Impact of lyophilization on the chemical composition and metabolic activity of plant extracts

Abstract

One of the effective methods for preserving the quality and shelf life of plant extracts is the lyophilization technology, where the solvent is removed at low temperatures under vacuum by sublimation. A search and analysis of scientific works were conducted regarding the advantages and disadvantages of lyophilization and its influence on the composition of secondary metabolites in plant extracts. Lyophilization is widely used for concentrating extracts, preserving their properties, and extending their shelf life in the pharmaceutical, food, and chemical industries. Among the disadvantages are high costs for equipment, energy, and labor resources. Lyophilization may reduce the amount of volatile compounds or decrease the metabolic activity of components, which is particularly relevant in the pharmaceutical and food industries. In a study of lyophilization of root extracts, it was found that 7% of wheat metabolites are lost, and 43% exhibit modified activity. Comparison of different drying methods showed that oven drying post-extraction leads to a loss of up to 27% of metabolites in aqueous extracts, while in 50% ethanol extracts, the losses are only 3%. Research on the impact of lyophilization on the composition of metabolites and their biological activity remains relevant.

Одним з ефективних методів збереження якості та терміну придатності рослинних екстрактів є технологія ліофілізації, при якій розчинник видаляється при низьких температурах у вакуумі шляхом сублімації. Проведено пошук та аналіз наукових праць щодо переваг та недоліків ліофілізації і її впливу на склад вторинних метаболітів у рослинних екстрактах. Ліофілізація широко використовується для концентрування екстрактів, збереження їх властивостей та продовження терміну придатності у фармацевтичній, харчовій та хімічній промисловості. Серед недоліків – високі витрати на обладнання, енергію та трудові ресурси. Ліофілізація може зменшувати кількість летких сполук або знижувати метаболічну активність компонентів, що особливо актуально у фармацевтичній та харчовій промисловості. У дослідженні ліофілізації екстрактів коренів виявлено, що 7% метаболітів пшениці втрачаються, а 43% мають змінену активність. Порівняння різних методів сушіння показало, що сушіння в печі після екстракції призводить до втрати до 27% метаболітів у водних екстрактах, тоді як у 50% етанольних екстрактах втрати становлять лише 3%. Дослідження впливу ліофілізації на склад метаболітів та їх біологічну активність залишається актуальним.