در اين پروژه، آب زير دماي بحراني (subcritical water) براي استخراج كوركومين از ريشه گياه زردچوبه به كار برده شد. كوركومين يك آنتي اكسيدان شناخته شده در جهان است كه كاربردهاي دارويي فراواني دارد. كوركومين بدن را در برابر سرطان، بيماري هاي قلبي عروقي و ديابت محافظت مي كند. كوركومين اثرات مختلفي از جمله كاهش كلسترول خون، از بين بردن علاﺋم مرتبط با آرتريت روماتوﺋيد و بيماري آلزايمر و پاركينسون دارد. همچنين سبب افزايش بهبود زخم، محافظت از آسيب كبدي، افزايش ترشح صفرا شده و مانع از تشكيل لخته خون و همچنين مانع از ايجاد آب مرواريد مي شود. خواص ضد التهابي كوركومين نيز به اثبات رسيده است. كوركومين به عنوان رنگ مصرف فراواني در صنايع غذايي دارد. همچنين در صنايع آرايشي بهداشتي استفاده مي شود. اين دارو به صورت وارداتي مورد استفاده قرار مي گيرد. دانش فني توليد كوركومين با روش ايمن و بدون استفاده از حلال هاي آلي، نياز كشور ما مي باشد. در اين پروژه براي اولين بار استخراج كوركومين از ريشه زردچوبه با استفاده از آب زير دماي بحراني با بازده بالا انجام شد. همچنين براي اولين بار تأثير همزمان پارامترهاي دما، دبي آب و متوسط اندازه ذرات بر روي فرآيند استخراج كوركومين با آب زير دماي بحراني بررسي شد. براي طراحي آزمايش و تعيين شرايط بهينه استخراج، از روش رويه پاسخ از نوع BBD استفاده شد. آزمايش ها در شرايط زير انجام شدند: دما (90، 120 و 150 درجه سانتيگراد)، دبي آب زير دماي بحراني (mL/min 4، 2.5، 1) و متوسط اندازه ذرات (0.5، 1 و 1.5 ميلي متر). در تمام آزمايش ها، فشار 2 مگاپاسكال و زمان استخراج 100 دقيقه به كار برده شد. آناليز عصاره ها با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي گازي (GC) انجام شد. شرايط بهينه استخراج در دماي 150 درجه سانتيگراد، دبي mL/min 1 و متوسط اندازه ذرات 0.5 ميليمتر به دست آمد. در اين شرايط بيشترين بازده استخراج كوركومين 0.26% ± 4.0253% بود كه با مقدار پيش بيني شده 4.1063% توافق بسيار خوبي داشت. نتايج حاصل از آناليز آماري داده ها نشان دادند كه پارامترهاي دما، شدت جريان آب و متوسط اندازه ذرات به ترتيب بيشترين اثر را بر روي بازده استخراج دارند.

در اين اختراع، حلاليت بتاكاروتن در آب زير دماي بحراني اندازه گيري شد. همچنين مقدار و شرايط بهينه حلاليت به دست آمد. تعيين دقيق حلاليت به عنوان پارامتري كليدي و مؤثر مي تواند شناخت كاملي از فرآيند استخراج با آب زير دماي بحراني را ايجاد نمايد. با اين شيوه مي توان به صورت هدفمند در جهت بهينه سازي فرآيند استخراج با آب زير دماي بحراني گام برداشت. شرايط بهينه حلاليت، شرايط بهينه فرآيند استخراج با آب زير دماي بحراني را نشان مي دهد. بتاكاروتن يك آنتي اكسيدان شناخته شده در جهان است كه كاربردهاي فراواني دارد. حضور اين ماده در بدن انسان خواص پيش درماني و درماني زيادي دارد كه از آن جمله مي توان به خاصيت آنتي اكسيداني قوي آن در غير فعال كردن راديكال هاي آزاد، اثر حفاظتي در مقابل بيماري هاي قلبي و سرطان ، جلوگيري از سكته مغزي و قلبي ، درمان سيستم عصبي و رماتيسم مفاصل ، كاهش خطر مبتلاي چشم به آب مرواريد و .... اشاره كرد. تحقيقات نشان داده است كساني كه مكمل هاي بتاكاروتن را به مدت 15 سال يا بيشتر مصرف كردند كمتر از ساير اشخاص دچار بيماري آلزايمر مي شوند. همچنين بتاكاروتن داراي كاربردهاي وسيعي در فرآورده هاي غذايي از جمله كره، مارگارين، چربي ها، روغن ها، پنير، نوشابه هاي غير الكلي، آب ميوه هاي صنعتي، بستني، ماست، دسرها، فرآورده هاي شكري و آردي قنادي، ژله ها، مواد غذايي نگهداري شده در نگهدارنده هاي خوراكي، سس ها و فرآورده هاي گوشتي مي باشد. به طور معمول استخراج بتاكاروتن با استفاده از روش هايي همچون تقطير آبي، سوكسله و استخراج با حلال انجام مي گيرد. اما هر يك از روش هاي مذكور معايبي مانند مصرف انرژي بالا، زمان طولاني فرآيند، استفاده از حلال هاي آلي و سمي، نرخ توليد پايين دارند. روش هاي جديد استخراج، شامل استخراج با امواج ميكروويو و فراصوت و همچنين استخراج با سيال فوق بحراني نيز معايبي از قبيل استفاده از حلال هاي آلي، مرحله خشك كردن اوليه نمونه، فشار بسيار بالاي سيستم و هزينه زياد دارند. طراحي و توسعه فرآيند استخراج با آب زير دماي بحراني وابسته به دانستن حلاليت حل شونده در آب زير دماي بحراني مي باشد. يك حلاليت خوب باعث تسريع مراحل اوليه استخراج و تا حدودي كاهش زمان انجام فرآيند مي شود. بنابراين ميزان حلاليت يكي از پارامترهاي مهم براي به دست آوردن ميزان مناسب استخراج در شرايط عملياتي بهينه مي باشد. در اين اختراع، از آب زير دماي بحراني به عنوان حلال استفاده شده است. آب تحت فشار در محدوده دمايي بين دماي جوش آب و 374 درجه سانتيگراد (دماي بحراني آب)، آب زير دماي بحراني ناميده مي شود. در اين شرايط، به دليل كاهش قطبيت و ثابت دي الكتريك، آب مانند حلالي غير قطبي عمل كرده و مي تواند محدوده وسيعي از تركيبات غير قطبي را در خود حل كند. حلال مورد استفاده در اين فرآيند، آب است كه ماده اي ارزان، غير سمي، فراوان و در دسترس مي باشد. مقداري اتانول (حداكثر كسر حجمي % 10) نيز به عنوان كمك حلال و براي پايين آوردن ثابت دي الكتريك به آب اضافه شده است. در روش پيشنهادي، براي اولين بار حلاليت بتاكاروتن در آب زير دماي بحراني اندازه گيري شد. همچنين براي اولين بار تأثير همزمان پارامترهاي دما، دبي آب و درصد اتانول به عنوان كمك حلال بر روي حلاليت بتاكاروتن در آب زير دماي بحراني بررسي شد. اندازه گيري حلاليت بتاكاروتن در آب زير دماي بحراني با روش ديناميك انجام شد. آناليز نمونه ها با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي مايع با كارآيي بالا(HPLC) انجام شد. شرايط بهينه حلاليت در دماي 85 درجه سانتيگراد، دبي (mL/min) 0/64 و درصد اتانول %10 به دست آمد. در اين شرايط مقدار حلاليت بتاكاروتن در آب زير دماي بحراني 272/341 (ppm) بود. نتايج حاصل از آناليز آماري داده ها نشان دادند كه به ترتيب پارامترهاي توان دوم دما، ترم هاي خطي درصد اتانول، دما و شدت جريان آب، بيشترين اثر را بر روي حلاليت بتاكاروتن در آب زير دماي بحراني دارند.