Extracție cu ultrasunete Anthocyanin
- Anthocyaninele sunt utilizate pe scară largă ca colorant natural și aditiv nutrițional în produsele alimentare.
- Extracție cu ultrasunete promovează eliberarea de antocianine de înaltă calitate din plante care rezultă în randamente mai mari și un proces rapid.
- Sonicare este o tehnică ușoară, verde și eficientă pentru producția industrială de antocianine alimentare-/Pharma-grade.
anthocyanins
Anthocyanins sunt utilizate pe scară largă ca coloranți naturali în industria alimentară. Ele au un spectru larg de tonuri de culoare, variind de la portocaliu prin roșu, la violet și albastru, în funcție de structura moleculară și valoarea pH-ului. Interesul pentru antocianine nu se bazează numai pe efectul lor de colorare, ci și datorită proprietăților lor benefice pentru sănătate. Datorită creșterii problemelor de mediu și de sănătate în ceea ce privește coloranți sintetici, coloranți naturali sunt o alternativă excelentă ca colorant ecologic pentru industria alimentară și a drogurilor.
Ultrasonically-îmbunătățit Anthocyanin extracția
- randamente mai mari
- Proces de extracție rapidă – în câteva minute
- extracte de înaltă calitate – extracția ușoară, non-termică
- Solvenți verzi (apă, etanol, glicerin, veget. uleiuri etc.)
- operare ușoară și sigură
- Costuri operaționale și de investiții scăzute
- Robustețea și întreținerea redusă
- Verde, metoda ecologică-Friendly
de a extrage Anthocyyanins cu ultrasunete? – Studii de caz
Extracție cu ultrasunete Anthocyanin de la Purple Rice Oryza sativa L.
Orez violet de tulpina Oryza Sativa (de asemenea, cunoscut sub numele de Violet Nori sau orez violet) este extraordinar de bogat în fenolice, ar fi grupul favonoid de antociani. Turrini et al. (2018) a folosit extracția cu ultrasunete pentru a izola polifenoli, ar fi antociani și antioxidanți din caryopsis (în întregime, maro, și formă parboiled) și frunzele de orez violet. Extracția cu ultrasunete a fost efectuată cu ajutorul unui Hielscher UP200St (200W, 26kHz, pic. stânga) și etanol 60% ca solvent.
Pentru a păstra integritatea antocianică, extractele cu ultrasunete au fost stocate la −20°C, ceea ce le-a permis să le depoziteze timp de cel puțin până la trei luni.
Cyanidin-3 glucozide (cunoscut și sub numele de crizanthemină) a fost de departe principalul antocianină detectat în "Violet nori", "Artemide" și "Nerone" soiuri investigate în studiul de Turrini et al., în timp ce peonidin-3-glucozide și Cyanidin-3-rutinoside (de asemenea antirrhinin) au fost găsite în cantități mai mici.
Frunzele Violet de Oryza sativa sunt o sursă excelentă de antocianine și conținutul total fenolic (TPC). Cu o cantitate de aproximativ 2 – 3 ori mai mare decât cea din orez și făină, Oryza lasă să prezinte o materie primă necostisitoare pentru extracția de antocianine. Un randament estimat de aproximativ 4 kg de antociani/t frunze proaspete este semnificativ mai mare decât cele de 1 kg de antociani/t orez, calculat pe baza sumelor medie de antociani detectat în "Violet nori" orez (1300 μg/g orez, ca Cyanidin-3-glucozide) pentru un randament de aproximativ 68 kg de orez de la 100 kg nedecorticat.
Extracție cu ultrasunete Anthocyanin din varza rosie
Ravanfar et al. (2015) au investigat eficiența extracției cu ultrasunete a anthocyaninelor din varza rosie. Experimente de extracție cu ultrasunete au fost efectuate cu ajutorul sistemului ultrasonic UP100H (Hielscher Ultrasonics, 30 kHz, 100 W). Sonotrode MS10 (diametru 10mm vârful) a fost introdus în centrul unei temperaturi controlate pahar de sticlă cămaşă.
Bucăți de varză roșie proaspăt tăiată de dimensiuni de 5mm (formă cubică) și 92,11 ± 0,45% conținut de umiditate au fost utilizate pentru acest experiment. Un pahar de sticlă cămaşă (volum: 200ml) a fost umplut cu 100ml de apă distilată și 2G de bucăți de varză roșie. Paharul a fost acoperit cu folie de aluminiu pentru a preveni pierderea de solvent (apă) prin evaporare în timpul procesului. În toate experimentele, temperatura din pahar a fost menținută cu ajutorul controlerului termostatic. Probele au fost în cele din urmă colectate, filtrate și centrifugate la 4000rpm și supernatanți au fost utilizate pentru a determina randamentul antociani. Extracția în baia de apă a fost efectuată ca experiment de control.
Randamentul optim al antociani din varza rosie a fost determinat la puterea de 100 W, timp de 30 min și temperatura de 15 ° c, care a dus la producția de antociani de aproximativ 21 mg/L.
Datorită modificărilor sale de culoare pe valoarea pH-ului și colorarea intensă, colorant roșu varza a fost folosit ca un indicator de pH în formulări farmaceutice sau ca un antioxidanți și coloranți în sistemele alimentare, respectiv.
Ultrasonics intensifică extracția de antocianine din material vegetal în mod semnificativ.
Sursa: Ravanfar et al. 2015
Alte studii demonstrează extragerea cu ultrasunete de succes de antocianine din afine, mure, struguri, cireșe, căpșuni, și cartofi dulci violet, printre altele.
Configurarea cu sonicare UIP1000hdT pentru extracția compușilor bioactivi din Botanicals într-un lot. [Petigny et al. 2013]
Procesoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator pilot și scară industrială.
Extractori de înaltă performanță cu ultrasunete
Hielscher Ultrasonics este specializata in fabricarea de înaltă performanță procesoare cu ultrasunete pentru producerea de extracte de înaltă calitate de la Botanicals.
Portofoliul larg de produse Hielscher variază de la mici, puternice ultrasonicators de laborator pentru a robust banc-top și pe deplin sisteme industriale, care oferă ultrasunete de mare intensitate pentru extracția eficientă și izolarea substanțelor bioactive (de exemplu, Antociani Gingerol. Piperina. Curcumina etc.). Toate dispozitivele cu ultrasunete de la 200w la 16, 000W dispun de un afișaj colorat pentru controlul digital, un card SD integrat pentru înregistrarea automată a datelor, telecomanda browserului și multe alte caracteristici mai ușor de utilizat. Sonotrodes și celulele fluxului (piesele, care sunt în contact cu mediul) pot fi autoclavizat și sunt ușor de curățat.
Procesoare cu ultrasunete robuste Hielscher sunt construite pentru 24/7 operațiune sub sarcină maximă, necesită întreținere scăzută și sunt ușor și sigur de operat. Un afișaj color digital permite un control ușor de utilizat al ultrasonicatorului.
Sistemele noastre sunt capabile să livreze de la scăzut până la amplitudini foarte mari. Pentru extragerea canabinoizilor și terpene, oferim sonotrodes cu ultrasunete speciale (de asemenea, cunoscut sub numele de sonde cu ultrasunete sau coarne), care sunt optimizate pentru izolarea sensibilă a substanțelor active de înaltă calitate. Toate sistemele noastre pot fi utilizate pentru extragerea și emulsionarea după aceea a canabinoizilor. Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea continuă (24/7) la grele și în medii solicitante.
Controlul precis al parametrilor de proces cu ultrasunete asigură reproductibilitatea și standardizarea procesului.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:
| volum lot | Debit | Aparate recomandate |
|---|---|---|
| 1 la 500mL | 10 până la 200 ml / min | UP100H |
| 10 la 2000ml | 20 până la 400ml / min | Uf200 ः t. UP400St |
| 0.1 la 20L | 0.2 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
| N / A. | 10 la 100L / min | UIP16000 |
| N / A. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!
UIP4000hdT (4kW) procesor cu ultrasunete pentru extracție
Literatura / Referințe
- Chemat, Farid; Rombaut, Natacha; Sicaire, Anne-Gaëlle; Meullemiestre, Alice; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Abert-Vian, Maryline (2017): extracție cu ultrasunete asistată de alimente și produse naturale. Mecanisme, tehnici, combinații, protocoale și aplicații. O recenzie. Ultrasonics sonochemistry 34 (2017) 540 – 560.
- Ravanfar, Raheleh; Tamadon, Ali Mohammad, niakousari, viorel (2015): optimizarea de extracție cu ultrasunete asistată de antociani din varza rosie folosind metoda de proiectare Taguchi. J Food Sci TECHNOL. 2015 decembrie; 52 (12): 8140 – 8147.
- Turrini, Federica; Boggia, Raffaella; Leardi, Riccardo; Borriello, Matilde; Zunin, Paola (2018): optimizarea extracției cu ultrasunete-asistată de compuși fenolici din Oryza sativa L. "Violet nori" și determinarea proprietăților antioxidante ale Caryopses și frunze. Molecule 2018, 23, 844.
Ce trebuie să știți
functioneaza ultrasunete-asistată de extracție?
Aplicarea undelor ultrasonice intense la un mediu lichid duce la cavitație. Fenomenul de cavitație duce la temperaturi extreme, presiuni, ratele de încălzire/răcire, diferentiale de presiune și forțe de forfecare ridicate în mediu. Atunci când cavitație bule implozie pe suprafața de solide (cum ar fi particule, celule vegetale, țesuturi etc.), micro-jeturi și coliziune interparticlulare generează efecte, ar fi peeling de suprafață, eroziune și defalcare particule. În plus, implozia bulelor de cavitație în mediile lichide creează macro-turbulențe și micro-amestecare.
Irraditation cu ultrasunete a fragmentelor de material vegetal matricea de celule vegetale și îmbunătățește hidratarea la fel. Chemat et al (2015) concluzionează că extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi din Botanicals este rezultatul diferitelor mecanisme independente sau combinate, inclusiv fragmentarea, eroziunea, capilaritatea, detexturarea și sonoporarea. Aceste efecte perturba peretele celular, îmbunătăți transferul de masă prin împingerea solvent în celulă și suptul Phyto-compus încărcate solvent afară, și să asigure circulația lichidă prin micro-amestecare.
Extracția cu ultrasunete se bazează pe cavitație acustică și forțele sale de forfecare hidrodinamice
Irraditation cu ultrasunete a fragmentelor de material vegetal matricea de celule vegetale și îmbunătățește hidratarea la fel. Chemat et al. (2015) concluzionează că extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi din Botanicals este rezultatul diferitelor mecanisme independente sau combinate, inclusiv fragmentarea, eroziunea, capilaritatea, detexturarea și sonoporarea. Aceste efecte perturba peretele celular, îmbunătăți transferul de masă prin împingerea solvent în celulă și suptul Phyto-compus încărcate solvent afară, și să asigure circulația lichidă prin micro-amestecare.
Extracție cu ultrasunete realizează o izolare foarte rapidă a compușilor-supraperformant metode convenționale de extracție în timp de proces mai scurt, randament mai mare, și la temperaturi mai scăzute. Ca un tratament mecanic ușoară, extracția asistată cu ultrasunete evită degradarea termică a componentelor bioactive și excelează în comparație cu alte tehnici, ar fi extracția convențională de solvenți, hidrodistilarea sau extracția Soxhlet, care sunt cunoscute pentru a distruge molecule sensibile la căldură. Datorită acestor avantaje, extracția cu ultrasunete este tehnica preferată pentru eliberarea compușilor bioactivi sensibili la temperatură de la Botanicals.
Extracție cu ultrasunete din celulele vegetale: secțiune transversală microscopică (TS) Arată mecanismul acțiunilor în timpul extracției cu ultrasunete din celule (mărire 2000x) [resursă: Vilkhu et al. 2011]
Antociani – Un pigment de plante valoroase
Antocianinele sunt pigmenți de plante vacuolare, care pot apărea roșu, Violet, albastru sau negru. Expresia culorii pigmenților de antociani solubil în apă depinde de valoarea pH-ului. Anthocyanins se găsesc în celula vacuole, mai ales în flori și fructe, dar, de asemenea, în frunze, tulpini, și rădăcini, în cazul în care acestea sunt găsite mai ales în straturile exterioare ale celulelor, ar fi epiderma și celulele mezophyll periferice.
Cel mai frecvent apar în natură sunt Glicozidele de cianidină, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin, și petunidin.
Exemple proeminente de plante bogate in antocianine includ specii de Vaccinium, ar fi afine, afine, și afine; Fructe de padure Rubus, inclusiv zmeura neagra, zmeura rosie, si BlackBerry; coacăze negre, cireșe, vinete, orez negru, ube, cartofi dulci Okinawan, struguri Concord, struguri muscadină, varză roșie și petale violet. Piersicile rosii si merele contin anthocyanine. Antocianinele sunt mai puțin abundente în banane, sparanghel, mazăre, fenicul, pere, și cartofi, și pot fi total absente în anumite soiuri de coacaze verzi.
Structura anthocyaninelor principale
Antocianinele sunt o alternativă excelentă pentru înlocuirea agenților coloranți sintetici în produsele alimentare. Anthocyaninele sunt aprobate pentru a fi utilizate ca coloranți alimentari în Uniunea Europeană, Australia și Noua Zeelandă, având cod colorant E163. Antocianinele se găsesc în fructe și legume și pot fi descrise ca un tip de pigmenți de plante solubile în apă. Chimic, Antocianinele sunt glicozide de anthocyanidins pe baza structurii 2-fenilbenzophyrylium (flavylium). Există mai mult de 200 fitochimicale distincte care se încadrează în categoria de antocianine. Ca un pigment principal de culoare în fructe sălbatice și fructe de padure, există multe surse de la care antociyanins pot fi extrase. O sursă proeminentă de antocianine este pielea strugurilor. Pigmenți antociani din piele de struguri constau în principal din di-glucosides, mono-glucozide, monoglucosides acilated, precum și di-glucozide acylated de peonidin, malvidin, Cyanidin, petunidina și delphinidin. Conținutul de antociani din struguri variază de la 30-750mg/100g.
Cele mai proeminente antocianine sunt Cyanidin, delphinidin, pelargonidin, peonidin, malvidin și petunidin.
De exemplu, antociani peonidin-3-cafeoyl-p-hidroxibenzoil sophoroside-5-glucozide, peonidin-3-(6 "-caffeoyl-6 ' '-feruloyl sophoroside) -5-glucozide, și Cyanidin-3-cafeoyl-p-hidroxibenzoil sophoroside-5-glucozide se găsesc în violet cartofi dulci.
anthocyanins – Beneficiile pentru sănătate
Pe lângă capacitatea lor mare de a funcționa ca colorant alimentar natural, Antocianinele sunt foarte apreciate pentru efectele lor antioxidative. Prin urmare, antociani Arată multe efecte pozitive de sănătate. Cercetările au arătat că Antocianinele pot inhiba deteriorarea ADN-ului în celulele canceroase, inhibă enzimele digestive, induce producția de insulină în celulele pancreatice izolate, reduc reacțiile inflamatorii, protejează împotriva declinului legat de vârstă în funcție de creier, îmbunătățesc etanșeitatea vaselor de sânge capilare și prevenirea agregării trombocitelor.