Application of cyclodextrins in extraction of bioactive compounds from plant material

Bioaktivne sastavnice iz biljnog materijala, prvenstveno polifenoli, dobivaju sve veću pozornost zbog svojih funkcionalnih i bioloških učinaka na zdravlje čovjeka. Konvencionalne metode ekstrakcije bioaktivnih sastavnica iz biljnog materijala uključuju korištenje organskih otapala odgovornih za ekološko onečišćenje i nepovoljno djelovanje na zdravlje pojedinca. Ekstrakcija posredovana ciklodekstrinima nova je, „zelena“ i alternativna metoda ekstrakcije kojom se izbjegava korištenje štetnih i skupih organskih otapala. Ekstrakcija ciklodekstrinima temelji se na nastanku inkluzijskih kompleksa s bioaktivnim sastavnicama čime se povećava njihova topljivost u ekstrakcijskom sredstvu, a samim time i učinkovitost ekstrakcije. Primjenom ciklodekstrina dolazi do skraćenja duljine trajanja ekstrakcijskog postupka, osiguravanja kemijske stabilnosti sastavnica tijekom ekstrakcije kao i povećanja antioksidativne aktivnosti izoliranih sastavnica. Završetkom ekstrakcijskog postupka nije potrebno uklanjanje ciklodekstrina, čime je osigurano smanjenje utroška energije, vremena i novca u odnosu na ekstrakciju konvencionalnim otapalima. Ovaj rad razmatra ključne parametre uključene u proces ekstrakcije ciklodekstrinima: tip ciklodekstrina, koncentracija ciklodekstrina, temperatura i duljina trajanja ekstrakcijskog postupka te tehnika ekstrakcije. Promatranjem učinka različitih ciklodekstrina na prinos i antioksidativnu aktivnost bioaktivnih sastavnica tijekom ekstrakcije uočeno je kako β-ciklodekstrin i njegovi derivati pokazuju najbolju sposobnost inkapsulacije bioaktivnih sastavnica. Istražene su i sažete koristi ostvarene ekstrakcijom bioaktivnih sastavnica iz biljnog materijala koristeći ciklodekstrine.Bioactive compounds from plant material, such as polyphenols, received increasing attention due to their functional and biological effects on human health. Conventional extraction methods of bioactive components from plant material include the use of organic solvents responsible for environmental pollution and toxic effects on individual health. Cyclodextrin extraction is a new, "green" and alternative extraction technology that avoids the use of harmful and expensive organic solvents. Extraction with cyclodextrins is based on the formation of inclusion complexes with bioactive compounds, which increases their solubility in the extraction solvent and thereby enhances the extraction efficiency. Furthermore, the use of cyclodextrin results in a shorter extraction process, accomplished with enhanced chemical stability and antioxidant activity of the isolated compounds. It is not necessary to remove cyclodextrins upon the completion of the extraction process, thus providing a reduction in energy, time and money consumption compared to extraction with conventional solvents. This paper considers the key parameters involved in the cyclodextrin extraction process: cyclodextrin type, cyclodextrin concentration, temperature and duration of the extraction process and applied extraction techniques. By analyzing the effect of different cyclodextrins on the yield and antioxidant activity of bioactive compounds during extraction, it was observed that β-cyclodextrin and its derivatives show the best ability to encapsulate bioactive components. The benefits of extracting bioactive components from plant material using cyclodextrins have been investigated and summarized