استخراج مواد موثره گیاهان دارویی بوسیله امواج مایکروویو (ریزموج ها)

امواج مایکروویو، تشعشعاتی الکترومغناطیسی با فرکانس حدود ۳۰ مگاهرتز تا ۳۰۰ گیگاهرتز هستند. مایکروفرهای خانگی و صنعتی بطور کلی در فرکانس ۴۵/۲ گیگاهرتز کار می کنند. استفاده از انرژی امواج مایکروویو برای استخراج ترکیبات آلی از گیاهان دارویی و معطر یک تکنیک نسبتاً جدید است و در فرآوری مواد غذایی نیز کاربرد وسیعی دارد.
استخراج با کمک امواج مایکروویو نسبت به روش های مرسوم کاملاً متفاوت است و این امواج برای تسریع فرآیند استخراج استفاده می شوند. امواج مایکروویو مستقیماً به داخل ماده گیاهی نفوذ کرده و با ایجاد سایش و اصطکاک بین مولکول ها سبب ایجاد گرمای درونی می شود. این اصطکاک در نتیجه ی چرخش یونهای دو قطبی در درون حلال قطبی و حرکت یون های حل نشده بوجود می آید. این عمل، گرمایی سریع و انتخابی را در سرتاسر مواد گیاهی ایجاد می کند بدون اینکه نیاز به گرم کردن بیش از حد هوا داشته باشد. در این فرآیند ماده گیاهی تازه یا خشک شده در داخل یک حلال که امواج مایکروویو را از خود عبور می دهد غوطه ور شده و سپس این مخلوط ماده گیاهی- حلال داخل یک مخزن استخراج که در معرض امواج مایکروویو قرار دارد ریخته می شود. هنگامی که گیاه دارویی حاوی اسانس در معرض امواج مایکروویو قرار می گیرد، این امواج به طور انتخابی فقط توسط قسمت مایع سلول های گیاه (اسانس، مولکول های آب و …) جذب می شوند. در این حالت دمای مایعات موجود در مواد گیاهی سریعاً بالا رفته و باعث می شود که دیواره ی غدد حاوی اسانس از هم پاشیده شود و به اسانس اجازه می دهد که از گیاه خارج شده و وارد حلال گردد. عصاره ی بدست آمده سپس تصفیه شده و با فرآوری های بعدی به اسانس خالص تبدیل می شود. این تکنیک می تواند با سیستم های مختلف استخراج با حلال ها ترکیب شود.

مزایای استخراج به کمک امواج مایکروویو
استخراج به کمک امواج مایکروویو مزایای زیر را دارد:
• زمان عملیات فرآوری و میزان مصرف انرژی را کاهش می دهد.
• در بسیاری از موارد میزان محصول و کیفیت آن را افزایش می دهد.
• میزان مصرف حلال را کاهش می دهد
• هزینه ی سرمایه گذاری را کاهش می دهد.
• امکان استخراج هم از مواد گیاهی خشک و همچنین از مواد گیاهی تازه را فراهم می کند.
• بهینه سازی این روش آسان است.
• این تکنولوژی هم در سطح مطالعاتی و تحقیقاتی و هم در سطح صنعتی قابل استفاده است (در حال حاضر چندین واحد صنعتی با استفاده از این روش فعالیت می کنند).

خصوصیات حلال های مورد استفاده در این روش
کارایی گرم شدن حلال های مختلف تحت تاثیر امواج مایکروویو به ضریب پراکنش آنها بستگی دارد که درواقع، شاخصی از توانایی حلال برای جذب انرژی امواج مایکروویو و انتقال آن به محیط اطراف به شکل حرارت می باشد. خود ضریب پراکنش نیز برابر است با نسبت اتلاف دی الکتریکی به ثابت دی الکتریک. اتلاف دی الکتریکی بیانگر راندمان تبدیل انرژی امواج مایکروویو به حرارت بوده و ثابت دی الکتریک، شاخصی از توانایی ماده در جذب انرژی امواج مایکروویو می باشد. بطور مثال اتانول و متانول نسبت به آب، مقدار کمتری از انرژی امواج مایکروویو را جذب می کنند چرا که ثابت دی الکتریک پایین تری دارند. ازطرف دیگر، هگزان و سایر حلال های با قطبیت کمتر مانند کلروفرم در مقابل امواج مایکروویو خنثی هستند و در نتیجه، هیچ حرارتی ایجاد نمی کنند.

گزیده ی منابع:
نجفی، فرزاد. عبادی، محمدتقی. عباسیان، جلال. ۱۳۹۰. فرایندهای برداشت، خشک کردن و فرآوری گیاهان دارویی و معطر. انتشارات دانشگاه شهید بهشتی تهران. ۳۸۰ صفحه

Camel V. 2000. Microwave assisted solvent extraction of environmental samples. Trends in Analytical Chemistry; 19(4): 229-248.