآوری میشود.
4- پرکولاسیون (تراوش)15
5- تقطیر جزء به جزء16
6- تقطیر مجدد17
ب) روش فشردن18
1- روش اسفنجی19
2- روش تیغزدن و سوراخکردن20
پ) روشهای استخراج با حلال21
1- استخراج فوقبحرانی22
سیالات فوق بحرانی برای استخراج ترکیبات مفید استفاده میشوند. فاز فوق بحرانی بوسیله دما و فشار فوق بحرانی تامین میگردد. در واقع فاز فوق بحرانی را میتوان بعنوان منطقهای بین فار گاز و مایع تعریف کرد. در این فاز قابلیت حلالیت سیال فوق بحرانی شبیه آب و یا مایعات و خصوصیات انتقال و جابجایی آن شبیه گازها میباشد. حلال‌هایی که در این روش استفاده میشوند، شامل آمونیوم، دی اکسید کربن، اتان، اتیلن، پروپان، بوتان و آب است که هر کدام در دما و فشار خاصی به مرحله فاز فوق بحرانی میرسند (جایمند و رضایی، 1385).
2- استخراج با سوکسله 23
در این روش ماده گیاهی را در محفظهای که اکثراً از جنس کاغذ تهیه میشود قرار داده و داخل دستگاه سوکسله وارد مینمایند. در این حال با تبخیر مرتب حلال از بالن تحتانی، بطور مداوم حلال خالص بر روی ماده گیاهی قرار گرفته و موجب خروج کامل مواد موثره از درون سلول‌های گیاهی میگردد. با این دستگاه فقط میتوان از حلال‌های خالص فرار و یا مخلوطی از حلال‌هایی که دارای نقطه جوش پایین هستند، استفاده نمود (جایمند و رضایی، 1385).

3- استخراج امواج مافوق صوت24
استفاده از امواج فراصوتی با فرکانسهایی در محدوده‌ای از 20 تا 2000 کیلوهرتز باعث افزایش نفوذ پذیری امواج در دیواره سلولی جهت استخراج ترکیب‌های شیمیایی در گیاه می‌شود. مواد خام دارویی پودر شده با حلال مناسب بوسیله امواج فراصوتی از گیاه استخراج میگردد. انرژی فراصوت بیش از 20000 کیلوهرتز بر روی ترکیب‌های فعال گیاهان دارویی از طریق تشکیل رادیکال‌های آزاد و در نتیجه در مولکول‌های مواد دارویی اثر منفی دارد (جایمند و رضایی، 1385).

1-12- تشخیص ترکیبات موجود در اسانس با استفاده از روشهای جداسازی
به طور کلی روشهای تجزیه شیمیایی در بهترین حالت، گزینشی هستند، متداول‌ترین روش جداسازی تجزیهای، کروماتوگرافی است که در تمام شاخههای علوم کاربردهایی دارد. کروماتوگرافی در برگیرنده گروهی از روشهای مهم و گوناگونی است که به دانشمندان اجازه میدهد تا اجزای یک مخلوط پیچیده را از یکدیگر جدا کرده و هویت آنها را مشخص کنند. یکی از روش‌های کروماتوگرافی، کروماتوگرافی گازی25 (GC) است. کروماتوگرافی گازی در سال 1952 به وسیله جیمز و مارتین برای جدا کردن مقادیر کم اسیدهای چرب به کار برده شد. در کروماتوگرافی گازی فاز متحرک یک گاز می‌باشد که معمولا گاز حامل26 نامیده می‌شود. فاز گازی یک فاز بی‌اثر (برای مثال هلیوم، نیتروژن، ارگون و دی اکسید کربن) است. فاز ساکن یک جسم جامد جاذب و یا لایه نازکی از یک مایع غیر فرار است که به دیواره داخلی ستون یا به صورت پوششی روی سطح گلولههای شیشهای یا فلزی قرار داده شده است. در صورتی که فاز ساکن جسم جامد جاذب باشد اصطلاحا کروماتوگرافی گازی گویند و اگر فاز ساکن مایع غیر فرار باشد آن را کروماتوگرافی گاز مایع گویند. اما هر دو به کروماتوگرافی گازی معروف هستند (آزاد و همکاران، 1374).
در کروماتوگرافی گازی، جداسازی اجزا یک مخلوط متناسب با میزان توزیع اجزا تشکیل‌دهنده مخلوط بین فاز متحرک گازی و فاز ساکن جامد یا مایع صورت میگیرد. در این روش گاز حامل مخلوط را درون ستون حرکت میدهد و بین دو فاز در حالت
تعادل (گاز- مایع) اجزا تشکیل‌دهنده مخلوط توزیع میشوند. بنابراین فاز متحرک اجزا تشکیل‌دهنده نمونه را به طرف بیرون ستون حرکت میدهد و هر مولکولی که با ارتباط سست‏تر جذب ستون شده است، زودتر و جزیی که قدرت جذب بیشتری با ستون دارد، دیرتر از ستون خارج میشوند. بنابراین، اجزا مخلوط از یکدیگر جدا می‌شوند. خصوصیات آشکارسازها در کروماتوگرافی گازی، حساسیت مناسب، پایداری خوب، نسبت حل‌شونده به سرعت عکس‌العمل نشان میدهند، زمان عکسالعمل کم، قابلیت اطمینان بالا و سهولت در استفاده، به همه حل‌شونده‌ها عکسالعمل مشابه نشان میدهند، نمونه را تخریب نمیکند (صمصام شریعت، 1368).
بهعلت پیچیدگی ترکیبات اسانس از نظر شیمیایی مناسبترین روش تجزیه آنها کروماتوگرافی گازی میباشد. در این روش نمونه تبخیر میشود و به سر ستون کروماتوگرافی (فاز ساکن) تزریق میگردد. شویش با جریانی از فاز متحرک گازی بیاثر انجام میشود. مرحله ساکن به صورت یک فیلم نازک روی یک جسم جامد بیاثر پخش شده و نمونه پس از انتشار بین دو مرحله، از مرحله مایع خارج میگردد. حلال برای اجسام مختلف جذب تفاوت داشته، بنابراین در گاز حامل ترکیبات به طور جداگانه از ستون خارج گردیده و پس از وارد شدن در دتکتور ثبت میشوند. تشخیص اجزاء بدست آمده از روی زمان بازداری27 (Rt) آنها صورت می‌گیرد، به این ترتیب هر جسمی شرایط Rt ثابتی دارد و با در دست داشتن استانداردهایی از اجزاء سازنده اسانسها عمل تشخیص صورت میگیرد. البته کروماتوگرافی اسانسها به طور معمول جدایی کامل تمام اجزای موجود را در یکبار ارائه نمیدهد و پیک اجزای هیدروکربنها اغلب با ترکیبات اکسیژندار روی هم میافتند و به طور معمول برای شناسایی و خالص کردن ترپنهای فرار موجود در فرآوردههای گیاهی از روشهای دیگر مانند کروماتوگرافی مایع- جامد28 و به ویژه کروماتوگرافی لایه نازک29 کمک گرفته میشود (امیدبیگی، 1388).
مونوترپنها را از بافتهای گیاهی بهوسیله حلالهایی مانند اتر نفت یا استون استخراج میکنند. روش کلاسیک جهت بدست آوردن اسانسها تقطیر مستقیم بافتهای تازه گیاه با بخار آب است. ولی باید توجه داشت که در اثر افزایش حرارت امکان تولید مواد تغییر یافته در اسانس حاصل وجود دارد. ترپنها ممکن است تحت واکنشهای تغییر وضعیت مولکولی مانند از دست دادن الکلهای نوع سوم یا پلیمریزاسیون قرار گیرند (قاسمی، 1389).
برای تعیین ساختمان ترپنهای جدا شده باید طیف مادونقرمز30 و همچنین طیفسنج جرمی31 آن موجود باشد و در اصل میتوان دو تکنیک کروماتوگرافی لایه نازک و کروماتوگرافی گازی را در تجزیه ترپنها مکمل یکدیگر دانست و حتی در مورد سزکوئیترپنها هم که کم فرار هستند، کروماتوگرافی لایه نازک، بهترین تکنیک میباشد. ماده جاذبی که در کروماتوگرافی لایه نازک، بکار میرود، اکثرا سیلیکاژل است و حلالهای بکار برده شده شامل بنزن و کلروفرم (1:1) و بنزن و اتیلاستات (19:1) میباشند. امروزه برای جداسازی و تشخیص اجزاء موجود در اسانس از ادغام دو دستگاه کروماتوگرافی گازی و طیفسنج جرمی استفاده میگردد. ولیکن در آزمایشگاهایی که امکانات رفاهی و دستگاهی پیشرفته وجود ندارد، هنوز همان روش کروماتوگرافی ستونی و تقطیر فراکسیونی و تهیه مشتقات آنها به عنوان روش‌های تحقیق جهت جداسازی و تشخیص مواد تشکیل‌دهنده اسانسها استفاده میشود (جایمند و رضایی، 1385).

مطلب مشابه :  منبع پایان نامه درمورد0000/0، گرانروی، سولفولان، η

1-13- ترکیبات شیمیایی اسانسها
1- ترکیبات الکلی که به صورت‌های زیر میباشند:
الف) الکل‌های غیرحلقوی مانند ترکیب

Author: mitra2--javid

دیدگاهتان را بنویسید