超音波アントシアニン抽出
- アントシアニンは、食品中の天然着色剤および栄養添加物として広く使用されています。
- 超音波抽出は、より高い収率と迅速なプロセスをもたらす植物からの高品質のアントシアニンの放出を促進します。
- 超音波処理は、食品/製薬グレードのアントシアニンの工業生産のための穏やかで、緑と効率的な技術です。
アントシアニン
アントシアニンは、食品業界で天然着色剤として広く使用されています。それらは分子構造およびpH値に応じて、オレンジから赤、紫および青に至るまで、色の色調の広いスペクトルを有する。アントシアニンへの関心は、その着色効果に基づいているだけでなく、その健康に有益な特性に基づいています。合成染料に関する環境や健康に対する懸念が高まっているため、天然染料は食品・医薬品産業の環境にやさしい着色剤として大きな代替品です。
超音波改善アントシアニン抽出
- 高い利回り
- 迅速な抽出プロセス – 数分以内
- 高品質の抽出物 – 軽度の非熱抽出
- 緑溶剤(水、エタノール、グリセリン、野菜油など)
- 簡単で安全な操作
- 低い投資と運用コスト
- 堅牢性と低メンテナンス
- グリーン、環境にやさしい方法
超音波処理器 UP400St バッチでの植物の高速抽出用。
超音波でアントシアニンを抽出する方法? – ケーススタディ
紫米オリザサティバLからの超音波アントシアニン抽出。
オリザ・サティバ株の紫色の米(バイオレットノリまたはバイオレットライスとも呼ばれる)は、アントシアニンのファボノイド基などのフェノール類が非常に豊富である。Turrini et al. (2018) 超音波抽出を使用して、アントシアニンや抗酸化物質などのポリフェノール類をカリオプシス(全体、茶色、およびパーボイルド形式)と紫色の米の葉から分離しました。ヒールシャーを用いて超音波抽出を行った UP200St(200W、26kHz、 写真。左)及びエタノール60%を溶媒として。
アントシアニンの完全性を保つために、超音波抽出物は-20°Cで保存され、少なくとも3ヶ月間保存することができました。
シアニジン-3グルコシド(別名クリシアンセミン)は、トゥリーニらの研究で調べた「バイオレットノリ」、アルテミデ、ネロネロンの主要な検出アントシアニンであり、一方、ピオニジン-3-グルコシドとシアニジン-3-ルチノアンチルヒニン)は、より低い量で見出された。
オリザサティバの紫色の葉は、アントシアニンと総フェノール含有量(TPC)の優れた供給源です。米や小麦粉の約2~3倍の量で、アントシアニンを抽出するための安価な原料を提供します。約4kgのアントシアニン/t新鮮な葉の推定収量は、収量のために「バイオレットノリ」米(1300 μg/g米、シアニジン-3-グルコシドとして)で検出された中程度のアントシアニン量に基づいて計算された1kgアントシアニン/t米のものよりも有意に高いです。100kgの水田から約68kgの米。
赤キャベツからの超音波アントシアニン抽出
Ravanfar et al. (2015) 赤キャベツからのアントシアニンの超音波抽出の効率を調査した.超音波抽出実験は、超音波システムを用いて行った UP100H(ヒールシャー超音波、30 kHz、100 W).ソトローデMS10(先端径10mm)を温度制御ジャケットガラスビーカーの中央に挿入した。
今回の実験では、5mm寸法(立方体)と92.11±0.45%の水分含有量の赤キャベツ片を切り取った。ジャケット付きガラスビーカー(容積:200ml)を100mlの蒸留水と2gの赤キャベツ片で充填した。ビーカーは、プロセス中に蒸発による溶媒(水)の損失を防ぐためにアルミニウム箔で覆われました。すべての実験において、ビーカー内の温度は、サーモスタットコントローラを使用して維持された。サンプルを最終的に収集し、濾過し、4000rpmで遠心分離し、上清を利用してアントシアニン収率を決定した。水浴中の抽出を対照実験として行った。
赤キャベツからのアントシアニンの最適収量は、100Wのパワーで決定され、30分の時間および15°Cの温度は、約21mg/Lのアントシアニン収率をもたらした。
pH値の色の変化とその強烈な着色のために、赤キャベツ色素は、医薬品製剤のpH指標として、または食品システムの抗酸化剤および着色剤としてそれぞれ使用されてきました。
超音波は、植物材料からのアントシアニンの抽出を大幅に強化します。
出典:ラヴァンファーら 2015年
他の研究は、ブルーベリー、ブラックベリー、ブドウ、サクランボ、イチゴ、および紫色のサツマイモからアントシアニンの成功した超音波抽出を示しています。
高性能超音波エキストラクター
ヒールシャー超音波は、植物から高品質の抽出物の生産のための高性能超音波プロセッサを製造に特化しています。
ヒールシャーの幅広い製品ポートフォリオは、小型で強力なラボ超音波装置から、生理活性物質の効率的な抽出と単離のための高強度超音波を提供する堅牢なベンチトップおよび完全産業システムまで多くの範囲です。アントシアニン ジンゲロール、 ピペリン、 クルクミン など)。からすべての超音波デバイス 200W に 16,000W デジタル制御のための着色された表示、自動データ記録のための統合されたSDカード、ブラウザのリモートコントロールおよびより多くのユーザーフレンドリーな機能を特色にする。ソトローデおよびフローセル(培地と接触している部分)はオートクレーブでき、洗浄が容易です。
ヒールシャーの強い超音波プロセッサは、完全な負荷の下で24/7動作のために構築され、低メンテナンスを必要とし、操作が簡単で安全です。デジタル色の表示は超音波器のユーザーフレンドリーな制御を可能にする。
当社のシステムは、低い振幅から非常に高い振幅まで提供することができます。カンナビノイドとテルペンの抽出のために、我々は高品質の活性物質の賢明な分離のために最適化された特別な超音波ソトローデ(超音波プローブまたはホーンとしても知られている)を提供しています。すべての私たちのシステムは、カンナビノイドの抽出およびその後の乳化に使用することができます。ヒールシャーの超音波装置の強さは頑丈で、要求の厳しい環境で連続操作(24/7)を可能にする。
超音波プロセスパラメータの正確な制御は、再現性とプロセス標準化を保証します。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：
| バッチ容量 | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 500mLの1〜 | 200mL /分で10 | UP100H |
| 2000mlの10〜 | 20 400mLの/分 | Uf200ःトン、 UP400St |
| 00.1 20Lへ | 04L /分の0.2 | UIP2000hdT |
| 100Lへ10 | 10L /分で2 | UIP4000hdT |
| N.A。 | 10 100L /分 | UIP16000 |
| N.A。 | 大きな | のクラスタ UIP16000 |
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抽出のためのUIP4000hdT (4kW)超音波プロセッサ
文献 / 参考文献
- 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.
知る価値のある事実
超音波アシスト抽出はどのように機能しますか?
液体媒体への強烈な超音波の適用はキャビテーションで起因する。の現象 キャビテーション 極端な温度、圧力、加熱/冷却速度、圧力差、媒体内の高せん断力に局所的に導きます。キャビテーション気泡が固体(粒子、植物細胞、組織など)の表面に爆発すると、マイクロジェットと部分間衝突が表面剥離、浸食、粒子破壊などの効果を生成します。さらに、液体媒体におけるキャビテーション気泡の爆発は、マクロ乱流とマイクロミキシングを作成します。
植物材料の超音波照射は、植物細胞のマトリックスを断片化し、同じ水分補給を高めます。Chemat et al.(2015)は、植物から生理活性化合物の超音波抽出は、断片化、浸食、毛細血管、脱毛、およびソノポレーションを含む異なる独立したまたは組み合わされたメカニズムの結果であると結論付けています。これらの効果は、細胞壁を破壊し、細胞に溶媒を押し込み、植物化合物を吸引することによって質量移動を改善し、マイクロ混合による液体の動きを保証する。
超音波抽出は、音響キャビテーションとその流体力学的せん断力に基づいています
植物材料の超音波照射は、植物細胞のマトリックスを断片化し、同じ水分補給を高めます。Chemat et al. (2015) (2015) は、植物からの生理活性化合物の超音波抽出は、断片化、浸食、毛細血管、脱毛、およびソノポレーションを含む異なる独立したまたは組み合わされたメカニズムの結果であると結論付けています。これらの効果は、細胞壁を破壊し、細胞に溶媒を押し込み、植物化合物を吸引することによって質量移動を改善し、マイクロ混合による液体の動きを保証する。
超音波抽出は、化合物の非常に迅速な単離を達成します - より短いプロセス時間、より高い収率で、より低い温度で、従来の抽出方法を上回ります。穏やかな機械的処置として、超音波支援抽出は、生理活性成分の熱分解を回避し、従来の溶媒抽出、水蒸留、またはソックスレット抽出などの他の技術と比較して優れています。熱感受性分子を破壊することが知られている。これらの利点のために、超音波抽出は、植物から温度感受性生理活性化合物の放出のための好ましい技術である。
植物細胞からの超音波抽出:微細横断面(TS)は、細胞からの超音波抽出時の作用のメカニズムを示す(倍率2000倍)[資料:Vilkhu et al. 2011]
アントシアニン – 貴重な植物顔料
アントシアニンは、赤、紫、青または黒に見える真空植物色素です。水溶性アントシアニン顔料の色発現は、そのpH値に依存する。アントシアニンは、主に花や果物だけでなく、葉、茎、根にも含まれる細胞の真空中に見られ、表皮や末梢メソフィル細胞などの外細胞層に主に見られます。
自然界で最も頻繁に発生するのは、シアニジン、デルフィニジン、マルビディン、ペラルゴニジン、ペオニジン、ペチュニジンのグリコシドです。
アントシアニンが豊富な植物の顕著な例は、ブルーベリー、クランベリー、ビルベリーなどのワクシニウム種を含む。黒いラズベリー、赤いラズベリー、ブラックベリーを含むルブスベリー。ブラックカラント、チェリー、ナス、黒米、宇部、沖縄サツマイモ、コンコードブドウ、マスカジンブドウ、赤キャベツ、紫の花びら。赤身の桃とリンゴにはアントシアニンが含まれています。アントシアニンは、バナナ、アスパラガス、エンドウ豆、フェンネル、ナシ、ジャガイモにあまり豊富ではなく、緑のグースベリーの特定の品種に完全に存在しない可能性があります。
主アントシアニンの構造
アントシアニンは、食品中の合成着色剤を置き換える素晴らしい代替手段です。アントシアニンは、欧州連合、オーストラリア、ニュージーランドで食品着色剤として使用が承認されており、着色コードE163を有しています。アントシアニンは、果物や野菜に含まれ、水溶性植物顔料の一種として記述することができます。化学的には、アントシアニンは、2−フェニルベンゾフィリリウム(フラビリウム)構造に基づくアントシアニジンのグリコシドである。アントシアニンのカテゴリに分類される200以上の異なる植物化学物質があります。野生の果実や果実の主な色素として、アントシアニンを抽出することができる多くのソースがあります。アントシアニンの顕著な源は、ブドウの皮です。ブドウの皮のアントシアニン色素は、主にジグルコシド、モノグルコシド、アシル化モノグルコシド、ならびにペオニジン、マルビジン、シアンジン、ペチュニジンおよびデルフィニジンのアシル化されたジグルコシドからなる。ブドウ中のアントシアニン含有量は30-750mg/100gから変化する。
最も顕著なアントシアニンは、シアニジン、デルフィニジン、ペラルゴニジン、ピオニジン、マルビジンおよびペチュニジンである。
例えば、アントシアニン-3-カフェオイル-p-ヒドロキシベンゾイルソフォロシド-5-グルコシド、 ピオニジン-3-(6"-caffeoyl-6''''-フェロイルソフォロシド)-5-グルコシド、およびシアニジン-3-カフェオイル-p-ヒドロキシベンゾイルソフォロシド-5-グルコシドは紫色で見られるサツマイモ。
アントシアニン – 健康上の利点
自然食品着色剤として機能する彼らの偉大な能力に加えて, アントシアニンは、その抗酸化効果のために高く評価されています.したがって、アントシアニンは、多くの肯定的な健康効果を示しています。研究は、アントシアニンが癌細胞のDNA損傷を阻害し、消化酵素を阻害し、単離膵臓細胞でインスリン産生を誘導し、炎症反応を減少させ、脳機能の加齢に関連する低下から保護し、毛細血管の締め付けと血小板凝集を防ぐ。