Citric Acid-Mediated Microwave Extraction Outperforms Conventional Heating for Recovery of Antidiabetic Polysaccharides from Centella asiatica
تُظهر هذه الدراسة أن الاستخلاص بالموجات الدقيقة بوساطة حمض الستريك (CAM-MAE) يتفوق بشكل كبير على طرق التسخين التقليدية من خلال الإنتاج السريع للسكريات المتعددة عالية النقاء وعالية الوزن الجزيئي من نبات سنتيلا أسياتيكا ذات الأنشطة القوية المضادة لمرض السكري والمضادة للأكسدة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
بالنسبة لملايين الأشخاص الذين يعيشون مع مرض السكري، تعد إدارة مستويات السكر في الدم عملية توازن يومية. تنشأ هذه الحالة عندما يكافح الجسم لإنتاج الأنسولين أو استخدامه بفعالية، مما يؤدي إلى مستويات عالية وخطيرة من السكر في الدم. وبينما تقدم الطب الحديث أدوية قوية للسيطرة على ذلك، يسعى الكثير من الناس للحصول على بدائل طبيعية أكثر لطفاً موجودة في عالم النباتات. أحد هذه النباتات هو "سنتيلا أسياتيكا" (Centella asiatica)، وهي عشبة زاحفة صغيرة تُعرف في أجزاء كثيرة من آسيا باسم "بيجاغا" أو "غوتو كولا". لقرون مضت، استخدم المعالجون التقليديون هذه العشبة للمساعدة في تعزيز الذاكرة، وعلاج الجروح، ودعم الصحة العامة. وقد أكد العلم الحديث أن هذا النبات يحتوي على نوع محدد من السكريات الكبيرة والمعقدة يسمى "السكاكر المتعددة" (polysaccharides). وتعد هذه الجزيئات واعدة لأنها يمكن أن تبطئ عملية هضم الطعام، مما يمنع الارتفاعات الحادة في سكر الدم بعد الوجبات. ومع ذلك، كان الحصول على هذه الجزيئات الدقيقة من النبات دون تدميرها تحدياً صعباً؛ فغالباً ما تتطلب الطرق التقليدية غلي النبات لساعات، وهي عملية يمكن أن تهدر الطاقة وتؤدي إلى تفكك المركبات ذاتها التي يأمل الباحثون في الحفاظ عليها.
لقد سعى فريق من العلماء من ماليزيا والصين مؤخراً لحل هذه المشكلة من خلال إيجاد طريقة أسرع وأكثر كفاءة لاستخراج هذه السكريات المفيدة. اختبروا أربعة نهج مختلفة لاستخراج السكاكر المتعددة من أوراق "سنتيلا أسياتيكا". تمثلت الطريقة الأولى في النهج التقليدي المتمثل في نقع النبات في الماء الساخن. وأضافت الطريقة الثانية حمضاً عضوياً خفيفاً، وتحديداً "حمض الستريك أحادي الهيدرات"، إلى الماء الساخن للمساعدة في تكسير جدران خلايا النبات. واستخدمت الطريقة الثالثة طاقة الميكروويف لتسخين الماء بسرعة، وهي تقنية تعمل على تحريك خلايا النبات وتدفع بمحتوياتها للخارج بشكل أسرع بكثير من الغلي. أما الطريقة الرابعة والأكثر ابتكاراً، فقد جمعت بين طاقة الميكروويف وحمض الستريك. أراد الباحثون معرفة ما إذا كان استخدام الحمض والميكروويف معاً سيعمل بشكل أفضل من استخدام أي منهما بمفرده، وما إذا كان بإمكانهم القيام بذلك في جزء ضئيل من الوقت.
ولإيجاد الوصفة المثالية للاستخراج، لم يعتمد الفريق على التخمين فحسب؛ بل استخدموا طريقة تخطيط متطورة سمحت لهم باختبار العديد من التوليفات المختلفة من درجة الحرارة، والوقت، والتركيز الكيميائي في وقت واحد. واكتشفوا أن طريقة الماء الساخن التقليدية، رغم كونها آمنة، كانت الأقل فعالية، حيث أعطت أقل كمية من السكاكر المتعددة. وقد أدى إضافة حمض الستريك إلى الماء الساخ️ لرفع النتائج، وكذلك فعل استخدام الميكروويف بمفرده. ومع ذلك، أثبت الجمع بين حمض الستريك والميكروويف أنه الفائز الواضح. هذه الطريقة الهجينة، التي سماها الباحثون "استخراج الميكروويف بوساطة حمض الستريك"، أنتجت أعلى كمية من جزيئات السكر المطلوبة؛ حيث حققت عائداً بنسبة 15.58 بالمائة، وهو أعلى بكثير من الطرق الأخرى. والأهم من ذلك، أن هذه العملية استغرقت ثلاث دقائق فقط، مقارنة بأكثر من ساعة كانت تتطلبها طريقة الغلي التقليدية.
إن نجاح هذه الطريقة الجديدة لا يتعلق بالسرعة أو الكمية فحسب، بل يتعلق أيضاً بالجودة. فقد وُجد أن السكاكر المتعددة المستخرجة باستخدام مزيج الميكروويف والحمض كانت نقية جداً، وتحتوي على كمية عالية من الكربوهيدرات وقليل جداً من البروتين غير المرغوب فيه. وعندما حلل العلماء بنية هذه الجزيئات، أكدوا أنها نوع محدد من سلاسل السكر الحمضية ذات هيكل حلقي معقد. وكانت هذه الجزيات كبيرة ومتجانسة، وهو مؤشر جيد على فوائدها الصحية المحتملة. وفي الاختبارات المختبرية، أظهرت هذه السكريات المستخرجة قدرة قوية على محاربة الجذور الحرة الضارة، وهي جزيئات غير مستقرة يمكن أن تسبب تلفاً للخلايا. والأكثر واعدة هو أن هذه السكريات استطاعت منع عمل إنزيمين رئيسيين في الجسم يقومان بتفكيك الكربوهيدرات إلى سكر. ومن خلال إبطاء عمل هذه الإنزيمات، يمكن لمستخلص النبات أن يساعد في منع ارتفاع سكر الدم بسرعة بعد الأكل، وهي آلية حاسمة لإدارة مرض السكري.
وجد الباحثون أن الجمع بين الحمض والميكروويف خلق تآزراً قوياً؛ حيث ساعد الحمض في تليين وتفكيك الجدران الصلبة لخلايا النبات، بينما وفر الميكروويف حرارة شديدة وسريعة دفعت بمحتويات تلك الخلايا إلى الماء. هذا العمل المزدوج سمح للباحثين باستخراج المزيد من المواد المفيدة في وقت أقصر بكثير، مع الحفاظ على البنية الدقيقة للجزيئات التي قد تتضرر بسبب الغلي المطول. وتشير الدراسة إلى أن هذه الطريقة الفعالة ومنخفضة الطاقة يمكن أن تكون خطوة كبيرة للأمام في إنتاج المكونات الطبيعية المستخلصة من النباتات للأغذية الوظيفية والأدوية. ومن خلال تحويل عملية كانت تستغرق ساعات إلى عملية تستغرق دقائق، فتح العلماء باباً جديداً لتسخير الإمكانات الكاملة لنبات "سنتيلا أسياتيكا" لدعم صحة الإنسان.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.