Անտոցիանինի ուլտրաձայնային արդյունահանում
Անտոցիանները լայնորեն օգտագործվում են որպես բնական գունանյութ և սննդային հավելում սննդամթերքի մեջ: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը բարձր արդյունավետ և պարզ տեխնիկա է բարձրորակ անտոցիանին ստանալու համար: Զոնդի տիպի sonicators-ի օգտագործումը նպաստում է բույսերից բարձրորակ անտոցիանինների արտազատմանը, ինչը հանգեցնում է բարձր բերքատվության և արագ գործընթացի: Միևնույն ժամանակ, sonication-ը մեղմ, կանաչ և արդյունավետ տեխնիկա է սննդային և դեղագործական կարգի անտոցիանինների արդյունաբերական արտադրության համար:
անտոցիաններ – Ինչպես արդյունահանել բարձրորակ անտոցիանիններ՝ օգտագործելով Sonicator
Անտոցիանինները լայնորեն օգտագործվում են որպես բնական ներկանյութեր սննդի արդյունաբերության մեջ։ Նրանք ունեն գունային երանգների լայն սպեկտր՝ սկսած նարնջագույնից մինչև կարմիր, մինչև մանուշակագույն և կապույտ՝ կախված մոլեկուլային կառուցվածքից և pH արժեքից: Անտոցիաների նկատմամբ հետաքրքրությունը հիմնված է ոչ միայն դրանց գունազարդման ազդեցության վրա, այլ նաև նրանց առողջության համար օգտակար հատկությունների շնորհիվ: Սինթետիկ ներկերի հետ կապված աճող բնապահպանական և առողջապահական մտահոգությունների պատճառով բնական ներկերը հիանալի այլընտրանք են որպես էկոլոգիապես մաքուր ներկանյութ սննդի և դեղորայքի արդյունաբերության համար:
Ուլտրաձայնային բարելավված անտոցիանինի արդյունահանում
- ավելի բարձր եկամտաբերություն
- Արդյունահանման արագ գործընթաց – րոպեների ընթացքում
- Բարձրորակ էքստրակտներ – մեղմ, ոչ ջերմային արդյունահանում
- Կանաչ լուծիչներ (ջուր, էթանոլ, գլիցերին, բուսական յուղեր և այլն)
- Հեշտ և անվտանգ շահագործում
- Ցածր ներդրումային և գործառնական ծախսեր
- Ամրություն և ցածր սպասարկում
- Կանաչ, էկոլոգիապես մաքուր մեթոդ
Ուլտրաձայնային սարք UP400St բուսաբանական նյութերի խմբաքանակներով արագ արդյունահանման համար:
Ինչպե՞ս արդյունահանել անտոցիանին ուլտրաձայնով: – Case Studies
Մանուշակագույն բրնձից ուլտրաձայնային անտոցիանին էքստրակցիա Oryza Sativa L.
Oryza Sativa շտամի մանուշակագույն բրինձը (հայտնի է նաև որպես Violet Nori կամ մանուշակագույն բրինձ) անսովոր հարուստ է ֆենոլներով, ինչպիսին է անտոցիանինների ֆավոնոիդ խումբը: Տուրինին և այլք: (2018թ.) օգտագործեց ուլտրաձայնային արդյունահանումը կարիոպսիսից (ամբողջական, շագանակագույն և եփած ձևով) և մանուշակագույն բրնձի տերևներից պոլիֆենոլներ, ինչպիսիք են անտոցիանիններն ու հակաօքսիդանտները մեկուսացնելու համար: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը կատարվել է Hielscher-ի միջոցով UP200St (200W, 26kHz, նկար ձախ) և էթանոլ 60% որպես լուծիչ:
Անտոցիանինի ամբողջականությունը պահպանելու համար ուլտրաձայնային էքստրակտները պահվում էին -20°C ջերմաստիճանում, ինչը թույլ էր տալիս դրանք պահել առնվազն մինչև երեք ամիս:
Ցիանիդին-3 գլյուկոզիդը (նաև հայտնի է որպես քրիզանտեմին) եղել է հիմնական հայտնաբերված անտոցիանինը «Violet Nori», «Artemide» և «Nerone» սորտերում, որոնք ուսումնասիրվել են Turrini-ի և այլոց ուսումնասիրությունների ժամանակ, մինչդեռ peonidin-3-glucoside և cyanidin- 3-ռուտինոզիդը (նաև հակառինին) հայտնաբերվել է ավելի քիչ քանակությամբ:
Oryza Sativa-ի մանուշակի տերևները անտոցիանինների և ընդհանուր ֆենոլային պարունակության (TPC) հիանալի աղբյուր են: Գումարով մոտ. Օրիզայի տերևները 2–3 անգամ ավելի բարձր են, քան բրնձի և ալյուրի տերևները, որոնք էժան հումք են անտոցիաների արդյունահանման համար: Մոտ 4 կգ անտոցիանին/տ թարմ տերևների գնահատված բերքատվությունը զգալիորեն ավելի բարձր է, քան 1 կգ անտոցիանին/տ բրինձը, որը հաշվարկվում է «Վիոլետ Նորի» բրնձի մեջ հայտնաբերված միջին անտոցիանինի քանակի հիման վրա (1300 մկգ/գ բրինձ, որպես ցիանիդին): -3-գլյուկոզիդ) 100 կգ բրինձից մոտ 68 կգ բրնձի բերքատվության համար:
Sonication-ի կարգավորում UIP1000hdT-ով բուսաբանական նյութերից խմբաքանակով կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանման համար: [Petigny et al. 2013]
Կարմիր կաղամբից ուլտրաձայնային անտոցիանի արդյունահանում
Ռավանֆարը և այլք: (2015) ուսումնասիրել են կարմիր կաղամբից անտոցիանինների ուլտրաձայնային արդյունահանման արդյունավետությունը: Ուլտրաձայնային արդյունահանման փորձերը կատարվել են ուլտրաձայնային համակարգի միջոցով UP100H (Hielscher Ultrasonics, 30 kHz, 100 W). Sonotrode MS10-ը (10 մմ ծայրի տրամագիծը) տեղադրվել է ջերմաստիճանի վերահսկվող ապակյա բաժակի կենտրոնում:
Այս փորձի համար օգտագործվել են թարմ կտրված կարմիր կաղամբի կտորներ 5 մմ չափսերով (խորանարդաձև) և 92,11 ± 0,45 % խոնավության պարունակությամբ: Բաճկոնով ապակե բաժակ (ծավալը՝ 200 մլ) լցվել է 100 մլ թորած ջրով և 2 գ կարմիր կաղամբի կտորներով։ Բաժակը ծածկված էր ալյումինե փայլաթիթեղով, որպեսզի պրոցեսի ընթացքում գոլորշիացման արդյունքում լուծիչի (ջրի) կորուստը կանխվի: Բոլոր փորձերում ջերմաստիճանը գավաթում պահպանվել է թերմոստատիկ կարգավորիչի միջոցով: Նմուշները վերջապես հավաքվեցին, ֆիլտրվեցին և ցենտրիֆուգվեցին 4000 պտույտ/րոպե արագությամբ և օգտագործվեցին անտոցիանինի ելքը որոշելու համար: Ջրային բաղնիքում արդյունահանումն իրականացվել է որպես հսկիչ փորձ:
Կարմիր կաղամբից անտոցիանինի օպտիմալ ելքը որոշվել է 100 Վտ հզորությամբ, 30 րոպե ժամանակով և 15°C ջերմաստիճանում, որի արդյունքում անտոցիանինի ելքը կազմում է մոտ 21 մգ/լ:
Շնորհիվ pH արժեքի գունային փոփոխության և ինտենսիվ գունավորման՝ կարմիր կաղամբի ներկը օգտագործվել է որպես pH-ի ցուցիչ դեղագործական ձևակերպումների մեջ կամ, համապատասխանաբար, որպես հակաօքսիդանտ և գունանյութ սննդի համակարգերում:
Ուլտրաձայնային միջոցները զգալիորեն ուժեղացնում են անտոցիաների արդյունահանումը բուսական նյութերից:
Աղբյուր՝ Ռավանֆար և այլք։ 2015 թ
Այլ ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս անտոցիանինների հաջող ուլտրաձայնային արդյունահանումը հապալասից, մոշից, խաղողից, կեռասից, ելակից և մանուշակագույն քաղցր կարտոֆիլից:
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային էքստրակտորներ
Hielscher Ultrasonics-ը մասնագիտացած է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային պրոցեսորների արտադրության մեջ՝ բուսաբանական նյութերից բարձրորակ քաղվածքների արտադրության համար:
Hielscher sonicators-ի լայն պորտֆելը տատանվում է փոքր, հզոր լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև ամուր նստարանային և լիովին արդյունաբերական համակարգեր, որոնք ապահովում են բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային հետազոտություն՝ կենսաակտիվ նյութերի արդյունավետ արդյունահանման և մեկուսացման համար (օրինակ՝ անտոցիանիններ, gingerol, պիպերին, curcumin և այլն):
Բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը 200 Վտ դեպի 16000 Վտ ունեն գունավոր սենսորային էկրան՝ թվային կառավարման համար, ինտեգրված SD քարտ՝ տվյալների ավտոմատ ձայնագրման համար, զննարկիչի հեռակառավարման վահանակ և շատ ավելի հարմար գործառույթներ: Սոնոտրոդները և հոսքային բջիջները (մասերը, որոնք շփվում են միջավայրի հետ) կարող են ավտոկլավացվել և հեշտ մաքրվել:
Hielscher sonicators-ները շատ ամուր են և կառուցված են 24/7 աշխատանքային ռեժիմի համար՝ լրիվ ծանրաբեռնվածության ներքո, մինչդեռ պահանջում են ցածր սպասարկում և հեշտ և անվտանգ շահագործման համար: Թվային գունավոր էկրանը թույլ է տալիս օգտագործողի համար հարմար վերահսկել ուլտրաձայնային սարքը:
Մեր համակարգերը կարող են մատուցել ցածրից մինչև շատ բարձր ամպլիտուդներ: Կաննաբինոիդների և տերպենների արդյունահանման համար մենք առաջարկում ենք հատուկ ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ (նաև հայտնի են որպես ուլտրաձայնային զոնդեր կամ եղջյուրներ), որոնք օպտիմիզացված են բարձրորակ ակտիվ նյութերի խելամիտ մեկուսացման համար: Մեր բոլոր համակարգերը կարող են օգտագործվել կանաբինոիդների արդյունահանման և այնուհետև էմուլսացման համար: Hielscher sonicators-ի ամրությունը թույլ է տալիս շարունակական շահագործում (24/7) ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերի ճշգրիտ վերահսկումը ապահովում է վերարտադրելիություն և գործընթացի ստանդարտացում:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Գրականություն / Հղումներ
- Chemat, Farid; Rombaut, Natacha; Sicaire, Anne-Gaëlle; Meullemiestre, Alice; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Abert-Vian, Maryline (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry 34 (2017) 540–560.
- Ravanfar, Raheleh; Tamadon, Ali Mohammad, Niakousari, Mehrdad (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of anthocyanins from red cabbage using Taguchi design method. J Food Sci Technol. 2015 Dec; 52(12): 8140–8147.
- Turrini, Federica; Boggia, Raffaella; Leardi, Riccardo; Borriello, Matilde; Zunin, Paola (2018): Optimization of the Ultrasonic-Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Oryza Sativa L. ‘Violet Nori’ and Determination of the Antioxidant Properties of its Caryopses and Leaves. Molecules 2018, 23, 844.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ինչպե՞ս է աշխատում ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանումը:
Ուլտրաձայնային ինտենսիվ ալիքների կիրառումը հեղուկ միջավայրում հանգեցնում է կավիտացիայի: -ի ֆենոմենը կավիտացիա տեղական մակարդակում հանգեցնում է ծայրահեղ ջերմաստիճանների, ճնշումների, ջեռուցման/սառեցման արագությունների, ճնշման դիֆերենցիալների և միջավայրում բարձր կտրվածքային ուժերի: Երբ կավիտացիոն փուչիկները պայթում են պինդ մարմինների (օրինակ՝ մասնիկներ, բույսերի բջիջներ, հյուսվածքներ և այլն) մակերեսին, միկրո-շիթերը և միջմասնիկային բախումը առաջացնում են այնպիսի ազդեցություններ, ինչպիսիք են մակերեսի կլեպը, էրոզիան և մասնիկների քայքայումը: Բացի այդ, հեղուկ միջավայրում կավիտացիոն փուչիկների պայթեցումը առաջացնում է մակրո-տուրբուլենցիաներ և միկրո-խառնուրդներ:
Բուսական նյութի ուլտրաձայնային ճառագայթումը մասնատում է բույսերի բջիջների մատրիցը և ուժեղացնում դրանց խոնավացումը: Chemat et al (2015) եզրակացնում են, որ բուսաբանական նյութերից բիոակտիվ միացությունների ուլտրաձայնային արդյունահանումը տարբեր անկախ կամ համակցված մեխանիզմների արդյունք է, ներառյալ մասնատումը, էրոզիան, մազանոթությունը, դեքստուրացիան և սոնոպորացիան: Այս ազդեցությունները խաթարում են բջջի պատը, բարելավում են զանգվածի փոխանցումը՝ լուծիչը բջիջ մղելով և դուրս ծծելով ֆիտոբաղադրությամբ բեռնված լուծիչը, և ապահովում են հեղուկի շարժումը՝ միկրոխառնելով:
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը հիմնված է ակուստիկ կավիտացիայի և դրա հիդրոդինամիկ կտրվածքային ուժերի վրա
Բուսական նյութի ուլտրաձայնային ճառագայթումը մասնատում է բույսերի բջիջների մատրիցը և ուժեղացնում դրանց խոնավացումը: Chemat et al. (2015) եզրակացնում են, որ բուսաբանական նյութերից բիոակտիվ միացությունների ուլտրաձայնային արդյունահանումը տարբեր անկախ կամ համակցված մեխանիզմների արդյունք է, ներառյալ մասնատումը, էրոզիան, մազանոթությունը, դեքսուրացիան և սոնոպորացիան: Այս ազդեցությունները խաթարում են բջջի պատը, բարելավում են զանգվածի փոխանցումը՝ լուծիչը բջիջ մղելով և դուրս ծծելով ֆիտոբաղադրությամբ բեռնված լուծիչը, և ապահովում են հեղուկի շարժումը՝ միկրոխառնելով:
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը ձեռք է բերում միացությունների շատ արագ մեկուսացում` գերազանցելով սովորական արդյունահանման մեթոդները ավելի կարճ գործընթացի ժամանակ, ավելի բարձր եկամտաբերություն և ավելի ցածր ջերմաստիճանում: Որպես մեղմ մեխանիկական բուժում, ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանումը խուսափում է կենսաակտիվ բաղադրիչների ջերմային դեգրադացիայից և գերազանցում է այլ մեթոդների համեմատ, ինչպիսիք են սովորական լուծիչով արդյունահանումը, հիդրոդիստիլացումը կամ Սոքսլետի արդյունահանումը, որոնք, ինչպես հայտնի է, ոչնչացնում են ջերմության նկատմամբ զգայուն մոլեկուլները: Այս առավելությունների շնորհիվ ուլտրաձայնային արդյունահանումը նախընտրելի տեխնիկան է բուսաբանական նյութերից ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն կենսաակտիվ միացությունների ազատման համար:
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը բույսերի բջիջներից. մանրադիտակային լայնակի հատվածը (TS) ցույց է տալիս գործողությունների մեխանիզմը բջիջներից ուլտրաձայնային արդյունահանման ժամանակ (խոշորացում 2000x) [ռեսուրս՝ Vilkhu et al. 2011]
անտոցիանին – Բույսերի արժեքավոր պիգմենտ
Անտոցիանները բույսերի վակուոլային պիգմենտներ են, որոնք կարող են հայտնվել կարմիր, մանուշակագույն, կապույտ կամ սև: Ջրի լուծվող անտոցիանային պիգմենտների գունային արտահայտությունը կախված է դրանց pH արժեքից: Անտոցիանինները հայտնաբերված են բջջային վակուոլում, հիմնականում ծաղիկների և մրգերի մեջ, բայց նաև տերևներում, ցողուններում և արմատներում, որտեղ դրանք հիմնականում հայտնաբերված են արտաքին բջիջների շերտերում, ինչպիսիք են էպիդերմիսը և ծայրամասային մեզոֆիլի բջիջները:
Բնության մեջ առավել հաճախ հանդիպում են ցիանիդին, դելֆինիդին, մալվիդին, պելարգոնիդին, պեոնիդին և պետունիդինի գլիկոզիդները:
Անթոցիանիններով հարուստ բույսերի ակնառու օրինակներից են վակցինիումի տեսակները, ինչպիսիք են հապալասը, լոռամրգի և հապալասը; Ռուբուսի հատապտուղներ, ներառյալ սև ազնվամորու, կարմիր ազնվամորու և մոշի; սև հաղարջ, բալ, սմբուկ, սև բրինձ, ուբեյ, օկինավյան քաղցր կարտոֆիլ, Կոնկորդ խաղող, մուսկադին խաղող, կարմիր կաղամբ և մանուշակի թերթիկներ: Կարմիր մսով դեղձն ու խնձորը պարունակում են անտոցիանին։ Անտոցիանինները քիչ առատ են բանանի, ծնեբեկի, սիսեռի, սամիթի, տանձի և կարտոֆիլի մեջ և կարող են իսպառ բացակայել կանաչ փշահաղարջի որոշ տեսակների մեջ:
Հիմնական անտոցիանների կառուցվածքը
Անտոցիանները հիանալի այլընտրանք են սննդամթերքի մեջ սինթետիկ ներկանյութերը փոխարինելու համար: Անտոցիանինները հաստատված են որպես սննդի ներկանյութեր օգտագործելու համար Եվրոպական Միությունում, Ավստրալիայում և Նոր Զելանդիայում՝ ունենալով ներկանյութի ծածկագիր E163: Անտոցիանինները հանդիպում են մրգերի և բանջարեղենի մեջ և կարելի է բնութագրել որպես ջրում լուծվող բուսական պիգմենտների տեսակ։ Քիմիապես անտոցիանինները անտոցիանիդների գլիկոզիդներ են, որոնք հիմնված են 2-ֆենիլբենզոֆիրիլիում (ֆլավիլիում) կառուցվածքի վրա: Կան ավելի քան 200 տարբեր ֆիտոքիմիկատներ, որոնք պատկանում են անտոցիանինների կատեգորիային: Որպես վայրի մրգերի և հատապտուղների հիմնական գունավոր պիգմենտ, կան բազմաթիվ աղբյուրներ, որոնցից կարելի է արդյունահանել անտոցիանին: Անտոցիանինի ակնառու աղբյուրը խաղողի կեղևն է: Խաղողի կեղևի անտոցիանային պիգմենտները հիմնականում բաղկացած են դի-գլյուկոզիդներից, մոնոգլյուկոզիդներից, ացիլացված մոնոգլյուկոզիդներից, ինչպես նաև պեոնիդինի, մալվիդինի, ցիանիդինի, պետունիդինի և դելֆինիդինի ացիլացված դի-գլյուկոզիդներից: Անտոցիանինի պարունակությունը խաղողի մեջ տատանվում է 30-750մգ/100գ-ի սահմաններում:
Ամենահայտնի անթոցիանիններն են ցիանիդինը, դելֆինիդինը, պելարգոնիդինը, պեոնիդինը, մալվիդինը և պետունիդինը:
Օրինակ՝ անտոցիանինները՝ պեոնիդին-3-կաֆեոիլ-պ-հիդրօքսիբենզոյլ սոֆորոզիդ-5-գլյուկոզիդ, պեոնիդին-3-(6″-կաֆեոիլ-6‴-ֆերուլոյլ սոֆորոզիդ)-5-գլյուկոզիդ և ցիանիդին-3-կաֆեոիլ-պ-հիդրոքսի sophoroside-5-glucoside-ը հայտնաբերված է մանուշակագույն քաղցր կարտոֆիլում:
անտոցիաններ – Առողջության առավելություններ
Բացի սննդի բնական ներկանյութ գործելու իրենց մեծ կարողությունից, անտոցիանինները բարձր են գնահատվում իրենց հակաօքսիդիչ ազդեցությամբ: Հետևաբար, անտոցիանները շատ դրական ազդեցություն են ունենում առողջության վրա: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ անտոցիանինները կարող են արգելակել ԴՆԹ-ի վնասը քաղցկեղի բջիջներում, արգելակել մարսողական ֆերմենտները, հրահրել ենթաստամոքսային գեղձի մեկուսացված բջիջներում ինսուլինի արտադրությունը, նվազեցնել բորբոքային պատասխանները, պաշտպանել ուղեղի ֆունկցիայի տարիքային անկումից, բարելավել մազանոթների արյան անոթների խստությունը և կանխել թրոմբոցիտների ագրեգացումը:
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային պրոցեսորներ լաբորատորիա օդաչուին և արդյունաբերական մասշտաբով.