Effect of green extraction techniques on phenolic recovery and bioactivities of onion peel extracts
تُظهر هذه الدراسة أن الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية (UAE) فعال بشكل خاص في استعادة المحتوى العالي من الفينولات والنشاط المضاد للأكسدة من قشور البصل الأصفر، في حين تعتمد الطريقة المثلى للاستخلاص الأخضر للحصول على النشاط المضاد للميكروبات على كل من نوع البصل (الأحمر أو الأصفر) ونوع البكتيريا المستهدفة.
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
ينمو في العالم كل عام ما يقرب من 48 مليون طن من البصل، وهو محصول أساسي يغذي المليارات. ومع ذلك، مقابل كل بصلة تنتهي في مطبخ أو سوق، يتم توليد كمية كبيرة من النفايات. ففي الاتحاد الأوروبي وحده، يتم التخلص من حوالي 450,000 طن من قشور البصل سنوياً. هذه الطبقات الخارجية، التي تُرمى عادةً كنفايات، غنية في الواقع بمركبات كيميائية طبيعية قوية تُعرف بالمركبات الفينولية. وتشتهر هذه المواد بقدرتها على محاربة الضرر الناتج عن الأكسدة في الجسم ومنع نمو البكتيريا الضارة. وبينما يكون الجزء الصالح للأكل من البصل مغذياً، فإن القشرة تحتوي على تركيزات أعلى من هذه المركبات الواقية، وخاصة نوع من الفلافونويد يُسمى الكيرسيتين. وقد تمثل التحدي للعلماء في إيجاد أفضل طريقة لاستخراج هذه المواد الكيميائية القيمة من الجلد القاسي والجاف دون استخدام مواد كيميائية قاسية أو هدر الطاقة، وتحويل ما كان يوماً نفايات إلى مورد مفيد للغذاء والدواء.
سعى باحثون في كرواتيا لحل هذا اللغز من خلال مقارنة طريقتين حديثتين وصديقتين للبيئة لاستخراج هذه المركبات من قشور البصل. وقد ركزوا على نوعين متميزين من البصل: البصل الأصفر الشائع، ونوع محلي أحمر. واختبر الفريق تقنيتين محددتين: إحداهما تستخدم موجات صوتية عالية التردد لزعزعة المركبات وتحريرها من المادة النباتية، والأخرى تستخدم طاقة الميكروويف لتسخين الخليط بسرعة. أرادوا معرفة أي طريقة كانت تعمل بشكل أفضل لكل نوع من أنواع البصل، وما إذا كان اختيار التقنية يغير التركيبة الكيمائية النهائية للمستخلص. ومن خلال تحليل النتائج، تمكنوا من تحديد ليس فقط كمية "الأشياء الجيدة" المستردة، بل أيضاً مدى فعالية السائل الناتج في تحييد الجذور الحرة الضارة وقتل البكتيريا الشائعة المسببة للأمراض المنقولة بالغذاء.
بدأت الدراسة بجمع القشور الطازجة من البصل الأصفر والأحمر المزروع في مزرعة محلية. وبعد تجفيف وطحن القشور إلى مسحوق ناعم، عالجها الباحثون بمزيج من الماء والإيثانول، وهو كحول آمن يُستخدم عادة في معالجة الأغذية. وقسموا العينات إلى نصفين، حيث أخضعوا دفعة واحدة لمعالجة الموجات الصوتية، والدفعة الأخرى لمعالجة الميكروويف. وبمجرد اكتمال عملية الاستخراج، قاموا بتجفيف السوائل وبدأوا تحليلاً كيميائياً مفصلاً. فقد قاسوا إجمالي كمية المركبات الفينولية في كل عينة وحددوا أنواع الجزيئات المحددة الموجودة، مثل الكيرسيتين والروتين وأحماض مختلفة. كما أخضعوا المستخلصات لسلسة من الاختبارات لمعرفة مدى قدرتها على العمل كمضادات أكسدة، وهي مواد تحمي الخلايا من التلف، ومدى قدرتها على وقف نمو البكتيريا مثل الليستيريا، والسالمونيلا، والإي كولاي.
كشفت النتائج أن الطريقة المثلى تعتمد تماماً على نوع البصل الذي تتم معالجته. فبالنسبة للبصل الأصفر، أثبتت تقنية الموجات الصوتية تفوقها؛ إذ استخرجت أعلى كمية من إجمالي المركبات الفينولية، لتصل إلى ما يقرب من 370 مليغراماً لكل غرام من المستخلص المجفف، وأنتجت أقوى نشاط مضاد للأكسدة. وفي المقابل، كانت طريقة الميكروويف أقل فعالية للبصل الأصفر، حيث أعطت حوالي نصف كمية المركبات. ومع ذلك، كانت القصة مختلفة بالنسبة للبصل الأحمر؛ فلهذا النوع، أدى كلا الأسلوبين أداءً متشابهاً، بل إن تقنية الميكروويف استخرجت بالفعل مركبات فينولية إجمالية أكثر قليلاً من الموجات الصوتية. ووجد الباحثون أن الكيرسيتين هو المركب الأكثر وفرة في جميع العينات، مما يؤكد مكانته كمكون نشط رئيسي في قشور البصل. ومع ذلك، فإن المزيج المحدد من المركبات الأخرى، مثل حمض البروتوكاتيكويك والإبيكاتيشين، اختلف بشكل كبير بناءً على نوع البصل وطريقة الاستخراج المستخدمة.
عندما اختبر الفريق المستخلصات ضد البكتيريا، أصبحت الاختلافات في الأداء أكثر وضوحاً. فقد كانت المستخلصات فعالة بشكل عام في إيقاف البكتيريا موجبة الغرام، التي تفتقر إلى غشاء خارجي قوي، أكثر من البكتيريا سالبة الغرام، التي تمتلك طبقة حماية إضافية يصعب اختراقها. وكان الهدف الأكثر حساسية هو "الليستيريا مونوسيتوجينيس"، وهي ممرض خطير ينقل عبر الغذاء. تمكنت المستخلصات من إيقاف نموها عند تركيزات منخفضة جداً، تصل إلى 0.31 مليغرام لكل مليلتر. ومن المثير للاهتمام أن قشر البصل الأصفر المستخلص بالميكروويف كان قوياً بشكل خاص ضد هذه البكتيريا تحديداً، بينما أظهر قشر البصل الأحمر المستخلص بالموجات الصوتية أفضل النتائج ضد أنواع أخرى من البكتيريا. كما أظهرت الدراسة أن القوة المضادة للميكروبات لم تكن تتعلق فقط بإجمالي المركبات الفينولية الموجودة، بل بالمزيج المحدد من المركبات. فعلى سبيل المثال، بدا أن وجود بعض الفلافونويدات مثل الكامبفيرول والروتين يرتبط ارتباطاً وثيقاً بالقدرة على محاربة الليستيريا، مما يشير إلى أن جودة المزيج الكيميائي أهم من مجرد الكمية.
في الختام، يوضح هذا البحث أنه لا توجد طريقة واحدة "مثلى" لاستخراج القيمة من نفايات البصل. إن فعالية العملية هي شراكة بين التركيبة الجينية للنبات والتقنية المستخدمة لحصاد كيميائياته. فبالنسبة للبصل الأصفر، تفتح طريقة الموجات الصوتية أكبر إمكانات مضادات الأكسدة، مما يجعلها الخيار الأمثل لإنتاج المواد الحافظة الطبيعية أو المكملات الصحية. أما بالنسبة للبصل الأحمر، فإن طريقة الميكروويف تقدم بديلاً قابلاً للتطبيق وفعالاً بشكل خاص في استهداف بكتيريا معينة. تشير هذه النتائج إلى أنه من خلال مطابقة تقنية الاستخراج بعناية مع المحصول المحدد، يمكن للصناعات تحويل كمية هائلة من النفايات الزراعية إلى مصدر مستدام للمكونات الطبيعية. ولا يقلل هذا النهج من الأثر البيئي فحسب، بل يوفر أيضاً طريقة جديدة وصديقة للبيئة لتعزيز سلامة الغذاء وتطوير منتجات صحية طبيعية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.