Micromeria Fruticosa L. Druce’un Süper Kritik Karbondioksit Kullanılarak Ekstraksiyonu ve Menton, İsomenton ve Pulegon Miktarı Üzerine Ekstraksiyon Koşullarının Optimizasyonu

Taşnanesi olarak da adlandırılan Micromeria fruticosa L. Druce, tıbbi özelliklere sahip bir Akdeniz bitkisidir. Bu çalışmada, Micromeria fruticosa L. Druce’ un süper kritik CO2 ekstraksiyonunda menton, isomenton ve pulegon derişimlerine etki eden parametre değerlerini optimize etmek için yanıt yüzey yöntemi (RSM) kullanılmıştır. Bu amaçla 3-faktör ve 3-düzey Box–Behnken dizaynı uygulanarak ve sıcaklık, basınç ve zaman parametreleri bağımsız değişkenler olarak seçilmiştir. Elde edilen sonuçların değerlendirilmesi Design-Expert yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yanıt ve bağımsız değişkenler arasındaki matematiksel ilişki quadratik denklem ile açıklanmıştır. Süper kritik CO2 ekstraksiyonu için deneysel sonuçlar ile tahminlenen sonuçlar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki elde edilmiştir. Maksimum menton, isomenton ve pulegon derişimlerine ulaşmak için optimum deney koşulları 47,16 oC, 216,99 atm ve 22,45 dk olarak bulunmuştur. Micromeria fruticosa L. Druce’un temel bileşenleri açısından, süper kritik CO2 kullanılarak ekstraksiyon koşullarının optimizasyonu ile ilgili bir çalışmaya literatürde rastlanmamıştır. Bu çalışmanın ilk kez çalışılmış olması hem literatüre katkısı açısından hem de elde edilen sonuçların farmakoloji, gıda ve nutrosotik endüstrisine katkı sağlaması açısından önemli olacağı düşünülmektedir.

Extraction of Micromeria Fruticosa L. Druce by Using Super Critical Carbon Dioxide and Optimization of Extraction Conditions on Amount of Menthone, Isomenthone and Pulegone

Micromeria fruticosa L. Druce, also called “taşnanesi”, is a Mediterranean plant with medicinal properties. In this study, response surface methodology (RSM) was used to optimize parameter values that have an effect on the concentration of menthone, isomenthone and pulegone in the supercritical CO2 extraction of Micromeria fruticosa L. Druce. For this purpose, 3-factor and 3-level Box-Behnken design was applied and temperature, pressure and time were chosen as independent variables. The assessment of results obtained were carried out by using Design-Expert software. The mathematical relationship between the responses and independent parameters were explained by quadratic equation. For supercritical CO2 extraction, the statistically significant relationship was obtained between the experimental results and predicted results. To reach the maximum concentration of menthone, isomenthone and pulegone, the optimum experimental conditions were found to be 47.16 oC, 216.99 atm ve 22.45 min. In terms of the major components of Micromeria fruticosa L. Druce, a study on the optimization of extraction conditions using supercritical CO2 has not been found in the literature. The fact that this study has been studied for the first time is considered to be important both in terms of its contribution to the literature and in terms of contributing to the pharmacology, food and nutraceuticals industries.

PDF

___

1. Güllüce, M., Sökmen, M., Şahin, F., Sökmen, A., Adigüzel, A., Özer, H., 2004. Biological Activities of the Essential Oil and Methanolic Extract of Micromeria Fruticosa (L) Druce ssp Serpyllifolia (bieb) PH Davis Plants from the Eastern Anatolia Region of Turkey, J. Sci Food Agric 84(7), 735-741.
2. Telci, I, Ceylan, M., 2007. Essential Oil Composition of Micromeria Fruticosa Druce from Turkey, Chemistry of Natural Compounds, 43(5), 629-631.
3. Ietswaart, J.H., 1980. A Taxonomic Revision of the Genus Origanum (Labiatae), 4, Leiden. 4. Davis, P.H., 1985. Flora of Turkey and the East Aegan Island, 7, Edinburg.
5. Vera, R.R., Change-Ming, J., 1999. Chemical Composition of the Essential Oil of Marjoram (Origanummajorana L) form Reunion Island. Food Chemistry, 66, 143-145.
6. Guner, A., Ozhatay, N., Ekim, T., Baser, K.H.C., 2001. Flora of Turkey and the East Aegean Islands, University Press, Edinburg, Vol:11, (Suplement2)
7. Berger, G.R., Flavours and Fragrances. Springer, Germany.
8. Reidah, A.M.I., Roman, A.D., Nuri, A.M., Warad, I., Carretero, S.A., 2019. Untargeted Metabolite Profiling and Phytochemical Analysis of Micromeria fruticosa L. (Lamiaceae) leaves, Food Chemistry, 279, 12-143.
9. Gharbieh, A.E., Ahmed, G.N., 2016. Bioactive Content, Hepatoprotective and Antioxidant Activities of Whole Plant Extract of Micromeria Fruticosa (L) Druce ssp Serpyllifolia F Lamiaceae Aganist Carbon Tetrachloride-induced Hepatoxicity in Mice, Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 15, 2099-2106.
10. Salameh, N., Shraim, N., Jaradat, N., 2018. Chemical Composition and Enzymatic Screening of Micromeria fruticosa serpyllifolia Volatile Oils Collected from Three Different Regions of West Bank, Palestine, Hindawi Biomed Research International, 1-8.
11. Arslan, M., 2012. Effect of Intra-Row Spacing On Herbage Yield, Essential Oil Content and Composition of Micromeria Fruticosa, Farmacia, 60, 925-931.
12. Vetere,V., Santori, F.G., Moglioni, A., Iglesias, M.Y.G., Casella, L.M., Ferretti, A.O., 2002. Hydrogenation of (-)– Menthone, (+)– Isomenthone, and (+)– Pulegonewith Platinum/tin Catalysts, Catalysis Letters 84, 251-257.
13. Türk, M., 2010. Bazı Önemli Tıbbi Bitkilerin Kimyasal Kompozisyonu ve Antioksidan Kapasitelerinin Belirlenmesinde Sub ve Süperkritik Akışkanların Etkisi, Ç.Ü. Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, Sayfa No: 1-3.
14. Chrastil, J., 1982. Solubility od Solids and Liquids in Supercritical Gases, Journal of Physical Chemistry, 86, 3016-3021.
15. Yamini, Y., Sedifidkon, F., Pourmortazavi, M. S., 2002. Comparison of Essential Oil Composition of Iranian Fennel (Foeniculum vulgare) Obtained by Supercritical Carbon Dioxide Extraction and Hydrodistillation Methods, Flavour and Fragrance Journal, 17, 345-348.
16. Reverchon, E., 1992. Fractional Seperation of SCF Extracts from Marjoram Leaves: Mass Transfer and Optimization, The Journal of Supercritical Fluids, 5, 256-261.
17. Box, G.E.P., Wilson, K.B., 1951. On the Experimental Attainment of Optimum Conditions (with discussion). Journal of the Royal Statistical Society Series B, 13(1), 1-45.
18. Chen, H., 1994. Response-surface Methodology for Optimizing Citric Acid Fermentation by Aspergillus Foetidus, Proses Biochem, 29, 399-405.
19. Joglekar, A.M., May, A.T., 1987. Product Excellence Through Design of Experiments, Cereal Foods World. 32(12), 857-860.
20. Türk, B., 2008. İmmobilize Lipaz Enzimi Kullanılarak Etil Bütirat Üretimi, A.Ü. Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
21. Montgomery, D.C., 1996. Design and Analysis of Experiments 4, John Wiley and Sons Ltd., USA.
22. Anderson, M.J., Whitcomb, P.J., 2005. RSM Simplified-optimizing Processes Using Response Surface Methods for Design of Experiments, Productivity Inc., New York. 21. Chatterjee, D., Bhattacharjee, P., 2013. Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Eugenol from Clove Buds, Food Bioprocess Technol 6, 2587-2599.
22. Keleş, B.S., Yeşilçubuk Ş.N., Demirkoz, B.A., Karakaş, M., 2019. Response Surface Optimization and Modelling for Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Echium vulgare Seed Oil, The Journal of Supercritical Fluids, 143, 365-369.
23. Meng, X.L.B., Xue, X.L.Y., 2010. Use of Box- Behnken Design for the Optimization of Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Oil from Schisandra Chinensis (Turcz) Bail, 3rd International Conference on Biomedical Engineering and Informatics (BMEI), United States, 670-674.
24. Türk, M., Ç.Ü. Bilimsel Araştırmaları Proje Birimi, FEF2011BAP14 Nolu Proje, Adana, 2014.