نگاهی به روش‌های استخراج عصاره
استخراج عصاره‌های گیاهی یکی از مهم‌ترین مراحل در تولید عصاره است و انتخاب روش‌های استخراج عصاره تأثیر مستقیمی بر کیفیت، بازده و ترکیب شیمیایی محصول نهایی در صنایع دارویی، غذایی و عطرسازی دارد [1]. هیچ روش استخراجی جهان‌شمول نیست و هر تکنیک دارای مزایا و محدودیت‌های خاص خود است [1]. این مقاله به بررسی مقایسه‌ای روش‌های سنتی و مدرن روش‌های استخراج عصاره می‌پردازد و معیارهای انتخاب روش مناسب را بر اساس نوع ماده گیاهی، ترکیبات هدف و ملاحظات اقتصادی مورد تحلیل قرار می‌دهد.
طبقه‌بندی روش‌های استخراج عصاره
روش‌های استخراج عصاره به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: روش‌های سنتی (کلاسیک) و روش‌های نوین (غیرمتعارف) [1][7].
۱. روش‌های سنتی استخراج
شیوه‌های سنتی شامل ماسراسیون، پرکولاسیون، استخراج با حلال در حال جوش (رفلاکس) و استخراج سوکسله هستند [1]. اگرچه این تکنیک‌ها ساده بوده و هزینه اولیه نسبتاً پایینی دارند، اما معمولاً با محدودیت‌هایی مانند زمان استخراج طولانی، مصرف زیاد حلال‌های آلی متداول و در برخی موارد بازده کمتر همراه هستند [7].
ماسراسیون (Maceration):
در این روش، گیاه پودرشده به مدت ۳ تا ۷ روز در حلال مناسب خیسانده می‌شود و به همین دلیل، ماسراسیون قدیمی‌ترین و ساده‌ترین روش استخراج عصاره محسوب می‌شود [1]. این روش برای ترکیبات حساس به حرارت مناسب است؛ بااین‌حال، زمان استخراج طولانی بوده و بازده استخراج ترکیبات غیرقطبی در آن پایین است. حلال‌های رایج مورد استفاده شامل اتانول، آب یا مخلوط آب-اتانول هستند [1].
استخراج سوکسله (Soxhlet):
در این روش، حلال به‌طور مکرر تبخیر، میعان و از نمونه عبور می‌کند و فرآیند استخراج به‌صورت پیوسته انجام می‌شود [1]. در نتیجه، حلال به شکل مداوم بازیافت و گردش می‌کند؛ بنابراین بهره‌وری مصرف حلال نسبت به بسیاری از روش‌های سنتی بیشتر است، هرچند در مقایسه با فناوری‌های نوین همچنان مصرف حلال قابل توجهی دارد [1]. همچنین، یک مطالعه روی برگ‌های گیاه Uncaria guianensis نشان داد که روش سوکسله با بازده ۶۵.۱۶ درصد، عملکرد بالاتری نسبت به ماسراسیون (۴۶.۴۲ درصد)، پرکولاسیون (۳۸.۲۰ درصد) و اولتراسوند (۳۵.۸۲ درصد) داشته است [2].
پرکولاسیون (Percolation):
در این روش، حلال به‌صورت پیوسته از بستر گیاه عبور داده می‌شود؛ ازاین‌رو اختلاف غلظت باعث افزایش کارایی استخراج گیاهی می‌شود [1]. با وجود این، مصرف حلال در پرکولاسیون نسبتاً زیاد است [1].
۲. روش‌های نوین استخراج (فناوری‌های سبز)
روش‌های نوین با هدف کاهش مصرف حلال‌های آلی متداول، افزایش سرعت و بازده استخراج و حفظ ترکیبات حساس به حرارت توسعه یافته‌اند [1][6][7].
استخراج به کمک اولتراسوند (Ultrasound-Assisted Extraction – UAE):
در این روش، امواج اولتراسوند با ایجاد حفره‌سازی (کاویتاسیون) موجب تخریب دیواره سلولی و افزایش نفوذ حلال می‌شوند [1]. در نتیجه، زمان استخراج به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد [1][5]. علاوه بر این، شرایط استخراج نسبتاً ملایم بوده و برای بسیاری از ترکیبات حساس به حرارت مناسب است؛ هرچند ایجاد گونه‌های فعال اکسیژن ممکن است در برخی ترکیبات موجب اکسیداسیون یا تخریب شود [5]. همچنین، این روش به دلیل کاهش مصرف حلال و حفظ ترکیبات زیست‌فعال، یکی از روش‌های سازگارتر با محیط‌زیست محسوب می‌شود [5].
استخراج به کمک مایکروویو (Microwave-Assisted Extraction – MAE):
در این روش، امواج مایکروویو با ایجاد گرمایش انتخابی، استخراج ترکیبات قطبی را تسریع می‌کنند [1][5]. به همین دلیل، زمان فرآیند و مصرف حلال کاهش می‌یابد [1][5]. بااین‌حال، در صورت کنترل نادرست توان و زمان، احتمال تخریب ترکیبات حساس به حرارت وجود دارد [1].
استخراج با سیال فوق‌بحرانی (Supercritical Fluid Extraction – SFE):
در این روش، دی‌اکسید کربن فوق‌بحرانی رایج‌ترین حلال مورد استفاده است و ویژگی‌هایی مانند قدرت حلالیت قابل تنظیم، نفوذپذیری مناسب و عدم باقی‌ماندن حلال سمی را فراهم می‌کند [4]. امروزه از این فناوری در تولید اسانس‌ها، عصاره رازک، قهوه بدون کافئین و برخی ترکیبات دارویی در مقیاس صنعتی استفاده می‌شود [4]. همچنین، مطالعه‌ای روی شش گونه گیاهی نشان داد که استخراج با CO₂ فوق‌بحرانی برای چهار گونه عملکرد بهتری نسبت به استخراج با حلال و پرس سرد داشته و میزان فیتواسترول‌ها را افزایش داده است [4]. هرچند هزینه سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری این روش نسبتاً بالاست [1]. با وجود این، به دلیل عدم استفاده از حلال‌های آلی سمی، از روش‌های سازگارتر با محیط‌زیست به شمار می‌رود [5].
استخراج با حلال تحت فشار (Pressurized Liquid Extraction – PLE):
در این روش، استخراج در دما و فشار بالا انجام می‌شود؛ بنابراین زمان استخراج به‌طور چشمگیری کاهش یافته و مقدار حلال مورد نیاز نیز کمتر است [1].
مزایا و محدودیت‌های روش‌های نوین استخراج
مزایای روش‌های نوین
- کاهش چشمگیر زمان استخراج (از روزها به دقیقه‌ها) [1][6][7]
- کاهش مصرف حلال‌های آلی [6][5]
- حفظ بهتر ترکیبات حساس به حرارت و فرار [1][5]
- امکان افزایش بازده استخراج [4]
- کاهش اثرات زیست‌محیطی [1][5][6][7]
محدودیت‌های روش‌های نوین
- هزینه بالای تجهیزات و نگهداری [1][5]
- نیاز به اپراتور متخصص و آموزش‌دیده [1][7]
- دشواری مقیاس‌پذیری برخی فناوری‌ها از آزمایشگاه به صنعت [1][7]
- وابستگی کارایی روش به نوع ماده گیاهی و ترکیبات هدف [1]
کاربرد روش‌های مختلف استخراج عصاره
روش استخراج | کاربردهای رایج |
ماسراسیون | عصاره‌های گیاهی سنتی، ترکیبات حساس به حرارت، مقیاس آزمایشگاهی و کوچک [1] |
سوکسله | تحقیقات آزمایشگاهی، استخراج چربی‌ها و لیپیدها، ترکیبات مقاوم به حرارت [1][2] |
اولتراسوند | پلی‌فنول‌ها، فلاونوئیدها، آنتوسیانین‌ها، ترکیبات آنتی‌اکسیدان [1][5] |
مایکروویو | استخراج سریع ترکیبات قطبی، عصاره‌های گیاهی با زمان کوتاه [1][5] |
سیال فوق‌بحرانی | اسانس‌ها، روغن‌های گیاهی، مواد مؤثره با ارزش بالا، صنایع دارویی و غذایی [4][5] |
استخراج تحت فشار | ترکیبات زیست‌فعال، پلی‌ساکاریدها، مطالعات جامع ترکیبات زیستی (متابولومیکس) [1] |
کاربرد روش‌های استخراج در صنایع مختلف
صنعت | روش‌های رایج | دلیل انتخاب |
صنایع دارویی | SFE، UAE، PLE | حفظ ترکیبات فعال، عدم باقی‌مانده حلال سمی [1][4] |
صنایع غذایی | UAE، PLE، ماسراسیون | هزینه مناسب، مقیاس‌پذیری، استفاده از حلال‌های مجاز غذایی [1] |
صنایع آرایشی و بهداشتی | SFE، MAE | کیفیت بالا، حفظ عطر و رنگ طبیعی [1][4] |
تولید اسانس‌ها | SFE، تقطیر با بخار | خلوص بالا، عدم تخریب ترکیبات فرار [4] |
تحقیقات آزمایشگاهی | سوکسله، UAE، ماسراسیون | هزینه کم، انعطاف‌پذیری، تنوع حلال [1][2] |
مقایسه روش‌های استخراج عصاره از نظر بازده، هزینه و کیفیت
شاخص مقایسه | ماسراسیون | سوکسله | اولتراسوند | مایکروویو | سیال فوق‌بحرانی |
بازده استخراج | متوسط [2] | بالا [2] | بالا [1][5] | بالا [1][5] | بالا و انتخابی [4] |
زمان استخراج | طولانی (۳-۷ روز) [1] | طولانی (ساعت‌ها) [1] | کوتاه (دقیقه) [1][5] | کوتاه (دقیقه) [1][5] | متوسط تا کوتاه [1] |
مصرف حلال | زیاد [1] | کم تا متوسط [1] | کم تا متوسط [1][5] | کم تا متوسط [1][5] | بسیار کم (CO₂ قابل بازیافت) [4] |
مناسب برای ترکیبات حساس به حرارت | بله [1] | خیر [1] | بله [1][5] | محدود (با کنترل شرایط) [1] | بله (دماهای پایین) [4] |
هزینه تجهیزات | پایین [1] | پایین [1] | متوسط [1] | متوسط تا بالا [1] | بالا [1][5] |
اثرات زیست‌محیطی | نسبتاً بالا (در صورت استفاده از حلال‌های آلی) [1] | نسبتاً بالا (در صورت استفاده از حلال‌های آلی) [1] | کم [1][5] | کم [1][5] | بسیار کم [4][5] |
قابلیت انتخاب‌پذیری | متوسط [1] | کم [1] | بالا [1] | بالا [1] | بسیار بالا [4] |
معیارهای انتخاب روش مناسب استخراج
انتخاب روش مناسب استخراج عصاره به عوامل متعددی بستگی دارد:
۱. ماهیت ترکیبات هدف
ترکیبات قطبی با حلال‌های قطبی (مانند اتانول) و ترکیبات غیرقطبی با حلال‌های غیرقطبی (مانند هگزان) استخراج می‌شوند [1]. در مطالعه‌ای بر روی تفاله میوه درخت موریتی (Mauritia flexuosa)، ترکیب استخراج با سیال فوق‌بحرانی و سپس استخراج با حلال اتانول ۸۰ درصد، به ترتیب ۸.۴ و ۲.۴ برابر بیشتر پلی‌فنل و فلاونوئید نسبت به استخراج با حلال به تنهایی استخراج کرد [3].
۲. حساسیت به حرارت
ترکیبات فرار و حساس به حرارت (مانند آنتوسیانین‌ها) نباید با روش‌های گرم مانند سوکسله استخراج شوند [1]. روش‌هایی مانند استخراج با سیال فوق‌بحرانی در دماهای پایین برای این ترکیبات مناسب‌ترند [4]. روش اولتراسوند به دلیل شرایط استخراج ملایم، برای ترکیبات حساس به حرارت گزینه‌ای مناسب است، هرچند ایجاد گونه‌های فعال اکسیژن ممکن است در برخی ترکیبات موجب تخریب شود [5].
۳. مقیاس تولید
ماسراسیون برای مقیاس‌های کوچک و تحقیقاتی مناسب است [1]، در حالی که روش‌هایی مانند استخراج با سیال فوق‌بحرانی قابلیت صنعتی‌شدن دارند [3]. بر اساس مطالعه اقتصادی روی گیاه موریتی، هزینه تولید با روش ترکیبی (SFE+CSE) برابر ۱۹۳.۳۸ دلار به ازای هر کیلوگرم و با روش حلال معمولی ۱۲۶.۴۷ دلار بود که نشان‌دهنده هزینه بیشتر روش‌های پیشرفته است [3].
۴. ملاحظات زیست‌محیطی
حلال‌های سبز مانند مایعات یونی، حلال‌های یوتکتیک طبیعی (NADES) و CO₂ فوق‌بحرانی جایگزین حلال‌های آلی متداول می‌شوند و اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند [1][6]. روش‌های نوین استخراج به دلیل کاهش مصرف حلال‌های سمی، اثرات زیست‌محیطی کمتری دارند [5].
۵. انتخاب حلال
انتخاب حلال یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر کیفیت عصاره است [1]. حلال باید با قطبیت ترکیبات هدف سازگار باشد، سمیت کمی داشته باشد و در صورت استفاده در صنایع غذایی یا دارویی، امکان حذف کامل آن از محصول نهایی وجود داشته باشد [1][6]. در سال‌های اخیر استفاده از حلال‌های سبز مانند آب، اتانول و حلال‌های یوتکتیک طبیعی (NADES) افزایش یافته است [1][6]. انتخاب حلال مناسب در کنار روش استخراج بهینه، می‌تواند بازده و کیفیت عصاره را بهبود بخشد [5].
روندهای آینده در روش‌های استخراج عصاره
تحولات اخیر در حوزه روش‌های استخراج عصاره به سمت توسعه فناوری‌های سبز و پایدار حرکت می‌کند [1][6][7]. برخی از مهم‌ترین روندهای آینده عبارتند از:
حلال‌های یوتکتیک طبیعی (NADES): این حلال‌ها که از ترکیب اجزای طبیعی مانند اسیدهای آلی، قندها و کولین کلرید تشکیل می‌شوند، جایگزین‌های سبز و زیست‌تخریب‌پذیری برای حلال‌های آلی متداول هستند [1][6].
استخراج هیبریدی (Hybrid Extraction): ترکیب دو یا چند روش استخراج مانند اولتراسوند-مایکروویو یا سیال فوق‌بحرانی-اولتراسوند می‌تواند مزایای هر روش را تجمیع کرده و بازده و کیفیت عصاره را افزایش دهد [1][3][7]. روش‌های هیبریدی می‌توانند زمان استخراج را کاهش داده و بازده را بهبود بخشند [5].
بهینه‌سازی با هوش مصنوعی: استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین در حال توسعه است و می‌تواند با بهینه‌سازی پارامترهای استخراج (دما، زمان، فشار، نوع حلال)، زمان و هزینه توسعه فرآیند را به شدت کاهش دهد [7].
تولید صنعتی: توسعه فناوری‌های استخراج با هدف افزایش مقیاس‌پذیری، بهبود بهره‌وری و تسهیل کاربرد صنعتی، از روندهای مهم آینده محسوب می‌شود [5].
نتیجه‌گیری
انتخاب روش مناسب برای استخراج عصاره از گیاهان، تصمیمی چندبعدی است که به ماهیت ترکیبات هدف، حساسیت به حرارت، مقیاس تولید و ملاحظات اقتصادی و زیست‌محیطی بستگی دارد [1]. روش‌های سنتی مانند ماسراسیون و سوکسله با وجود سادگی و هزینه پایین، محدودیت‌هایی مانند زمان طولانی، مصرف حلال‌های آلی متداول و آسیب به ترکیبات حساس به حرارت دارند [1][7]. در مقابل، روش‌های نوین مانند استخراج با سیال فوق‌بحرانی، اولتراسوند و مایکروویو با کاهش زمان استخراج و مصرف حلال و در بسیاری از موارد بهبود راندمان استخراج، تحولی در تولید عصاره ایجاد کرده‌اند [1][5]. با این حال، هیچ روش واحدی برای تمام کاربردها ایده‌آل نیست و انتخاب روش‌های استخراج عصاره باید بر اساس نوع گیاه، ترکیبات هدف و کاربرد نهایی انجام شود [1]. با پیشرفت فناوری‌های سبز، انتظار می‌رود روش‌های استخراج عصاره در آینده با مصرف حلال کمتر، بازده بالاتر و پایداری زیست‌محیطی بیشتر توسعه یابند [1][5][6][7].
سوالات
۱. بهترین روش استخراج عصاره برای ترکیبات حساس به حرارت چیست؟
استخراج با سیال فوق‌بحرانی (SFE) و استخراج به کمک اولتراسوند (UAE) به دلیل شرایط استخراج ملایم، از گزینه‌های مناسب برای ترکیبات حساس به حرارت هستند [1][4][5]. ماسراسیون نیز روشی مناسب اما زمان‌بر است [1].
۲. کدام روش استخراج بالاترین بازده را دارد؟
بر اساس مطالعات مقایسه‌ای، روش سوکسله معمولاً بالاترین بازده را دارد [2]. با این حال، روش‌های نوین مانند استخراج با سیال فوق‌بحرانی نیز می‌توانند بازده قابل‌رقابتی ارائه دهند و از نظر کیفیت عصاره برتر باشند [4]. بازده استخراج به نوع گیاه، ترکیبات هدف و شرایط فرآیند بستگی دارد و استخراج به کمک اولتراسوند در بسیاری از مطالعات عملکرد رقابتی و مطلوبی نشان داده است [5].
۳. آیا استفاده از حلال‌های سبز در استخراج گیاهی امکان‌پذیر است؟
بله. حلال‌های جایگزین سبز مانند مایعات یونی، حلال‌های یوتکتیک طبیعی (NADES) و دی‌اکسید کربن فوق‌بحرانی به طور فزاینده‌ای در روش‌های استخراج عصاره مورد استفاده قرار می‌گیرند و می‌توانند جایگزین حلال‌های آلی متداول شوند [1][6][5].
۴. کدام روش برای تولید صنعتی به صرفه است؟
با وجود هزینه بالای تجهیزات، استخراج با سیال فوق‌بحرانی به دلیل کیفیت بالای عصاره، قابلیت بازیافت حلال و عدم باقی‌گذاری سموم، برای تولید صنعتی ترکیبات با ارزش افزوده بالا اقتصادی است [3]. روش‌های نوین مانند استخراج به کمک اولتراسوند در بسیاری از کاربردها عملکرد مناسبی دارند، اما هزینه تجهیزات و چالش‌های انتقال از مقیاس آزمایشگاهی به صنعتی همچنان از محدودیت‌های آن‌ها محسوب می‌شود [5].
۵. آیا همه گیاهان را می‌توان با یک روش استخراج کرد؟
خیر. هیچ روش استخراجی برای همه گیاهان و ترکیبات مناسب نیست [1]. انتخاب روش استخراج عصاره گیاهی به عواملی مانند نوع گیاه، ترکیبات هدف، حساسیت به حرارت، مقیاس تولید و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد [1][7]. هر گیاه به دلیل ترکیبات شیمیایی منحصربه‌فرد خود، نیاز به روش استخراج خاصی دارد [5].
منابع
- Ahmed, S., Alsharif, K. F., Aschner, M., Alzahrani, K. J., Akkol, E. K., Türkcanoğlu, E. G., & Khan, H. (2026). A deep dive into herbal extraction: Techniques, trends, and technological advancements. South African Journal of Botany, 188, 9-37. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2025.11.005
- Rahmawati, N., Zenidah, A., & Irfan, N. (2026). Perbandingan Rendemen dan Karakteristik Ekstrak Etanol 70% Daun Uncaria guianensis Berdasarkan Berbagai Metode Ekstraksi. The Journal of Pharmacy, 2(2), 166-173. https://ejurnal.umri.ac.id/index.php/JFMu/article/view/10516
- Best, I., Cartagena-Gonzales, Z., Arana-Copa, O., Villena, J., Pascual, L., & Ramos, M. (2022). Production of Oil and Phenolic-Rich Extracts from Mauritia flexuosa L.f. Using Sequential Supercritical and Conventional Solvent Extraction: Experimental and Economic Evaluation. Processes, 10(3), 459. https://doi.org/10.3390/pr10030459
- Schoss, K., & Kočevar Glavač, N. (2024). Supercritical CO2 Extraction vs. Hexane Extraction and Cold Pressing: Comparative Analysis of Seed Oils from Six Plant Species. Plants, 13(23), 3409. https://doi.org/10.3390/plants13233409
- Cao, S., Liang, J., Chen, M., Xu, C., Wang, X., Qiu, L., Zhao, X., & Hu, W. (2025). Comparative analysis of extraction technologies for plant extracts and absolutes. Frontiers in Chemistry, 13, 1536590. https://doi.org/10.3389/fchem.2025.1536590
- Palos-Hernández, A., González-Paramás, A. M., & Santos-Buelga, C. (2025). Latest Advances in Green Extraction of Polyphenols from Plants, Foods and Food By-Products. Molecules, 30(1), 55. https://doi.org/10.3390/molecules30010055
- Plyduang, T., Monton, C., & Suksaeree, J. (2026). Sustainable green extraction approaches for herbal phytochemicals supporting environmentally friendly and climate responsive product development. Sustainable Chemistry for Climate Action, 8, 100184.
