Ultraljud Antocyaninbrytning
- Antocyaniner används ofta som naturliga färg ämne och näringsmässiga tillsats i livsmedel.
- Ultraljud extraktion främjar frisläppandet av högkvalitativa antocyaniner från växter resulterar i högre avkastning och en snabb process.
- Ultraljudsbehandling är en mild, grön och effektiv teknik för industriell produktion av mat-/Pharma-grade antocyaniner.
Antocyaniner
Antocyaniner används ofta som naturliga färg ämnen i livsmedels industrin. De har ett brett spektrum av färg toner, allt från Orange genom rött, till lila och blått, beroende på molekyl struktur och pH-värde. Intresset för antocyaniner är inte bara baserat på deras färg effekt, utan också på grund av deras hälso-positiva egenskaper. På grund av växande miljö-och hälso problem när det gäller syntetiska färg ämnen, naturliga färg ämnen är ett bra alternativ som miljö vänlig färg ämne för livsmedels-och läkemedels industrin.
Ultrasonically-förbättrat Antocyaninutvinning
- Högre avkastning
- Snabb extraktionsprocess – inom några minuter
- Högkvalitativa extrakt – mild, icke-termisk extraktion
- Gröna lösnings medel (vatten, etanol, glycerin, veget. oljor etc.)
- Enkel och säker drift
- Låga investerings-och drifts kostnader
- Robusthet och lågt underhåll
- Grön miljö vänlig metod
ultraljudsapparat UP400St för höghastighetsutvinning av växter i omgångar.
Hur extrahera Anthocyyanins med ultraljud? – Fallstudier
Ultraljud Antocyaninutvinning från Purple Rice Oryza sativa L.
Lila ris av stammen Oryza Sativa (även känd som Violet Nori eller violett ris) är utomordentligt rik på fenoler som favonoid grupp antocyaniner. Turrini et al. (2018) använde ultraljudsextraktion för att isolera polyfenoler som antocyaniner och antioxidanter från karyopsis (i sin helhet, brun och parkokt form) och bladen av lila ris. Ultraljud utvinning utfördes med hjälp av en Hielscher UP200St (200W, 26kHz, Pic. till vänster) och etanol 60% som lösnings medel.
För att bevara antocyanin integritet, ultraljud extrakt lagras vid −20 ° C, som tillät att lagra dem i minst upp till tre månader.
Cyanidin-3-glukosid (även känd som chrysanthemin) var den överlägset största detekterade antocyaninen i "Violet Nori", "Artemide" och "Nerone"-sorter som undersökts i studien av Turrini et al., medan peonidin-3-glukosid och Cyanidin-3-rutinosid (även antirrhinin) hittades i lägre mängder.
De violetta bladen av Oryza sativa är en utmärkt källa till antocyaniner och total fenolhalt (TPC). Med ett belopp ca. 2-3-faldigt högre än de i ris och mjöl, lämnar Oryza presentera en billig råvara för utvinning av antocyaniner. En beräknad avkastning på cirka 4 kg Antocyanin/t färska blad är betydligt högre än för 1 kg Antocyanin/t ris, beräknat på grund val av medel antocyaninfärgning belopp som upptäckts i "Violet Nori" ris (1300 μg/g ris, som Cyanidin-3-glukosid) för en avkastning på cirka 68 kg ris från 100 kg Paddy.
Ultraljud Antocyaninutvinning från rödkål
Ravanfar et al. (2015) har undersökt effektiviteten av ultraljud utvinning av antocyaniner från rödkål. Ultraljud utvinning experiment utfördes med hjälp av ultraljud system UP100H (Hielscher Ultrasonics, 30 kHz, 100 W). Den sonotrode MS10 (10mm spets diameter) sattes in i mitten av en temperaturkontrollerad mantlade glas bägare.
Nyklippt rödkål bitar av 5mm dimension (kubisk form) och 92,11 ± 0,45% fukt innehåll användes för detta experiment. En mantlade glas bägare (volym: 200ml) fylldes med 100ml destillerat vatten och 2g av rödkål bitar. Bägaren täcktes med aluminiumfolie för att förhindra förlust av lösnings medel (vatten) genom avdunstning under processen. I alla experiment underhålls temperaturen i bägaren med hjälp av termostatstyrning. Prover samlades slutligen, filtreras och centrifugeras vid 4000rpm och slå samman supernatanterna utnyttjades för att bestämma antocyaninfärgning avkastning. Extraktion i vatten bad utfördes som kontroll experiment.
Den optimala avkastningen av Antocyanin från rödkål fastställdes vid makt 100 W, 30 min och temperaturen på 15 ° c vilket resulterade antocyaninavkastningen på cirka 21 mg/L.
På grund av dess färg förändringar på pH-värde och dess intensiva färgning, rödkål färg ämne har använts som ett pH-indikator i farmaceutiska formuleringar eller som en antioxidanter och färg ämnen i livsmedels system, respektive.
Ultrasonics intensifierar utvinning av antocyaniner från växtmaterial avsevärt.
Källa: Ravanfar et al. 2015
Andra studier visar den framgångs rika ultraljud utvinning av antocyaniner från blåbär, björnbär, vindruvor, körsbär, jordgubbar och lila söt potatis bland andra.
Ultraljudsbehandling setup med UIP1000hdT för utvinning av bioaktiva föreningar från växter i ett parti. [Petigny et al. 2013]
Hög effekt ultraljud processorer från Labb pilot-och industriell skala.
Ultrasonic Extractors med hög prestanda
Hielscher Ultrasonics är specialiserat på tillverkning högpresterande ultraljud processorer för produktion av högkvalitativa extrakt från växter.
Hielschers breda produkt portfölj sträcker sig från små, kraftfulla labb ultrasonicators till robust bänk och helt industriella system, som levererar hög intensitet ultraljud för effektiv utvinning och isolering av bioaktiva ämnen (t. ex. Antocyaniner Mer från gingerol, piperin, curcumin etc.). Alla Ultrasonic enheter från 200W till 16, 000W har en färgad display för digital kontroll, ett integrerat SD-kort för automatisk data registrering, fjärrstyrd webbläsare och många fler användarvänliga funktioner. Den sonotrodes och flöde celler (de delar, som är i kontakt med mediet) kan autoklaveras och är lätta att rengöra.
Hielschers robusta ultraljud processorer är byggda för 24/7 drift under full belastning, kräver lågt underhåll och är enkla och säkra att använda. En digital färg skärm gör det möjligt för en användarvänlig kontroll av ultrasonicator.
Våra system klarar av att leverera från låga upp till mycket höga amplituder. För utvinning av cannabinoider och terpener, erbjuder vi speciella ultraljud sonotrodes (även känd som ultraljud sonder eller horn) som är optimerade för en förnuftig isolering av högkvalitativa aktiva substanser. Alla våra system kan användas för utvinning och efteråt emulgering av cannabinoider. Robustheten av Hielschers ultraljud utrustning möjliggör kontinuerlig drift (24/7) på tunga och i krävande miljöer.
Den exakta kontrollen av ultraljud process parametrar säkerställer reproducerbarhet och process standardisering.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:
| batch Volym | Flödeshastighet | Rekommenderade Devices |
|---|---|---|
| 1 till 500 ml | 10 till 200 ml / min | UP100H |
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 till 100 liter | 2 till 10 1 / min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 till 100 l / min | UIP16000 |
| n.a. | större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
UIP4000hdT (4kW) ultraljud processor för utvinning
Litteratur / Referenser
- 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.
Fakta Värt att veta
Hur fungerar ultraljud-Assisted extraktion?
Tillämpningen av intensiva ultraljud vågor till ett flytande medium resulterar i kavitation. Fenomenet med kavitation leder lokalt till extrema temperaturer, tryck, värme/kyla priser, tryck skillnader och hög skjuvning krafter i mediet. När kavitation bubblor implodera på ytan av fasta ämnen (såsom partiklar, växt celler, vävnader etc.), mikro-Jets och interparticlular kollision generera effekter såsom ytpeeling, erosion och partikel nedbrytning. Dessutom, implosion av kavitation bubblor i flytande Media skapa makro-turbulenser och mikro-blandning.
Ultraljud irraditation av växtmaterial fragment matrisen av växt celler och förbättrar hydrering av samma. Chemat et al (2015) dra satsen att ultraljud utvinning av bioaktiva föreningar från växter är resultatet av olika oberoende eller kombinerade mekanismer inklusive fragmentering, erosion, kapillaritet, detexturation, och sonoporation. Dessa effekter stör cell väggen, förbättra Mass överföring genom att trycka lösnings medel i cellen och sugande Phyto-sammansatta laddade lösnings medel ut, och säkerställa flytande rörelse genom mikro-blandning.
Ultraljud extraktion är baserad på akustisk kavitation och dess hydrodynamiska skjuvning krafter
Ultraljud irraditation av växtmaterial fragment matrisen av växt celler och förbättrar hydrering av samma. Chemat et al. (2015) dra satsen att ultraljud utvinning av bioaktiva föreningar från växter är resultatet av olika oberoende eller kombinerade mekanismer inklusive fragmentering, erosion, kapillaritet, detexturation, och sonoporation. Dessa effekter stör cell väggen, förbättra Mass överföring genom att trycka lösnings medel i cellen och sugande Phyto-sammansatta laddade lösnings medel ut, och säkerställa flytande rörelse genom mikro-blandning.
Ultraljud extraktion uppnår en mycket snabb isolering av föreningar-överträffar konventionella extraktionsmetoder i kortare process tid, högre avkastning, och vid lägre temperaturer. Som en mild mekanisk behandling, ultraljud-Assisted extraktion undviker termisk nedbrytning av bioaktiva komponenter och utmärker sig i jämförelse med andra tekniker såsom konventionell vätskeextraktion, hydrodestillation, eller Soxhlet extraktion, som är kända för att förstöra värme känsliga molekyler. På grund av dessa fördelar, ultraljud extraktion är den föredragna tekniken för frisättning av temperatur känsliga bioaktiva föreningar från växter.
Ultraljud extraktion från växt celler: den mikroskopiska tvärgående avsnitt (TS) visar mekanismen för åtgärder under ultraljud extraktion från celler (förstoring 2000x) [resurs: Vilkhu et al. 2011]
Antocyaninfärgning – Ett värdefullt växt pigment
Antocyaniner är vakuolär växt pigment, som kan visas röd, lila, blå eller svart. Färg uttrycket för den vattenlösliga antocyanhalten i pigment beror på deras pH-värde. Antocyaniner finns i cellen vacuole, mesta dels i blommor och frukter, men också i löv, stjälkar, och rötter, där de finns främst i yttre cell lager såsom epidermis och perifera mesophyll celler.
Vanligast förekommande i naturen är glykosider av Cyanidin, delphinidin, Malvidin, pelargonidin, peonidin, och petunidin.
Framträdande exempel på växter rika på antocyaniner inkluderar Vaccinium arter, såsom blåbär, tranbär, och blåbär; Rubus bär, inklusive svarta hallon, röda hallon och björnbär; svarta vinbär, körsbär, aubergine, svart ris, UBE, Okinawan söt potatis, Concord druva, muscadine druva, rödkål, och violblad. Rödflestrade persikor och äpplen innehåller antocyaniner. Antocyaniner är mindre riklig i banan, sparris, ärter, fänkål, päron och potatis, och kan vara helt frånvarande i vissa sorter av gröna krusbär.
Uppbyggnad av de viktigaste antocyaninerna
Antocyaniner är ett bra alternativ för att ersätta syntetiska färg ämnen i livsmedels produkter. Antocyaniner är godkända för användning som livsmedels färg ämnen i Europeiska unionen, Australien, och Nya Zeeland, med färg ämne kod E163. Antocyaniner finns i frukter och grönsaker och kan beskrivas som en typ av vattenlösliga växt pigment. Kemiskt, antocyaniner är glykosider av Antocyanidiner baserat på 2-fenylbenzophyrylium (flavylium) struktur. Det finns mer än 200 distinkta fytokemikalier som faller inom kategorin antocyaniner. Som huvud färg pigment i vilda frukter och bär finns det många källor från vilka antocyaniner kan utvinnas. En framträdande källa till antocyaniner är huden på druvor. Antocyaninfärgpigment i druvskinn består huvudsakligen av di-glukosider, mono-glukosid, acylated monoglukosider samt acylated di-glukosider av peonidin, Malvidin, Cyanidin, petunidin och delphinidin. Antocyaninhalten i druvor varierar från 30-750mg/100g.
De mest framstående antocyaninerna är Cyanidin, delphinidin, pelargonidin, peonidin, Malvidin och petunidin.
Till exempel antocyaninerna peonidin-3-caffeoyl-p-hydroxibensoylsophoroside-5-glukosid, peonidin-3-(6 "-caffeoyl-6 ' ' '-feruloyl sophoroside) -5-glukosid och Cyanidin-3-caffeoyl-p-hydroxibensoyl sophoroside-5-glukosid finns i lila Sötpotatis.
Antocyaniner – Hälsofördelar
Förutom sin stora förmåga att fungera som en naturlig mat färg ämne, antocyaniner värderas högt för sina antioxidativa effekter. Därför visar antocyaniner många positiva hälso effekter. Forskning har visat att antocyaniner kan hämma DNA-skador i cancer celler, hämmar matsmältningsenzymer, inducerar insulin produktion i isolerade pankreasceller, minska inflammatoriska reaktioner, skydda mot åldersrelaterade ned gång i hjärnans funktion, förbättra kapillärblod kärl och förhindra trombocyter agg regering.