Ultrasound-Assisted Extraction of Silymarin Components from Milk Thistle Seeds (Silybum Marianum L.) (in English)

Abstract

Milk thistle seeds present high amount of phenolic compounds with antioxidant properties. The extraction of these compounds may be considered a way to increase in value both agro-food by-products. Ultrasound is widely applied in extraction due to its effects (cavitation, micro-stirring or sponge effect) over the process. The aim of this work was to investigate the application of ultrasound on the extraction of phenolic compounds included in milk thistle. For that purpose, the extraction of phenolic compounds from milk thistle seeds, previously dried, was carried out with ultrasound assisted extraction at different time intervals (30, 60, 90, 120, 150 min) and classic solvent extraction using methanol as solvent while other factors (power, temperature etc.) being constant. At the same time silymarin content was determined by HPLC and their antioxidant properties were evaluated by determining its ability to scavenge the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical by measuring induction period. There were slight increases in the amount of phenolic content and antioxidant activity with increasing extraction times. It was found that the amount of total silymarin content varied from 0.77 to 1.37 g/100 g dried nonfat milk thistle sample and the extracts showed a DPPH inhibition that change between 30-60 %.

Keywords

• Silymarin; milk thistle; ultrasound assisted extraction, antioxidant activity

Deve Dikeni Tohumlarında (Silybum Marianum L.) Bulunan Silimarin Bileşenlerinin Ultrason Destekli Ekstraksiyonu (İngilizce)

Abstract

Deve dikeni tohumları oldukça yüksek miktarlarda, antioksidan etkiye sahip fenolik bileşenler içermektedir. Bu bileşenlerin ekstraksiyonu hem tarıma dayalı endüstrilerde hem de gıda yan ürünlerinin değerini arttırmak için yeni bir yöntem olarak düşünülmektedir.   Ultrason, sahip olduğu etkiler sayesinde (kavitasyon, mikro düzeyde karışma sağlama, süngerimsi yapı oluşturma) proseslerde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.  Bu çalışmanın amacı ultrason uygulamalarının deve dikeninde bulunan fenolik bileşenlerin ekstraksiyonu üzerine etkilerini araştırmaktır. Bu amaçla önceden kurutulmuş deve dikeni tohumlarındaki fenolik bileşenlerin ekstraksiyonu; metanol çözgen olmak üzere güç, sıcaklık gibi faktörler sabit tutularak farklı sürelerde (30, 60, 90, 120 ve 150 dakika) ultrason destekli ekstraksiyon ve metanol kullanılarak yapılan klasik çözgen ekstraksiyonu ile gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda, silimarin içeriği HPLC kullanılarak belirlenmiş ve bu bileşenlerin antioksidan özellikleri 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) üzerindeki serbest radikal tutma etkileri ile belirlenmiştir. Ekstraksiyon işlem süresinin artmasıyla örneklerden elde edilen fenolik bileşen miktarında ve bu bileşenlerin antioksidan aktivitelerinde artış olduğu saptanmıştır. Ekstrakte edilen silimarin miktarının 0.77-1.37g/100g yağsız toz deve dikeni aralığında olduğu ve ekstraktların %30-60 aralığında DPPH inhibisyonu gösterdiği bulunmuştur.

Keywords

• Silymarin; deve dikeni; ultrason destekli ekstraksiyon; antioksidan aktivite

References

1. Wardle K, Parmanter K. Waller J. 2000. Nutrition knowledge and food intake, Appetite, (34), 269- 275.
2. Artık N, Poyrazoğlu, ES (ed), Konur N. and Halkman AK. 2011. Gıda Bilimi ve Teknolojisi. T.C. Anadolu Üniversitesi Yayını No: 2320, Açık Öğretim Fakültesi Yayını No: 1307.
3. deMAN JM. 1990. Principles of Food Chemistry, Von Nos-trand Rienhold Avi Book, New York, pp: 347-353.
4. Şahbaz F. 1999. Su ve Buz, Gıda Kimyası, Ed. İ. Saldamlı), s. 9-36,
5. Çağlarırmak N. 2005. Kurutulmuş meyvelerin biyokimyasal bileşimleri ve kalite özelliklerinin incelenmesi, Gıda Kongresi 2005, E.Ü. Müh. Fak. Gıda Müh. Böl. 19-21 Nisan, İzmir.
6. Demirci, M. 2007. Beslenme NKÜ Ziraat Fak Gıda Müh. Böl. Tekirdağ. ISBN 975-97140-4-2.
7. Mueller HR, 1990. The effect of industrial handling on micronutrients. Journal Nutrition Science Vitamin (Tokyo), 36, 1:S47-55.
8. Çağlarırmak N. 2007. Nutrients of exotic mushrooms (L. edodes and Pleurotus species) and estimated approach to the volatile compounds. Food Chemistry, 105, 1188-1194.

9. Çağlarırmak N. 2008. Reflects of Energy productions, upon environment food and health, 14 th International energy and environmental technology systems fair and conference, 15-17 May, İstanbul WOW Center.
10. Hepçimen AZ. and Çağlarırmak, N. 2009. Gıda kurutma sistemleri, kombinasyonları ve gelişmeler, 1. Uluslararası 5. Ulusal Meslek Yüksekokulları Sempozyumu, 27- 29 Mayıs, Selçuk Üniversitesi Kadınhanı Faik İçil Meslek Yüksekokulu, Konya.
11. Demiray E, Tülek Y. 2012. Kurutma İşleminin Kırmızı Biberdeki Renk Maddelerine Etkisi, Electronic Journal of Food Technologies 7 (3), 1-10. 12. Çağlarırmak N. Kurutulmuş meyvelerin biyokimyasal bileşimleri ve kalite özelliklerinin incelenmesi, Gıda Kongresi 2005, E.Ü. Müh. Fak. Gıda Müh. Böl., 19-21 Nisan, İzmir.
12. Abdulah R., Miyazaki, K., Nakazawa M. and Koyama H. 2005. Chemical forms of elenium for cancer prevention. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 19, 141-150.
13. Keck A. S. and Finley JW. 2004. Cruciferous vegetables: cancer protective mechanisms of glucosinolate hydrolysis products and selenium. Integral Cancer Therapies, 3, 5e12.
14. Jeffery E. H. & Araya M. 2009. Physiological effects of broccoli. Phytochemical Reviews, 8, 283-298.
15. Mahn A. Zamorano M. Barrientos H. and Reyes A. 2012. Optimization of a process to obtain selenium-enriched freeze-dried broccoli with high antioxidant properties, LWT - Food Science and Technology, 4, 267-273.
16. Rayman MP 2000. The importance of selenium to human health. Lancet, 356, 233e241.
17. Reddy MB, Love M. The impact of food processing on the nutritional quality of vitamins and minerals. Advances Experimental Medicine Biology. 1999;459:99-106.
18. Finglas PM, and Foulks RM. 1984. Determination of B Vitamins in Tablets (version) 1.2 Roche Vitamins Ltd. P. Hofmann, C. Brodhag, W. Schüep).,. Food Chem, (15), 37-44.
19. Kamman J. F., Wanthesen J. J., & Labuza T. P. (1980). Technique for measuring thiamin and riboflavin in fortified foods. Journal of Food Science, 45, 1497-1499.
20. Manz U and Philipp K. 1998. Analytical Methods for Vitamins and Caratonoids in Feed. Animal Nutrition and Health Vitamins and Fine Chemicals Division. (42) Roche 1998.
21. AOAC 2000 (43) AOAC, 2000 Official Method 992.06., 985.30. R-Biopharm Art. No.: P1002.
22. AOAC 2005. AOAC Official methods of analysis, William Horwitz, editor ; George W. Latimer, Jr., assistant editor. 2005, 999.07, ISBN; 0935584757 9780935584752.
23. Anon, http://ods.od.nih.gov/About/Contact_ Us.aspx, 1997, 1998, 2001. www.nap.edu. Copyright 2001 by The National Academeis.
24. Çağlarırmak-a N. 2011. Physical properties, nutrients and estimated volatiles of Agaricus bisporus (white) at two harvest., Italian Journal of Food Science, 4, 23.
25. Çağlarırmak-b N., 2011. Nutrition of dried edible mushrooms, International journal of Medicinal Mushrooms, 4, September–October.
26. Feenema OR, Damadran S., 2007. Feenema’s Food Chemistry (Food Science and Technology), CRC Press, UK., ISBN -10: 0849392721, pp-1144.
27. Çağlarırmak N. Esansiyel Besin Ögelerinin Beslenmede Önemi, 2000’li yıllarda Gıda Bilimi ve Teknolojisi Kongresi, İzmir, 91, 1999.
28. Kendall P. DiPersio P. Sofos J. 2012. Drying vegetables, Fact Sheet No. 9.308, Food and Nutrition Series, Colorado State University, http://www.ext.colostate.edu/PUBS/FOODNUT/ 09308.pdf. erişim tarihi (26/6/2013).