Factors increasing the hydroxycinnamic acids extraction from dandelion roots

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim – to study the influence of extraction factors on the extraction of hydroxycinnamic acids (HCAs) from dandelion roots.

Material and methods. The object of the study was air-dried dandelion roots. The HCAs content was determined using Arnov's reagent by spectrophotometric method according to the pharmacopoeic method. The influence of the nature, volume fraction of organic solvents, composition of extraction mixtures, temperature, duration, extraction frequency, medicinal plant raw material and extractant ratio, and medicinal plant raw material particle size on the HCAs yield from dandelion roots during extraction was established. Methanol, ethanol, propanol-1, propanol-2, acetone, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, propylene glycol-1,2, ethylene glycol, glycerol and their aqueous solutions in volume fractions of 20, 40, 60 and 80% were used as extractants. A dispersion analysis of the influence of these factors on the yield of HCAs during extraction was performed. Results. Extraction conditions providing the maximum yield of HCAs in comparison with pharmacopoeial and literary methods were experimentally developed. The conditions are as follows: extractant – 60% propanol-1 or a mixture of 50% propanol-1 and 10% acetone; extraction temperature – 80˚C; extraction duration – 6 hours; medicinal plant raw material and extractant ratio – 1 to 25; extraction frequency – single and medicinal plant raw material particle size – 500 μm or less. It has been proven that the physicochemical characteristics of the extractants, their volume fractions in solutions and extraction parameters have a statistically significant effect on the yield of HCAs.

Conclusions. A statistically significant effect of the studied extraction factors on the yield of HCAs from dandelion roots has been proven. The developed extraction method statistically significantly increases the yield of HCAs by an average of 30% to 2.5 times in comparison with pharmacopoeial and literary extraction methods.

About the authors

Raman I. Lukashou

Belarusian State Medical University

Author for correspondence.
Email: r_lukashov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5234-6319

PhD, Associate professor, Head of the Pharmaceutical Chemistry Department of with Advanced Training and Retraining Course

Belarus, Minsk

Natalya S. Gurina

Belarusian State Medical University

Email: r_lukashov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-9150-5728

PhD, Professor, Dean of the Pharmaceutical Faculty

Belarus, Minsk

References

  1. Kurkin VA, Zapesochnaya GG, Avdeeva EV, et al. Creation of resource-saving technologies of processing the medicinal plant raw materials. Newsletter of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2010;12(1-3):737-40. [Куркин В.А., Запесочная Г.Г., Авдеева Е.В., и др. Создание ресурсосберегающих технологий переработки лекарственного растительного сырья. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010;1:737-740]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sozdanie-resursosberegayuschih-tehnologiy-pererabotki-lekarstvennogo-rastitelnogo-syrya/viewer
  2. Semushkin DN, Ziganshin BG, Semushkin NI, et. al. Methods of intensification of processes of extraction of biologically active substances from plant materials. Vestnik Kurganskoi GSKhA. 2023;1(45):78-88. (In Russ.). [Семушкин Д.Н., Зиганшин Б.Р., Семушкин Н.И., и др. Методы интенсификации процессов экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья. Вестник Казанского ГСХА. 2023;1(45):78-88]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-intensifikatsii-protsessov-ekstragirovaniya-biologicheski-aktivnyh-veschestv-iz-rastitelnogo-syrya/viewer
  3. Abashkin IA, Eleev YuA, Glukhan EN, et. al. Extraction methods for biologically active substances from plant materials (review). Chemistry and Technology of Organic Substances. 2021;2(18):43-59. [Абашкин И.А., Елеев Ю.А., Глухан Е.Н., и др. Методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья (обзор). Химия и технология органических веществ. 2021;2(18):43-59]. DOI: https://doi.org/10.54468/25876724_2021_2_43
  4. State Pharmacopoeia of the Republic of Belarus. Vol. 2. Quality control of substances for pharmaceutical use and medicinal plant raw materials. Molodechno, 2016. (In Russ.). [Государственная фармакопея Республики Беларусь. Т. 2. Контроль качества субстанций для фармацевтического использования и лекарственного растительного сырья. Молодечно, 2016].
  5. Najda A, Sugier D. Selected secondary metabolites content in the roots of Taraxacum officinale depending on the method of plantation establishment. Herba Polonica. 2007;3(53):152-156.
  6. Najda A, Sugier D. Chromatographical analysis of phenolic acids occurring in the roots of Taraxacum officinale. Herba Polonica. 2007;3(53):313-318.
  7. Miłek M, Marcinčáková D, Legát J. Polyphenols Content, Antioxidant Activity, and Cytotoxicity Assessment of Taraxacum officinale Extracts Prepared through the Micelle-Mediated Extraction Method. Molecules. 2019;24(6): 1025. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules24061025
  8. Kenny O, Smyth ThJ, Hewage CM, Brunton NP. Antioxidant properties and quantitative UPLC-MS/MS analysis of phenolic compounds in dandelion (Taraxacum officinale) root extracts. Free Radicals and Antioxidants. 2014;4(1):55-61. DOI: https://doi.org/10.5530/fra.2014.1.9
  9. Krapid S. Characterization of phenolic acids and flavonoids in dandelion (Taraxacum officinale Web. ex Wigg.) root and herb by high-performance liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry. Commun Mass Spectrom. 2005;2(19):179-186. DOI: https://doi.org/10.1002/rcm.1767
  10. Ravdel' AA, Ponomareva AM. Brief reference book of physical and chemical quantities. SPb, 2003. (In Russ.). [Равдель А.А., Пономарева А.М. Краткий справочник физико-химических величин. СПб, 2003].
  11. State Pharmacopoeia of the Republic of Belarus. Vol. 1. General methods of quality control of medicines. Molodechno, 2012. (In Russ.). [Государственная фармакопея Республики Беларусь. Т. 1 : Общие методы контроля качества лекарственных средств. Молодечно, 2012].
  12. European Pharmacopoeia. 10-th edition, Supplement 10.0. Vol. 1. Strasbourg: Council of Europe, 2019.
  13. Xue Y. Dandelion extract suppresses reactive oxidative species and inflammasome in intestinal epithelial cells. Journal of Functional Foods. 2017;29:10-18. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jff.2016.11.032

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Dependence of the HCAs content on the volume fractions of monohydric alcohols.

Download (344KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Dependence of the HCAs content on the volume fractions of polyhydric alcohols.

Download (318KB)
Indexing metadata
4. Figure 3. Dependence of the HCAs content from volume fractions of other extractants.

Download (287KB)
Indexing metadata
5. Figure 4. Clarification of the volume fraction of propanol-1.

Download (208KB)
Indexing metadata
6. Figure 5. Dependence of the HCAs content on the ratio of solvent shares in the extractant mixture at a constant 40% volume fraction of water.

Download (752KB)
Indexing metadata
7. Figure 6. Dependence of the HCAs content on the duration of extraction.

Download (732KB)
Indexing metadata
8. Figure 7. Dependence of the HCAs content on the extraction temperature.

Download (750KB)
Indexing metadata
9. Figure 8. Dependence of the HCAs content on the ratio of medicinal plant raw materials and extractant.

Download (726KB)
Indexing metadata
10. Figure 9. Dependence of the HCAs content on the extraction rate.

Download (699KB)
Indexing metadata
11. Figure 10. Dependence of the HCAs content on the particle size of the medicinal plant raw material.

Download (711KB)
Indexing metadata
12. Figure 11. Content of HCAs under different extraction conditions ГФ РБ – State Pharmacopoeia of the Republic of Belarus; ЕФ – European Pharmacopoeia; НЛ – extraction method from the source [13]; Р – developed extraction conditions.

Download (702KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Lukashou R.I., Gurina N.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».