Published April 19, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Verbascum sinaiticum Leaves: Maximal Phenolic Yield and Antioxidant Capacity

Creators

  • 1. Kangwon National University
  • 2. Addis Ababa University
  • 3. Debre Berhan University
  • 4. Ambo University

Description

Verbascum sinaiticum (Qetetina or yeahya Joro) is a medicinal plant with secondary metabolites such as phenolics, flavonoids, glycosides, saponins, and alkaloids. This study was designed to optimize the ultrasonic-assisted extraction (UAE) parameters to enhance the phenolic content and characterize the phenolic compounds using ultra-high-performance liquid chromatography, coupled with electrospray ionization quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS), and antioxidant activities in Verbascum sinaiticum extract. Extraction time, sample-to-solvent ratio, and extraction temperature were considered for UAE optimization. It was found that UAE generated the highest extraction yield (21.6%), total phenolic content (179.8 GAE mg/g), total flavonoid content (64.49 CE mg/g), DPPH (61.85 µg/mL), and ABTS (38.89 µg/mL) when compared to maceration extraction. Metabolite analysis in this study showed the detection of 17 phenolic compounds, confirming antioxidant capacities. The optimization parameters have significant effects on phenolic compounds. Scanning electron microscopy showed the presence of structural changes when UAE was used over the maceration method. The optimized UAE parameters for extraction temperature (41.43 °C), sample-to-solvent ratio (36.32 g/mL), and extraction time (33.22 min) for TPC were obtained. This study shows the potential application for UAE of Verbascum sinaiticum leaves in the development of pharmaceutical and nutraceutical products.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

Verbascum sinaiticum (Qetetina أو yeya Joro) هو نبات طبي يحتوي على مستقلبات ثانوية مثل الفينولات والفلافونويدات والجليكوسيدات والصابونين والقلويدات. تم تصميم هذه الدراسة لتحسين معايير الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (الإمارات العربية المتحدة) لتعزيز المحتوى الفينولي وتمييز المركبات الفينولية باستخدام كروماتوغرافيا سائلة فائقة الأداء، إلى جانب التأين الكهربائي رباعي الأقطاب لقياس الطيف الكتلي الترادفي لوقت الطيران (UHPLC - ESI - QTOF - MS/MS)، والأنشطة المضادة للأكسدة في مستخلص Verbascum sinaiticum. تم النظر في وقت الاستخراج، ونسبة العينة إلى المذيب، ودرجة حرارة الاستخراج لتحسين دولة الإمارات العربية المتحدة. وقد وجد أن الإمارات العربية المتحدة أنتجت أعلى عائد استخلاص (21.6 ٪)، وإجمالي المحتوى الفينولي (179.8 جاي ملغم/غرام)، وإجمالي محتوى الفلافونويد (64.49 سي إي ملغم/غرام)، ودرجة الحموضة العالية (61.85 ميكروغرام/مل)، و ABTS (38.89 ميكروغرام/مل) بالمقارنة مع استخراج النقع. أظهر تحليل المستقلب في هذه الدراسة اكتشاف 17 مركبًا فينوليًا، مما يؤكد قدرات مضادات الأكسدة. معايير التحسين لها تأثيرات كبيرة على المركبات الفينولية. أظهر الفحص المجهري الإلكتروني وجود تغييرات هيكلية عندما تم استخدام الإمارات العربية المتحدة على طريقة النقع. تم الحصول على المعلمات الإماراتية المحسنة لدرجة حرارة الاستخراج (41.43 درجة مئوية)، ونسبة العينة إلى المذيب (36.32 جم/مل)، ووقت الاستخراج (33.22 دقيقة) لمركب ثلاثي كلورو البنزين. توضح هذه الدراسة التطبيق المحتمل لأوراق حرف السينائية في دولة الإمارات العربية المتحدة في تطوير المنتجات الصيدلانية والمغذيات.

Translated Description (French)

Verbascum sinaiticum (Qetetina ou yeahya Joro) est une plante médicinale avec des métabolites secondaires tels que les phénoliques, les flavonoïdes, les glycosides, les saponines et les alcaloïdes. Cette étude a été conçue pour optimiser les paramètres d'extraction assistée par ultrasons (eau) afin d'améliorer la teneur phénolique et de caractériser les composés phénoliques en utilisant la chromatographie liquide ultra-haute performance, couplée à la spectrométrie de masse en tandem à temps de vol quadripolaire à ionisation par électrospray (UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS) et aux activités antioxydantes dans l'extrait de Verbascum sinaiticum. Le temps d'extraction, le rapport échantillon-solvant et la température d'extraction ont été pris en compte pour l'optimisation des eau. Il a été constaté que les Émirats arabes unis ont généré le rendement d'extraction le plus élevé (21,6 %), la teneur phénolique totale (179,8 GAE mg/g), la teneur totale en flavonoïdes (64,49 CE mg/g), DPPH (61,85 µg/mL) et ABTS (38,89 µg/mL) par rapport à l'extraction par macération. L'analyse des métabolites dans cette étude a montré la détection de 17 composés phénoliques, confirmant les capacités antioxydantes. Les paramètres d'optimisation ont des effets significatifs sur les composés phénoliques. La microscopie électronique à balayage a montré la présence de changements structurels lorsque les eau étaient utilisées par rapport à la méthode de macération. Les paramètres optimisés des eau pour la température d'extraction (41,43 °C), le rapport échantillon-solvant (36,32 g/mL) et le temps d'extraction (33,22 min) pour la TPC ont été obtenus. Cette étude montre l'application potentielle pour les eau des feuilles de Verbascum sinaiticum dans le développement de produits pharmaceutiques et nutraceutiques.

Translated Description (Spanish)

Verbascum sinaiticum (Qetetina o yeahya Joro) es una planta medicinal con metabolitos secundarios como fenólicos, flavonoides, glucósidos, saponinas y alcaloides. Este estudio se diseñó para optimizar los parámetros de extracción asistida por ultrasonidos (UAE) para mejorar el contenido fenólico y caracterizar los compuestos fenólicos utilizando cromatografía líquida de ultra alto rendimiento, junto con espectrometría de masas en tándem de tiempo de vuelo de cuadrupolo de ionización por electropulverización (UHPLC-ESI-QTOF-MS/MS) y actividades antioxidantes en extracto de Verbascum sinaiticum. El tiempo de extracción, la relación muestra a disolvente y la temperatura de extracción se consideraron para la optimización de los EAU. Se encontró que los EAU generaron el mayor rendimiento de extracción (21.6%), contenido fenólico total (179.8 GAE mg/g), contenido total de flavonoides (64.49 CE mg/g), DPPH (61.85 µg/mL) y ABTS (38.89 µg/mL) en comparación con la extracción por maceración. El análisis de metabolitos en este estudio mostró la detección de 17 compuestos fenólicos, confirmando las capacidades antioxidantes. Los parámetros de optimización tienen efectos significativos sobre los compuestos fenólicos. La microscopía electrónica de barrido mostró la presencia de cambios estructurales cuando se utilizó UAE sobre el método de maceración. Se obtuvieron los parámetros UAE optimizados para la temperatura de extracción (41.43 °C), la relación muestra a disolvente (36.32 g/mL) y el tiempo de extracción (33.22 min) para TPC. Este estudio muestra la posible aplicación para los EAU de las hojas de Verbascum sinaiticum en el desarrollo de productos farmacéuticos y nutracéuticos.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية لأوراق حرف السينائية: أقصى إنتاجية الفينول والقدرة المضادة للأكسدة
Translated title (French)
Optimisation de l'extraction des feuilles de Verbascum sinaiticum assistée par ultrasons : rendement phénolique maximal et capacité antioxydante
Translated title (Spanish)
Optimización de la extracción asistida por ultrasonido de hojas de Verbascum sinaiticum: rendimiento fenólico máximo y capacidad antioxidante

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4394952503
DOI
10.3390/foods13081255

Is supplement to
https://openalex.org/W964154261 (Other)
https://openalex.org/W2772845628 (Other)
https://openalex.org/W2383720223 (Other)
https://openalex.org/W2348638325 (Other)
https://openalex.org/W2091473231 (Other)
https://openalex.org/W2083968000 (Other)
https://openalex.org/W2044016383 (Other)
https://openalex.org/W2020902296 (Other)
https://openalex.org/W2000133861 (Other)
https://openalex.org/W1969076756 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1559903407
  • https://openalex.org/W1944130781
  • https://openalex.org/W1971757965
  • https://openalex.org/W1993156907
  • https://openalex.org/W1998904720
  • https://openalex.org/W2002077463
  • https://openalex.org/W2005978485
  • https://openalex.org/W2013161685
  • https://openalex.org/W2014367792
  • https://openalex.org/W2035036423
  • https://openalex.org/W2041743333
  • https://openalex.org/W2043733949
  • https://openalex.org/W2046728112
  • https://openalex.org/W2065853716
  • https://openalex.org/W2068207025
  • https://openalex.org/W2116095941
  • https://openalex.org/W2120791683
  • https://openalex.org/W2125510374
  • https://openalex.org/W2338945709
  • https://openalex.org/W2360941721
  • https://openalex.org/W2399827253
  • https://openalex.org/W2519909342
  • https://openalex.org/W2894007921
  • https://openalex.org/W2914412420
  • https://openalex.org/W2914890634
  • https://openalex.org/W2989010041
  • https://openalex.org/W3081788833
  • https://openalex.org/W3209440905
  • https://openalex.org/W4225328354
  • https://openalex.org/W4295181117
  • https://openalex.org/W4310602111
  • https://openalex.org/W4360985315
  • https://openalex.org/W4363650875
  • https://openalex.org/W4366982653
  • https://openalex.org/W4375950081
  • https://openalex.org/W4381054290
  • https://openalex.org/W4388298415
  • https://openalex.org/W4388571035
  • https://openalex.org/W4389256064
  • https://openalex.org/W4390755057