Ultrasonik Antosiyanin Ekstraksiyonu

Antosiyaninler, gıda ürünlerinde doğal renklendirici ve besin katkı maddesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultrasonik ekstraksiyon, yüksek kaliteli antosiyaninler elde etmek için oldukça verimli ve basit bir tekniktir. Prob tipi sonikatörlerin kullanılması, bitkilerden yüksek kaliteli antosiyaninlerin salınmasını teşvik ederek daha yüksek verim ve hızlı bir süreç sağlar. Aynı zamanda, sonikasyon, gıda ve ilaç sınıfı antosiyaninlerin endüstriyel üretimi için hafif, yeşil ve verimli bir tekniktir.

antosiyaninler – Bir Sonikatör Kullanarak Yüksek Kaliteli Antosiyaninler Nasıl Çıkarılır

Antosiyaninler, gıda endüstrisinde doğal renklendirici olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Moleküler yapıya ve pH değerine bağlı olarak turuncudan kırmızıya, mor ve maviye kadar geniş bir renk tonu yelpazesine sahiptirler. Antosiyaninlere olan ilgi sadece renklendirme etkilerine değil, aynı zamanda sağlığa yararlı özelliklerine de dayanmaktadır. Sentetik boyalarla ilgili artan çevre ve sağlık endişeleri nedeniyle, doğal boyalar gıda ve ilaç endüstrisi için çevre dostu renklendirici olarak harika bir alternatiftir.

Ultrasonik Olarak Geliştirilmiş Antosiyanin Ekstraksiyonu

Ultrason ile Antosiyaninler Nasıl Çıkarılır? – Örnek Olay İncelemeleri

Mor Pirinçten Ultrasonik Antosiyanin Ekstraksiyonu Oryza Sativa L.

Oryza Sativa türünün mor pirinci (Menekşe Nori veya menekşe pirinci olarak da bilinir), antosiyaninlerin favonoid grubu gibi fenolikler açısından olağanüstü derecede zengindir. Turrini ve ark. (2018), antosiyaninler ve antioksidanlar gibi polifenolikleri karyopsisten (bütün, kahverengi ve yarı kaynatılmış formda) ve mor pirincin yapraklarından izole etmek için ultrasonik ekstraksiyon kullandı. Ultrasonik ekstraksiyon bir Hielscher kullanılarak gerçekleştirildi UP200St (200W, 26kHz, PIC. solda) ve çözücü olarak% 60 etanol.
Antosiyanin bütünlüğünü korumak için, ultrasonik ekstraktlar -20 ° C'de saklandı ve bu da en az üç aya kadar saklanmasına izin verdi.
Siyanidin-3 glukozit (krizantem olarak da bilinir), Turrini ve ark.'nın çalışmasında incelenen 'Violet Nori', 'Artemide' ve 'Nerone' çeşitlerinde tespit edilen en önemli antosiyanin iken, peonidin-3-glukozit ve siyanidin-3-rutinosit (ayrıca antirrin) daha düşük miktarlarda bulundu.
Oryza Sativa'nın menekşe yaprakları mükemmel bir antosiyanin ve toplam fenolik içerik (TPC) kaynağıdır. Pirinç ve undakinden yaklaşık 2-3 kat daha yüksek bir miktara sahip olan Oryza yaprakları, antosiyaninlerin ekstraksiyonu için ucuz bir hammadde sunar. 'Violet Nori' pirincinde (siyanidin-3-glukozit olarak 1300 μg/g pirinç) tespit edilen orta antosiyanin miktarlarına göre hesaplanan yaklaşık 4 kg antosiyanin/t taze yaprak tahmini verimi, 1 kg antosiyanin/t pirincin veriminden önemli ölçüde daha yüksektir ve 100 kg çeltikten yaklaşık 68 kg pirinç verimi elde edilir.

Kırmızı Lahanadan Ultrasonik Antosiyanin Ekstraksiyonu

Ravanfar ve ark. (2015), kırmızı lahanadan antosiyaninlerin ultrasonik ekstraksiyonunun etkinliğini araştırmıştır. Ultrasonik ekstraksiyon deneyleri ultrasonik sistem kullanılarak gerçekleştirilmiştir UP100H (Hielscher Ultrasonics, 30 kHz, 100 W). Sonotrot MS10 (10 mm uç çapı), sıcaklık kontrollü ceketli bir cam beherin ortasına yerleştirildi.

Bu deney için 5 mm boyutunda (kübik şekilli) ve 92.11 ± % 0.45 nem içeriğine sahip taze kesilmiş kırmızı lahana parçaları kullanılmıştır. Ceketli bir cam beher (hacim: 200 ml) 100 ml damıtılmış su ve 2 g kırmızı lahana parçası ile dolduruldu. İşlem sırasında buharlaşma ile solvent (su) kaybını önlemek için beher alüminyum folyo ile kaplanmıştır. Tüm deneylerde, beherdeki sıcaklık termostatik kontrolör kullanılarak korunmuştur. Numuneler son olarak toplandı, filtrelendi ve 4000 rpm'de santrifüjlendi ve antosiyanin verimini belirlemek için süpernatanlar kullanıldı. Su banyosunda ekstraksiyon kontrol deneyi olarak gerçekleştirilmiştir.
Kırmızı lahanadan elde edilen optimum antosiyanin verimi 100 W gücünde, 30 dakika sürede ve 15°C sıcaklıkta belirlendi ve bu da yaklaşık 21 mg / L antosiyanin verimi ile sonuçlandı.
Kırmızı lahana boyası, pH değeri üzerindeki renk değişimleri ve yoğun renklenmesi nedeniyle farmasötik formülasyonlarda pH indikatörü olarak veya gıda sistemlerinde antioksidan ve renklendirici olarak kullanılmaktadır.

Ultrasonikler, antosiyaninlerin bitki materyalinden ekstraksiyonunu önemli ölçüde yoğunlaştırır.
Kaynak: Ravanfar ve ark. 2015

 
Diğer çalışmalar, diğerlerinin yanı sıra yaban mersini, böğürtlen, üzüm, kiraz, çilek ve mor tatlı patatesten antosiyaninlerin başarılı bir şekilde ultrasonik ekstraksiyonunu göstermektedir.

Yüksek Performanslı Ultrasonik Çıkarıcılar

Hielscher Ultrasonics, botaniklerden yüksek kaliteli özlerin üretimi için yüksek performanslı ultrasonik işlemciler üretiminde uzmanlaşmıştır.
Hielscher sonicators geniş portföyü, küçük, güçlü laboratuar ultrasonicators, biyoaktif maddelerin (örn. antosiyaninler, gingerol, piperin, Curcumin vb.).
Tüm ultrasonicators 200W Hedef 16.000W dijital kontrol için renkli bir dokunmatik ekrana, otomatik veri kaydı için entegre bir SD karta, tarayıcı uzaktan kumandasına ve daha birçok kullanıcı dostu özelliğe sahiptir. Sonotrodlar ve akış hücreleri (ortamla temas halinde olan parçalar) otoklavlanabilir ve temizlenmesi kolaydır.
Hielscher sonicators çok sağlamdır ve tam yük altında 7/24 çalışma için üretilmiştir, düşük bakım gerektirir ve kullanımı kolay ve güvenlidir. Dijital renkli ekran, ultrasonicator'ın kullanıcı dostu bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
Sistemlerimiz düşükten çok yüksek genliklere kadar teslimat yapabilir. Kannabinoidlerin ve terpenlerin ekstraksiyonu için, yüksek kaliteli aktif maddelerin hassas izolasyonu için optimize edilmiş özel ultrasonik sonotrodlar (ultrasonik problar veya boynuzlar olarak da bilinir) sunuyoruz. Tüm sistemlerimiz kannabinoidlerin ekstraksiyonu ve ardından emülsifikasyonu için kullanılabilir. Hielscher sonicators sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda sürekli çalışmaya (24/7) izin verir.

Ultrasonik proses parametrelerinin hassas kontrolü, tekrarlanabilirlik ve proses standardizasyonu sağlar.
 

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:

Literatür / Referanslar

• 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.

Bilmeye Değer Gerçekler

Ultrason Destekli Ekstraksiyon Nasıl Çalışır?

Yoğun ultrason dalgalarının sıvı bir ortama uygulanması kavitasyon ile sonuçlanır. Olgusu Kavitasyon yerel olarak ortamdaki aşırı sıcaklıklara, basınçlara, ısıtma/soğutma hızlarına, basınç farklarına ve yüksek kesme kuvvetlerine yol açar. Kavitasyon kabarcıkları katıların yüzeyinde (parçacıklar, bitki hücreleri, dokular vb.) patladığında, mikro jetler ve parçacıklar arası çarpışma, yüzey soyulması, erozyon ve parçacık parçalanması gibi etkiler oluşturur. Ek olarak, sıvı ortamdaki kavitasyon kabarcıklarının patlaması makro türbülanslar ve mikro karışım yaratır.
Bitki materyalinin ultrasonik ışınlanması, bitki hücrelerinin matrisini parçalar ve aynı hidrasyonunu arttırır. Chemat ve arkadaşları (2015), botaniklerden biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun, parçalanma, erozyon, kılcallık, doku çözme ve sonoporasyon dahil olmak üzere farklı bağımsız veya birleşik mekanizmaların sonucu olduğu sonucuna varmıştır. Bu etkiler hücre duvarını bozar, çözücüyü hücre içine iterek ve fito-bileşik yüklü çözücüyü emerek kütle transferini iyileştirir ve mikro karıştırma yoluyla sıvı hareketini sağlar.

Ultrasonik ekstraksiyon, akustik kavitasyona ve hidrodinamik kesme kuvvetlerine dayanır

Bitki materyalinin ultrasonik ışınlanması, bitki hücrelerinin matrisini parçalar ve aynı hidrasyonunu arttırır. Chemat ve ark. (2015), botaniklerden biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun, parçalanma, erozyon, kılcallık, doku kaybı ve sonoporasyon dahil olmak üzere farklı bağımsız veya birleşik mekanizmaların sonucu olduğu sonucuna varmıştır. Bu etkiler hücre duvarını bozar, çözücüyü hücre içine iterek ve fito-bileşik yüklü çözücüyü emerek kütle transferini iyileştirir ve mikro karıştırma yoluyla sıvı hareketini sağlar.
Ultrasonik ekstraksiyon, bileşiklerin çok hızlı bir şekilde izole edilmesini sağlar - daha kısa işlem süresinde, daha yüksek verimde ve daha düşük sıcaklıklarda geleneksel ekstraksiyon yöntemlerinden daha iyi performans gösterir. Hafif bir mekanik işlem olarak, ultrason destekli ekstraksiyon, biyoaktif bileşenlerin termal bozunmasını önler ve ısıya duyarlı molekülleri yok ettiği bilinen geleneksel solvent ekstraksiyonu, hidrodamıtma veya Soxhlet ekstraksiyonu gibi diğer tekniklerle karşılaştırıldığında üstündür. Bu avantajlardan dolayı, ultrasonik ekstraksiyon, botaniklerden sıcaklığa duyarlı biyoaktif bileşiklerin salınması için tercih edilen tekniktir.

Bitki hücrelerinden ultrasonik ekstraksiyon: mikroskobik enine kesit (TS), hücrelerden ultrasonik ekstraksiyon sırasındaki eylemlerin mekanizmasını gösterir (büyütme 2000x) [kaynak: Vilkhu ve ark. 2011]

antosiyanin – Değerli bir bitki pigmenti

Antosiyaninler, kırmızı, mor, mavi veya siyah görünebilen vakuolar bitki pigmentleridir. Suda çözünür antosiyanin pigmentlerinin renk ifadesi, pH değerlerine bağlıdır. Antosiyaninler, hücre vakuolünde, çoğunlukla çiçeklerde ve meyvelerde bulunur, aynı zamanda yapraklarda, gövdelerde ve köklerde bulunur ve burada çoğunlukla epidermis ve periferik mezofil hücreleri gibi dış hücre katmanlarında bulunurlar.
Doğada en sık görülen siyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin ve petunidin'in glikozitleridir.
Antosiyaninler açısından zengin bitkilerin önde gelen örnekleri arasında yaban mersini, kızılcık ve yaban mersini gibi vaccinium türleri; Siyah ahududu, kırmızı ahududu ve böğürtlen dahil olmak üzere Rubus meyveleri; frenk üzümü, kiraz, patlıcan, siyah pirinç, ube, Okinawa tatlı patatesi, Concord üzümü, muscadine üzümü, kırmızı lahana ve menekşe yaprakları. Kırmızı etli şeftali ve elma antosiyanin içerir. Antosiyaninler muz, kuşkonmaz, bezelye, rezene, armut ve patateste daha az bulunur ve bazı yeşil bektaşi üzümü çeşitlerinde tamamen bulunmayabilir.

Ana antosiyaninlerin yapısı

Antosiyaninler, gıda ürünlerindeki sentetik renklendirici maddelerin yerini almak için harika bir alternatiftir. Antosiyaninler, Avrupa Birliği, Avustralya ve Yeni Zelanda'da gıda boyası olarak kullanım için onaylanmıştır ve renklendirici kodu E163'tür. Antosiyaninler meyve ve sebzelerde bulunur ve suda çözünür bir tür bitki pigmenti olarak tanımlanabilir. Kimyasal olarak antosiyaninler, 2-fenilbenzofirilyum (flavylium) yapısına dayanan antosiyanidinlerin glikozitleridir. Antosiyaninler kategorisine giren 200'den fazla farklı fitokimyasal vardır. Yabani meyve ve meyvelerde ana renk pigmenti olarak, antosiyaninlerin ekstrakte edilebileceği birçok kaynak vardır. Antosiyaninlerin önemli bir kaynağı üzüm kabuğudur. Üzüm kabuğundaki antosiyanin pigmentleri esas olarak di-glukozitler, mono-glukozitler, asillenmiş monoglukozitler ve ayrıca peonidin, malvidin, siyanidin, petunidin ve delphinidin'in asillenmiş di-glukozitlerinden oluşur. Üzümdeki antosiyanin içeriği 30-750mg / 100g arasında değişmektedir.
En belirgin antosiyaninler siyanidin, delphinidin, pelargonidin, peonidin, malvidin ve petunidin'dir.
Örneğin, antosiyaninler peonidin-3-kafeoil-p-hidroksibenzoil sophorosid-5-glukozit, peonidin-3- (6 "-kafeoil-6 ''-ferüloil soforozit) -5-glukozit ve siyanidin-3-kafeoil-p-hidroksibenzoil sophorosid-5-glukozit mor tatlı patateslerde bulunur.

antosiyaninler – Sağlık yararları

Doğal bir gıda boyası olarak işlev görme yeteneklerinin yanı sıra, antosiyaninler antioksidatif etkileri nedeniyle oldukça değerlidir. Bu nedenle, antosiyaninler birçok olumlu sağlık etkisi göstermektedir. Araştırmalar, antosiyaninlerin kanser hücrelerinde DNA hasarını engelleyebildiğini, sindirim enzimlerini inhibe edebildiğini, izole pankreas hücrelerinde insülin üretimini indükleyebildiğini, inflamatuar tepkileri azaltabildiğini, beyin fonksiyonlarında yaşa bağlı düşüşe karşı koruma sağlayabileceğini, kılcal kan damarlarının sıkılığını iyileştirebileceğini ve trombosit agregasyonunu önleyebileceğini göstermiştir.