فناوري‌هاي سبز: رويكردي نوين و پايدار در استخراج تركيبات زيست فعال از پسماندهاي غذايي-كشاورزي

Green Technologies: An Innovative and Sustainable Approaches in the Extraction of Bioactive Compounds from Agro-Food Wastes

تركيبات زيست فعال ، محصولات غذا-دارويي هستند كه به‌طور طبيعي در مقادير كم در مواد غذايي-گياهي وجود دارند. پسماندها و محصولات فرعي حاصل از فرآوري مواد غذايي-كشاورزي، منابع ارزان و با ارزشي از تركيبات زيست فعال به ويژه آنتي اكسيدان‌ها هستند. به‌دليل خواص آنتي اكسيداني‌شان، امروزه تركيبات زيست فعال كاربردهاي گسترده‌اي در صنايع دارويي، غذايي و شيميايي پيدا كرده‌اند و لذا شناسايي روش‌هاي بازيافت و استخراج اين تركيبات از اهميت بالايي برخوردار است. بازده استخراج تركيبات زيست فعال در روش‌هاي متداول مانند مانند خيساندن، پركولاسيون، سوكسله و تقطير با آب عمدتا به انتخاب حلال بستگي داشته و در اين روش‌ها چالش‌هايي مانند زمان استخراج طولاني، نياز به حلال با هزينه و خلوص بالا، تبخير مقدار زياد حلال، گزينش‌پذيري كمتر و تجزيه حرارتي تركيبات حساس به دما وجود دارند. براي غلبه بر اين محدوديت‌ها، با توسعه و گسترش فناوري‌هاي سبز، چندين رويكرد نوظهور براي استخراج تركيبات زيست فعال مانند فراصوت، ريزموج، ميدان‌ الكتريكي پالسي، تخليه الكتريكي با ولتاژ بالا، سيال‌هاي فوق بحراني، آب زيربحراني، آب داغ تحت فشار، سيال تحت فشار و فنون آنزيمي در دنيا مورد مطالعه و بهره‌برداري صنعتي قرار گرفته‌اند. بهره‌برداري از فناوري‌هاي سبز در استخراج تركيبات زيست فعال از پسماندهاي غذايي-كشاورزي داراي مزاياي متعددي شامل كاهش زمان فرآيند، مصرف انرژي و استفاده از حلال‌هاي مضر و گران و افزايش بازده استخراج است. با توجه به افزايش اهميت اقتصادي و غذا-دارويي تركيبات زيست فعال، در اين تحقيق سامانه‌هاي استخراج و جنبه‌هاي فني فناوري‌هاي سبز در استخراج تركيبات زيست فعال مورد بحث، بررسي و مقايسه قرار مي‌گيرند.

Bioactive compounds are nutraceuticals products that exit nutrally in low value in agro-food products. The wastes and by-products obtained from agro-food processing industries are the cheap and valuable sources of bioactive compounds especially antioxidants. Because of their antioxidants properties, bioactive compounds have wide applications on pharmaceutical, chemical, and food industries, and for this reason, it is important to identify the appropriate extraction methods of this compounds. Extraction efficiency of conventional methods such as soxhlet, maceration, percolation and hydrodistillation mainly depends on the choice of solvents and major challenges of conventional extraction are longer extraction time, requirement of costly and high purity solvent, evaporation of the huge amount of solvent, low extraction selectivity, and thermal decomposition of thermo-labile compounds. To overcome these limitations of conventional extraction methods, by developing of green technologies, several innovative and promising approaches such as ultrasound, pulsed electric field, voltage electrical discharges, microwave, pressurized hot water extraction, subcritical water extraction, supercritical fluid extraction, and enzyme-assisted extraction for extraction of bioactive compounds were industrially studied and utilized in the world. Utlization of green technologies for the extraction of bioactive compounds from agro-food processing wastes have several advantages such as reduction of the processing time, energy consumption, and the uses of harmful and expensive solvents and increase in the extraction yields. With related to of increasing economic and nutraceuticals significance of bioactive compounds, in this review the systems of extraction process along with technological aspects of green technologies of bioactive compounds extraction from agro-food processing wastes were highlighted, discussed and compared.