Ultrazvukový anthocyanin extrakcie
- Antokyány sú široko používané ako prírodné farbivá a výživové prísady v potravinárskych výrobkoch.
- Ultrazvukový extrakcie podporuje uvoľňovanie vysoko kvalitných antokyanov z rastlín, ktoré majú za následok vyššie výnosy a rýchly proces.
- Ultrazvukom je mierna, zelená a efektívna technika pre priemyselnú výrobu potravín-/Pharma-Grade anthocyanins.
Antokyanov
Anthocyanins sú široko používané ako prírodné farbivá v potravinárskom priemysle. Majú široké spektrum farebných tónov, od oranžovej cez červenú, po fialovú a modrú, v závislosti od molekulárnej štruktúry a hodnoty pH. Záujem o antokyanov nie je založený len na ich farbiacom účinku, ale aj kvôli ich zdraviu prospešných vlastnostiach. Vzhľadom na rastúce environmentálne a zdravotné problémy, pokiaľ ide o syntetické farbivá, prírodné farbivá sú skvelou alternatívou ako ekologické farbivo pre potravinársky a drogový priemysel.
Ultrasonically-zlepšené extrakcia anthocyanin
- Vyššie výnosy
- Proces rýchlej extrakcie – počas niekoľkých minút
- Vysokokvalitné výťažky – mierna, netepelná extrakcia
- Zelené rozpúšťadlá (voda, etanol, Glycerin, veget. oleje atď.)
- Jednoduchá a bezpečná obsluha
- Nízke investičné a prevádzkové náklady
- Robustnosť a nízka údržba
- Zelená, ekologický spôsob
ultrasonicator UP400St na vysokorýchlostnú extrakciu rastlinných látok v dávkach.
Ako extrahovať Anthocyyanins s ultrazvuk? – Prípadové štúdie
Ultrazvukový anthocyanin extrakcie z Purple Rice Oryza sativa L.
Fialová ryža kmeňa Oryza sativa (tiež známy ako fialová nori alebo fialová ryža) je mimoriadne bohatá na fenolics, ako je favonoid skupina anthocyanins. Turrini et al. (2018) použité ultrazvukové extrakcie izolovať polyfenolics, ako sú antokyanov a antioxidanty z karyopsis (v celku, hnedá, a parvarené forme) a listy fialovej ryže. Ultrazvuková extrakcia bola vykonaná pomocou Hielscher UP200St (200W, 26kHz, Pic. (vľavo) a etanol 60% ako rozpúšťadlo.
Aby sa zachovala integrita anthokyanínu, ultrazvukové extrakty boli skladované pri − 20 ° c, čo umožnilo ich uloženie aspoň do troch mesiacov.
Glukolón kyanidin-3 (tiež známy ako chrysanthemin) bol zďaleka hlavný zistený antokyanínového v "fialovej nori", "Artemide" a "Nerone" kultivarov skúmaných v štúdii Turrini et al., zatiaľ čo peonidin-3-glukomin a kyanidin-3-rutinoside (tiež antirrhinin) sa našli v nižších množstvách.
Fialové listy Oryza sativa sú vynikajúcim zdrojom antokyanov a celkového obsahu fenolového (TPC). S čiastkou cca 2-3-násobne vyššia ako u ryže a múky, Oryza listy predstavujú lacný surovinu pre ťažbu antokyanov. Odhadovaný výnos asi 4 kg antokyanínového/t čerstvých listov je výrazne vyšší ako u 1 kg antrokyanínu/t ryže, vypočítaná na základe stredne veľkých antokyanových množstiev zistených v "fialovej nori" ryže (1300 μg/g ryža, ako kyanidin-3-glubok) pre výnos približne 68 kg ryže z 100 kg nelúpanej.
Ultrazvukový anthocyanin extrakcie z červenej kapusty
Ravanfar et al. (2015) skúmali účinnosť ultrazvukovej extrakcie antokyanov z červenej kapusty. Ultrazvukové extrakčné experimenty boli vykonané pomocou ultrazvukového systému UP100H (Hielscher Ultrasonics, 30 kHz, 100 W). Sonotrode MS10 (10 mm tip priemer) bol vložený v strede teploty riadené jackpotu sklenenej kadičky.
Čerstvo rezané červenej kapusty kusy 5 mm rozmer (kubický tvar) a 92,11 ± 0,45% vlhkosti boli použité pre tento experiment. Sklenená kadička s jackpotom (objem: 200ml) bola naplnená 100ml destilovanej vody a 2g červených kapustných kusov. Kadička bola pokrytá hliníkovou fóliou, aby sa zabránilo strate rozpúšťadla (vody) odparením počas procesu. Pri všetkých pokusoch bola teplota v kadičke udržiavaná pomocou termostatického ovládača. Vzorky boli nakoniec zhromaždené, filtrované a odstrel na 4000rpm a supernatanty boli využité na určenie výťažnosti antokyanínového. Ťažba vo vodnom kúpeli bola vykonaná ako kontrolný experiment.
Optimálny výnos antokyanínu z červenej kapusty bol stanovený na výkon 100 W, čas 30 min a teplotu 15 ° c, ktorá vyústila do výťažnosti antokyanov približne 21 mg/L.
Vzhľadom na jeho farebné zmeny na hodnotu pH a jeho intenzívne zafarbenie, červená kapusta farbivo bolo použité ako ukazovateľ pH vo farmaceutických prípravkov alebo ako antioxidanty a farbivá v potravinárskych systémoch, respektíve.
Ultrazvukom zintenzívňuje extrakciu antokyanov z rastlinného materiálu výrazne.
Zdroj: Ravanfar et al. 2015
Iné štúdie ukazujú úspešnú ultrazvukovú extrakciu antokyanov z čučoriedok, černice, hrozno, čerešne, jahody, a fialové sladké zemiaky medzi ostatnými.
Nastavenie ultrazvukom s UIP1000hdT na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z rastlinných látok v dávke. [Petigny et al. 2013]
Vysoko výkonové ultrazvukové procesory z laboratórium pilotné a priemyselný rozsah,
Vysokovýkonné ultrazvukové odsávače
Hielscher ultrazvukom sa špecializuje na výrobu vysoko výkonné ultrazvukové procesory pre výrobu vysoko kvalitných výťažkov z rastlinných látok.
Hielscher široké produktové portfólio sa pohybuje od malých, výkonných laboratórnych ultrasonicators robustný lavica-top a plne priemyselné systémy, ktoré poskytujú vysokú intenzitu ultrazvuk pre efektívnu ťažbu a izoláciu bioaktívnych látok (napr. Antokyanov gingeroly, Piperín, kurkumín atď.). Všetky Ultrazvukové prístroje z 200W na 16, 000W majú farebný displej pre digitálne ovládanie, integrovanú SD kartu pre automatické nahrávanie dát, diaľkové ovládanie prehliadača a mnoho ďalších užívateľsky prívetivé funkcie. Sonotród a prietokové bunky (časti, ktoré sú v kontakte so médiom) môžu byť autoklávového prevzdušneného a ľahko sa čistí.
Hielscher je robustný ultrazvukové procesory sú postavené na 24/7 prevádzka pri plnom zaťažení, vyžadujú nízku údržbu a sú jednoduché a bezpečné pre prevádzku. Digitálny farebný displej umožňuje užívateľsky prívetivé ovládanie ultrasonicator.
Naše systémy sú schopné dodávať od nízkej až po veľmi vysoké amplitúdy. Pre extrakciu kanabinoidov a terpéz ponúkame špeciálne ultrazvukové sonotród (známe aj ako ultrazvukové sondy alebo rohy), ktoré sú optimalizované pre rozumnú izoláciu vysoko kvalitných účinných látok. Všetky naše systémy môžu byť použité na extrakciu a následnej emulzifikácii kanabinoidov. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje nepretržitú prevádzku (24/7) pri ťažkých úžitkových a náročných prostrediach.
Presná kontrola parametrov ultrazvukového procesu zaisťuje reprodukovateľnosť a štandardizáciu procesov.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:
| Objem šarže | prietok | Odporúčané Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 02 až 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| neuv | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| neuv | väčšia | strapec UIP16000 |
Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!
UIP4000hdT (4kW) Ultrazvukový procesor pre ťažbu
Literatúra/referencie
- 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.
Fakty stojí za to vedieť
Ako sa ultrazvuk-asistovanej extrakcie práce?
Použitie intenzívnych ultrazvukových vĺn na kvapalné médium vedie k kavitácii. Fenomén kavitácia vedie lokálne k extrémnym teplotám, tlakom, vykurovacím/chladiacim sadzbám, tlakovým diferenciám a vysokým šmykovej sily v médiu. Keď Kavitácia bubliny implodovat na povrchu pevných látok (ako sú častice, rastlinné bunky, tkanivá atď), mikro-trysky a interparticlular zrážky generovať účinky, ako je povrchové peeling, erózie a častíc členenie. Okrem toho, imploze kavitácie bubliny v kvapalných médiách vytvoriť makro-turbulencie a mikro-miešanie.
Ultrazvukový irraditácia rastlinného materiálu fragmenty matice rastlinných buniek a zvyšuje hydratáciu rovnaké. Chemat et al (2015) k záveru, že Ultrazvukový extrakcia bioaktívnych zlúčenín z rastlinných látok je výsledkom rôznych nezávislých alebo kombinovaných mechanizmov, vrátane fragmentácie, erózie, kapilárnosť, detexturation, a sonopovanosti. Tieto účinky narušiť bunkovej stene, zlepšiť prenos hmoty tým, že tlačí rozpúšťadlo do bunky a sania fyto-zlúčenina naložené rozpúšťadlo von, a zabezpečiť tekutý pohyb mikro-miešanie.
Ultrazvukový extrakcie je založený na akustické kavitácie a jeho hydrodynamické šmykovej sily
Ultrazvukový irraditácia rastlinného materiálu fragmenty matice rastlinných buniek a zvyšuje hydratáciu rovnaké. Chemat et al. (2015) dospieť k záveru, že Ultrazvukový extrakcia bioaktívnych zlúčenín z rastlinných látok je výsledkom rôznych nezávislých alebo kombinovaných mechanizmov, vrátane fragmentácie, erózie, kapilárnosti, detexturation, a sonopovanosti. Tieto účinky narušiť bunkovej stene, zlepšiť prenos hmoty tým, že tlačí rozpúšťadlo do bunky a sania fyto-zlúčenina naložené rozpúšťadlo von, a zabezpečiť tekutý pohyb mikro-miešanie.
Ultrazvuková extrakcia dosahuje veľmi rýchlu izoláciu zlúčenín – prekonávanie konvenčných metód extrakcie v kratšom procesnej dobe, vyšší výnos a pri nižších teplotách. Ako mierna mechanická liečba, ultrazvuková extrakcia zabraňuje tepelnému degradácii bioaktívnych zložiek a vyniká v porovnaní s inými technikami, ako sú konvenčné extrakcia rozpúšťadla, hydrodestilácia alebo extrakcia Soxhlet, ktorá je známe, že Destruct tepelne citlivé molekuly. Vďaka týmto výhodám je Ultrazvukový extrakcia preferovanou technikou uvoľňovania bioaktívnych zlúčenín citlivých na teplotu z rastlinných látok.
Ultrazvukový extrakcie z rastlinných buniek: mikroskopické priečnej časti (TS) ukazuje mechanizmus činnosti počas extrakcie ultrazvuku z buniek (zväčšenie 2000x) [Zdroj: Vilkhu et al. 2011]
Antokyanínového – Cenný rastlinný pigment
Antokyány sú vakuolárne rastlinné pigmenty, ktoré sa môžu objaviť červené, fialové, modré alebo čierne. Farebný výraz vo vode rozpustných pigmentov antokyanínového závisí od ich hodnoty pH. Antokyány sa nachádzajú v bunkovej vakuole, väčšinou v kvetoch a ovocí, ale aj v listoch, stonkách a koreňoch, kde sa nachádzajú prevažne vo vonkajších bunkových vrstvách, ako je epidermis a periférne mezophyll bunky.
Najčastejšie sa vyskytujúce v prírode sú glykozidy kyanidínu, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin, a petunidin.
Prominentné príklady rastlín bohatých na antokyány zahŕňajú vakcinové druhy, ako je čučoriedka, brusnica, a čučoriedky; Rubus bobule, vrátane čierneho maliny, červená malina, a ostružina; čierne ríbezle, čerešňa, baklažán, čierna ryža, UBE, Okinawan sladké zemiaky, Concord hrozna, muscadine hrozna, červenej kapusty a fialové okvetné lístky. Červeno-mäsité broskyne a jablká obsahujú antokyány. Anthocyanins sú menej hojné v banán, špargľa, hrášok, fenikel, hruška, a zemiaky, a môže byť úplne chýba v niektorých kultivarov zelených egrešov.
Štruktúra hlavných antokyanov
Antokyány sú skvelou alternatívou nahradiť syntetické farbivá v potravinárskych výrobkoch. Antokyány sú schválené na použitie ako potravinárske farbivá v Európskej únii, Austrálii a na Novom Zélande, ktoré majú farbivo kód E163. Anthocyanins sa nachádzajú v ovocí a zelenine a môžu byť popisované ako typ vody-rozpustné rastlinné pigmenty. Chemicky, antokyány sú glykozidy anthocyanidins na základe 2-fenylbenzophyrylium (flavylium) štruktúry. Existuje viac ako 200 rôznych fytochemikálií, ktoré spadajú do kategórie antokyanov. Ako hlavný farebný pigment v divokom ovocí a bobúľ, existuje veľa zdrojov, z ktorých možno extrahovať antokyány. Prominentný zdroj antokyanov je koža hrozna. Antokyanínového pigmenty v hroznovej koži pozostávajú prevažne z di-glukomidov, mono-glukomidu, acylated monoglucosides, rovnako ako acylated di-glukomy peonidin, malvidin, kyanidin, petunidin a delphinidin. Obsah antokyanov v hroznových bobúľ sa pohybuje od 30-750mg/100g.
Najvýznamnejšie antokyány sú kyanidín, delphinidin, pelargonidín, peonidín, malvidin a petunidin.
Napríklad antokyanov peonidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glukomát, peonidin-3-(6 "-caffeoyl-6a ' ' '-feruloyl sophoroside) 5-glukomer a kyanidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5glubok sa nachádza v fialovej sladké zemiaky.
Antokyanov – Prínosy pre zdravie
Okrem svojej skvelej schopnosti fungovať ako prírodné potravinárske farbivo, antokyanov sú vysoko cenené pre ich antioxidačné účinky. Preto, antokyanov ukazujú veľa pozitívnych zdravotných účinkov. Výskum ukázal, že antokyanov môže inhibovať poškodenie DNA v nádorových bunkách, inhibujú tráviace enzýmy, navodzovať produkciu inzulínu v izolovaných pankreatických bunkách, znižujú zápalové reakcie, chránia proti poklesu mozgových funkcií v závislosti od veku, zlepšujú zvieranie kapilárnych krvných ciev a prevenciu agregácie trombocytov.