Ultrazvučno Anthocyanin ekstrakcija
- Antocijanini su naširoko koristi kao prirodni boje i nutritivni aditiv u prehrambenim proizvodima.
- Ultrazvučna ekstrakcija promiče oslobađanje visokokvalitetnih antocijanina iz biljaka koje rezultiraju višim prinosa i brzim procesom.
- Sonication je blaga, zelena i učinkovita tehnika za industrijsku proizvodnju hrane-/Pharma-grade anthocyanins.
antocijana
Anthocyanins su naširoko koristi kao prirodne boje u prehrambenoj industriji. Imaju široki spektar tonova u boji, od naranče do crvene, do ljubičaste i plave, ovisno o molekularnoj strukturi i pH vrijednosti. Interes za antocijanine je ne samo na temelju njihove boje efekt, ali i zbog svojih zdravstvenih korisnih svojstava. Zbog rastućih ekoloških i zdravstvenih zabrinutosti u pogledu sintetičkih boja, prirodni boje su velika alternativa kao ekološki-friendly boje za prehrambenu i farmaceutske industrije.
Ultrazvučno-poboljšana Antocyanin ekstrakcija
- veće prinose
- Postupak brzog ekstrakcije – u roku od nekoliko minuta
- ekstrakti Visoka kvaliteta – blage, netermalne ekstrakcije
- Zelena otapala (voda, etanol, glicerin, veget. ulja itd.)
- Jednostavan i siguran rad
- Niska ulaganja i operativni troškovi
- Robusnost i nisko održavanje
- Zelena, ekološki-friendly metoda
Kako ekstrakt Anthocyyanins ultrazvukom? – Studije slučaja
Ultrazvučno Anthocyanin ekstrakcija iz ljubičasta riža oryza sativa L.
Ljubičasta riža soja Oryza Sativa (također poznat kao Violet Nori ili ljubičasta riža) izuzetno je bogata fenolima kao što je favonoid grupa antocijana. Turrini et al. (2018) koristi ultrazvučnu ekstrakciju izolirati polifenole kao što su antocijani i antioksidansi iz kariopsisa (u cijelosti, smeđi i parkuhani oblik) i lišće ljubičaste riže. Ultrazvučna ekstrakcija izvedena je pomoću Hielscher UP200St (200W, 26kHz, Pic. etanol 60% kao otapalo.
Kako bi se očuvao integritet antocijana, ultrazvučni ekstrakti su pohranjeni na −20 °C, što je omogućilo da ih pohraniti najmanje do tri mjeseca.
Cijanidin-3 glukostrani (također poznat kao krizanthemin) je daleko glavni otkriven Anthocyanin u "Violet Nori", "Artemide" i "Nerone" kultnih istraživana u studiji Turrini et Al., dok peonidin-3-glucosid i cyanidin-3-rutinoside (također antirrinina) pronađeni su u nižim količinama.
Ljubičasto lišće oryza sativa je izvrstan izvor antocijanina i ukupnog fenolnog sadržaja (TPC). S količinom cca 2 – 3 puta većom od onih u riži i brašnom, oryza lišće predstavlja jeftin sirov materijal za ekstrakciju antocijanina. Procijenjeni prinos od oko 4 kg antocijanina/t svježeg lišća je znatno veći od onih od 1 kg antocijanina/t riže, izračunata na temelju srednjeg antocijanina iznosi otkrivene u "Violet Nori" riže (1300 μg/g riže, kao cyanidin-3-glucosside) za prinos od oko 68 kg riže od 100 kg Paddy.
Ultrazvučno Anthocyanin ekstrakcija iz crvenog kupusa
Ravanfar et Al. (2015) istražuju učinkovitost ultrazvučnog ekstrakcije antocijanina iz crvenog kupusa. Ultrazvučni ekstrakcija eksperimenti su provedena pomoću ultrazvučnog sustava UP100H (Hielscher Ultrasonics, 30 kHz, 100 W). Sonotrode MS10 (promjer 10 mm vrha) je umetnut u središte temperature pod nadzorom staklene čaše.
Za ovaj eksperiment korišteni su svježi dijelovi crvenog kupusa od 5mm (kubni oblik) i 92,11 ± 0,45% vlage. Staklena čaša (volumen: 200ml) bila je napunjena s 100ml destilirane vode i 2g crvenih kupusa. Čaša je bila prekrivena aluminijskom folijom kako bi se spriječila gubitak otapala (voda) isparavanjem tijekom postupka. U svim eksperimentima temperatura u čaši je održana pomoću termostatskog kontrolora. Uzorci su konačno prikupljeni, filtrirani i centrifugirani na 4000rpm i supernatante su iskorišteni kako bi se utvrdilo prinos Anthocyanin. Ekstrakcija u vodenoj kupelji je provedena kao kontrolni eksperiment.
Optimalni prinos Anthocyanin od crvenog kupusa je određen na snazi od 100 W, vrijeme 30 min i temperaturi od 15 ° c što je rezultiralo Antocijanin prinos od oko 21 mg/L.
Zbog promjena boje na pH vrijednosti i intenzivnog bojenja, crvena boja kupusa se koristi kao pH pokazatelj u farmaceutskim formulacijama ili kao antioksidansi i bojila u prehrambenim sustavima, respektivno.
Ultrasonics pojačava ekstrakciju antocijana iz biljnog materijala značajno.
Izvor: Ravanfar et Al. 2015
Druge studije pokazuju uspješna ultrazvučna ekstrakcija antocijanina iz borovnice, kupine, grožđe, trešnje, jagode, i ljubičasto slatki krumpir među ostalima.
postavljanje sonication s UIP1000hdT za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz biljaka u seriji. [Petigny et Al. 2013]
High-Power ultrazvučni procesora iz Laboratorija Pilotu i industrijske vage,
Ultrazvučni ekstrakti visokih performansi
Hielscher Ultrasonics je specijaliziran za proizvodnju visokih performansi ultrazvučnih procesora za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakti iz biljaka.
Hielscher je široki portfelj proizvoda varira od malih, moćne laboratorijske ultrasonicators na robustan klupa-top i potpuno industrijskih sustava, koji pružaju visoku intenzitet ultrazvuk za učinkovitu ekstrakciju i izolaciju bioaktivnih tvari (npr Antocijana gingerol, Piperin, Kurkumin itd.). Svi ultrazvučni uređaji iz 200W do 16, 000W sadrži obojeni zaslon za digitalnu kontrolu, integriranu SD karticu za automatsko bilježenje podataka, daljinski upravljač preglednika i mnoge značajke koje su pristupačnije korisniku. Sonotrode i protok stanica (dijelovi, koji su u dodiru s medijem) mogu biti autoklavan i lako se čisti.
Hielscher je robustan ultrazvučni procesori su izgrađeni za 24/7 rad pod punim opterećenjem, zahtijevaju nisku održavanje i lako i sigurno za rad. Digitalni zaslon u boji omogućuje korisničku kontrolu ultrazvučnog sustava.
Naši sustavi su sposobni isporučiti iz niskih do vrlo visokih amplitude. Za vađenje kanabinoida i terpena, nudimo posebne ultrazvučnih sonotrode (također poznat kao ultrazvučne sonde ili rogove) koje su optimizirane za razumnu izolaciju visokokvalitetnih aktivnih tvari. Svi naši sustavi mogu se koristiti za vađenje i nakon toga Emulgiranje kanabinoida. Robusnost Hielscher je ultrazvučna oprema omogućuje kontinuirani rad (24/7) u teškoj dužnosti i u zahtjevnim okruženjima.
Precizna kontrola ultrazvučnih parametara procesa osigurava ponovljivost i proces normacije.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
UIP4000hdT (4kW) ultrazvučni procesor za vađenje
Literatura / Reference
- Chemat, Farid; Rombaut, Natacha; Sicaire, Anne-Gaëlle; Meullemiestre, Alice; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Abert-vian, Maryline (2017): ultrazvučno potpomognuto ekstrakcije hrane i prirodnih proizvoda. Mehanizmi, tehnike, kombinacije, protokoli i aplikacije. Pregled. Ultrasonics ultrazvučna kemija 34 (2017) 540 – 560.
- Ravanfar, Raheleh; Tamadon, ali Mohammad, Niakousari, Mehrdad (2015): optimizacija ultrazvuka potpomognute ekstrakcije antocijanina iz crvenog kupusa pomoću Taguchi dizajn metoda. J hrana sci Technol. 2015 Dec; 52 (12): 8140 – 8147.
- Turrini, Federica; Boggia, Raffaella; Leardi, Riccardo; Borriello, Matilde. Zunin, Paola (2018): optimizacija ultrazvučno potpomognute ekstrakcije fenolnih spojeva iz oryza sativa L. ' Violet Nori ' i određivanje antioksidativnih svojstava svojih Caryopses i lišća. Molekule 2018, 23, 844.
Činjenice koje vrijedi znati
Kako radi ultrazvučno potpomognute ekstrakcije?
Primjena intenzivnih ultrazvučnih valova na tekući medij rezultira kavitacije. Fenomen kavitacija vodi lokalno prema ekstremnim temperaturama, pritiscima, stopama grijanja/hlađenja, diferencijalnim tlakom i visokim snagama smicanja u mediju. Kada kavitacija mjehurići izlemiti na površini krutina (kao što su čestice, biljne stanice, tkiva i sl), mikro-mlaznice i interčestularni sudar generirati efekte kao što su piling površine, erozija i čestica slom. Osim toga, implozija mjehurića kavitacije u tekućem mediju stvaraju makro-turbulencije i mikro-miješanje.
Ultrazvučni riraditacija biljnog materijala fragmenti matrica biljnih stanica i poboljšava hidrataciju iste. Chemat et Al (2015) zaključiti da ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih spojeva iz biljaka je rezultat različitih neovisnih ili kombiniranih mehanizama, uključujući rascjepkanost, erozija, kapilarnost, detexturation, i sonoporation. Ovi efekti ometaju stanične stijenke, poboljšati prijenos mase guranjem otapala u ćeliju i sisanje Phyto-kompleks učitan otapalo van, i osigurati tekući pokret mikro-miješanje.
Ultrazvučna ekstrakcija se temelji na akustičnoj kavitacije i njegove hidrododinamske sile smicanja
Ultrazvučni riraditacija biljnog materijala fragmenti matrica biljnih stanica i poboljšava hidrataciju iste. Chemat et Al. (2015) zaključiti da ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih spojeva iz biljaka je rezultat različitih neovisnih ili kombiniranih mehanizama, uključujući fragmentacija, erozija, kapilarnost, detexturation, i sonoporation. Ovi efekti ometaju stanične stijenke, poboljšati prijenos mase guranjem otapala u ćeliju i sisanje Phyto-kompleks učitan otapalo van, i osigurati tekući pokret mikro-miješanje.
Ultrazvučna ekstrakcija postiže vrlo brzu izolaciju spojeva – nadmašuje konvencionalne metode ekstrakcije u kraćem vremenu procesa, veći prinos, i na nižim temperaturama. Kao blaga mehanička obrada, ultrazvučno potpomognuto ekstrakcije izbjegava toplinsku degradaciju bioaktivnih komponenti i cijena u usporedbi s drugim tehnikama kao što su konvencionalna ekstrakcija otapala, hidraistacija ili ekstrakcija Soxhlet, što su poznati za uništenje molekula osjetljivih na toplinu. Zbog tih prednosti, ultrazvučna ekstrakcija je poželjna tehnika za puštanje temperature osjetljivih bioaktivnih spojeva iz biljaka.
Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnih stanica: mikroskopski transverzalni dio (TS) pokazuje mehanizam djelovanja tijekom ultrazvučnog ekstrakcije iz stanica (povećanje 2000x) [resurs: Vilkhu et Al. 2011]
Anthocyanin – Vrijedan biljni pigment
Antocijanini su vakuolarni biljni pigmenti, koji se mogu pojaviti crvena, ljubičasta, plava ili crna. Izraz boje topljivih antocijanina pigmenata ovisi o njihovoj pH vrijednosti. Antocijanini se nalaze u ćeliji vakuole, uglavnom u cvjetovima i voćem, ali i u listovima, stabljikama, i korijenima, gdje se nalaze uglavnom u vanjskim stanicama slojeva kao što su epidermisa i periferne mesophyll stanice.
Najčešće se javljaju u prirodi glikozidi cyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin i petunidin.
Istaknuti primjeri biljaka bogatih antocijaninima uključuju cijepljeni vrste, kao što su borovnica, brusnica i bilberry; Rubus bobice, uključujući Crna malina, crvena malina, i BlackBerry; blackribizla, trešnja, patlidžan, crna riža, ube, Okinawan slatki krumpir, Concord grožđa, muscadine grožđa, crveni kupus, i ljubičaste latice. Crveno-fleshed breskve i jabuke sadrže antocijanine. Antocijanini su manje obilni u banana, šparoge, grašak, komorač, kruška, i krumpir, i može biti potpuno odsutni u određenim kultovi zelenih ogseberries.
Struktura glavnih antocijanina
Antocijanini su velika alternativa za zamjenu sintetičkih bojnih agenata u prehrambenim proizvodima. Anthocyanins su odobreni za upotrebu kao boje hrane u Europskoj uniji, Australiji, i Novi Zeland, ima bojilo kod E163. Antocijanini se nalaze u voće i povrće i može se opisati kao vrsta vode topivih biljnih pigmenata. Kemijski, antocijanini su glikozidi antocijanidina temelji se na 2-phenylbenzophyrylium (flavylium) strukturu. Postoji više od 200 različitih fitokemikalija koje spadaju u kategoriju antocijanina. Kao glavni pigment boje u divlje voće i bobice, postoje mnogi izvori iz kojih se antocijanini mogu ekstrahirati. Istaknuti izvor antocijanina je koža grožđa. Antocijanin pigmenti u koži grožđa sastoje se uglavnom od di-glucosides, monokaklonska, acylated monogamlucosides kao i acylated di-glukosides od peonidin, malvidin, cyanidin, petunidin i delphinidin. Antocijanin sadržaj u grožđu varira od 30-750mg/100g.
Najistaknutiji antocijanini su cyanidin, delphinidin, pelargonidin, peonidin, malvidin i petunidin.
Na primjer, antocijana peonidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucosid, peonidin-3-(6 "-caffeoyl-6' '-feruloyl sophoroside) -5-glucosid, i cyanidin-3-caffeoyl-p-hidroksibenzoyl sophoroside-5-glucosid nalaze se u ljubičastom slatki krumpir.
antocijana – Zdravstvene naknade
Osim njihove velike sposobnosti da funkcioniraju kao prirodna boja hrane, antocijanini su vrlo cijenjeni za svoje antioksidativni efekti. Stoga, antocijana pokazuju mnoge pozitivne zdravstvene efekte. Istraživanja su pokazala da antocijanini mogu inhibirati oštećenje DNK u stanicama raka, inhibiraju probavne enzime, potiču proizvodnju inzulina u izoliranim stanicama gušterače, smanjuju upalne odgovore, štite od stanja povezanih s dobom moždane funkcije, poboljšavaju nepropusnosti kapilarnih krvnih žila i sprječavanja agregacije trombocita.