Siêu âm anthocyanin khai thác
- Anthocyanin được sử dụng rộng rãi như chất nhuộm tự nhiên và phụ gia dinh dưỡng trong các sản phẩm thực phẩm.
- Khai thác bằng siêu âm thúc đẩy việc phát hành các anthocyanins chất lượng cao từ thực vật dẫn đến năng suất cao hơn và một quá trình nhanh chóng.
- Sonication là một kỹ thuật nhẹ, xanh và hiệu quả cho việc sản xuất công nghiệp của thực phẩm-/Pharma-Grade anthocyanins.
Anthocyanins
Anthocyanin được sử dụng rộng rãi như chất nhuộm tự nhiên trong ngành công nghiệp thực phẩm. Chúng có nhiều tông màu khác nhau, từ cam qua đỏ, tím và xanh, tùy thuộc vào cấu trúc phân tử và giá trị pH. Sự quan tâm đến anthocyanins không chỉ dựa trên hiệu ứng màu của chúng, mà còn do các tính năng mang lại lợi ích sức khỏe của chúng. Do phát triển môi trường và sức khỏe mối quan tâm về thuốc nhuộm tổng hợp, thuốc nhuộm tự nhiên là một lựa chọn tuyệt vời như màu môi trường thân thiện cho ngành công nghiệp thực phẩm và thuốc.
Ultrasonically-cải tiến anthocyanin khai thác
- Năng suất cao hơn
- Quy trình chiết nhanh – trong vòng vài phút
- Chất chiết xuất chất lượng cao – chiết xuất nhẹ, không nhiệt
- Dung môi xanh (nước, ethanol, glycerin, veget. dầu vv)
- Vận hành dễ dàng và an toàn
- Chi phí đầu tư và hoạt động thấp
- Bền Bỉ và bảo trì thấp
- Màu xanh lá cây, phương pháp thân thiện với môi trường
Làm thế nào để trích xuất Anthocyyanins với siêu âm? – Nghiên cứu tình huống
Siêu âm anthocyanin khai thác từ gạo tím Oryza sativa L.
Gạo tím của chủng Oryza sativa (còn được gọi là Violet Nori hoặc gạo Violet) là cực phong phú trong phenol như nhóm favonoid của anthocyanins. Turrini et al. (2018) sử dụng siêu âm khai thác để cô lập polyphenolics như anthocyanins và chất chống oxy hóa từ quả thóc (trong toàn bộ, nâu, và hình thức parluộc) và lá của gạo tím. Khai thác siêu âm được thực hiện bằng cách sử dụng một Hielscher UP200St (200W, 26kHz, Pic. trái) và ethanol 60% làm dung môi.
Để bảo tồn tính toàn vẹn anthocyanin, các chất chiết xuất từ siêu âm được lưu trữ ở − 20 ° c, cho phép lưu trữ chúng ít nhất đến ba tháng.
Cyanidin-3 glucoside (còn được gọi là chrysanthemin) đã được phát hiện chính anthocyanin trong ' Violet Nori ', ' Artemide ' và ' Nerone ' giống cây trồng trong nghiên cứu của Turrini et al., trong khi peonidin-3-glucoside và cyanidin-3-rutinoside (cũng antirrhinin) được tìm thấy với số lượng thấp hơn.
Lá tím của Oryza sativa là một nguồn tuyệt vời của anthocyanins và tổng hàm lượng phenolic (TPC). Với một số tiền xấp xỉ 2 – gấp 3 lần so với gạo và bột, các lá Oryza trình bày một nguyên liệu thô rẻ tiền để khai thác anthocyanin. Một năng suất ước tính khoảng 4 kg lá tươi anthocyanin/t là cao hơn đáng kể so với gạo 1 kg anthocyanin/t, tính dựa trên cơ sở các số lượng anthocyanin trung bình được phát hiện trong gạo ' Violet Nori ' (1300 μg/g gạo, như cyanidin-3-glucoside) để mang lại khoảng 68 kg gạo từ 100 kg lúa.
Siêu âm anthocyanin chiết xuất từ bắp cải đỏ
Ravanfar et al. (2015) đã điều tra hiệu quả của siêu âm khai thác của anthocyanins từ bắp cải đỏ. Thí nghiệm khai thác siêu âm được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống siêu âm UP100H (Hielscher Ultrasonics, 30 kHz, 100 W). MS10 sonotrode (đường kính tip 10mm) đã được đưa vào Trung tâm của một cốc thủy tinh có kiểm soát nhiệt độ.
Các mẩu cải bắp màu đỏ mới cắt có kích thước 5mm (hình khối) và độ ẩm 92,11 ± 0,45% được sử dụng cho thử nghiệm này. Một cốc thủy tinh jacketed (khối lượng: 200ml) được làm đầy với 100ml nước cất và 2g của miếng bắp cải đỏ. Các cốc được bao phủ bằng lá nhôm để ngăn ngừa mất dung môi (nước) bằng sự bốc hơi trong quá trình. Trong tất cả các thí nghiệm nhiệt độ trong cốc được duy trì sử dụng bộ điều khiển nhiệt tĩnh. Các mẫu cuối cùng đã được thu thập, lọc và ly tâm tại 4000rpm và supernatants được sử dụng để xác định năng suất anthocyanin. Khai thác trong bồn tắm nước được thực hiện như thử nghiệm kiểm soát.
Năng suất tối ưu của anthocyanin từ cải bắp đỏ đã được xác định ở sức mạnh của 100 W, thời gian 30 phút và nhiệt độ 15 ° c, kết quả là sản lượng anthocyanin khoảng 21 mg/L.
Do những thay đổi về giá trị pH và màu sắc mạnh mẽ của nó, thuốc nhuộm bắp cải đỏ đã được sử dụng như một chỉ số ph trong các công thức dược phẩm hoặc như là một chất chống oxy hóa và chất màu trong hệ thống thực phẩm, tương ứng.
Ultrasonics tăng cường việc chiết xuất anthocyanin từ vật liệu thực vật đáng kể.
Nguồn: Ravanfar et al. 2015
Các nghiên cứu khác chứng minh sự khai thác siêu âm thành công của anthocyanins từ quất, quả mâm xôi, nho, anh đào, dâu tây và khoai lang tím giữa các loại khác.
Thiết lập Sonication với UIP1000hdT cho việc khai thác các hợp chất hoạt tính sinh học từ thực vật trong một lô. [Petigny et al. 2013]
Bộ vi xử lý siêu âm công suất cao từ Phòng thí nghiệm để thí điểm và quy mô công nghiệp.
Hiệu suất cao siêu âm Extractors
Hielscher Ultrasonics chuyên sản xuất bộ vi xử lý siêu âm hiệu suất cao để sản xuất chất chiết cao từ thực vật.
Sản phẩm rộng của Hielscher danh mục đầu tư từ nhỏ, mạnh mẽ phòng thí nghiệm ultrasonicators đến hệ thống băng ghế dự bị mạnh mẽ và đầy đủ công nghiệp, trong đó cung cấp siêu âm cường độ cao cho việc khai thác hiệu quả và cô lập các chất hoạt tính sinh học (ví dụ như Anthocyanins không có, piperine, Curcumin vv). Tất cả các thiết bị siêu âm từ 200W đến 16, 000W có hiển thị màu cho điều khiển kỹ thuật số, một thẻ SD tích hợp để ghi dữ liệu tự động, điều khiển từ xa của trình duyệt và nhiều tính năng thân thiện với người dùng hơn. Các tế bào sonotrodes và dòng chảy (các bộ phận, được liên lạc với các phương tiện) có thể được hấp và rất dễ dàng để làm sạch.
Bộ vi xử lý siêu âm mạnh mẽ của Hielscher được xây dựng cho 24/7 hoạt động dưới tải đầy đủ, yêu cầu bảo trì thấp và dễ dàng và an toàn để hoạt động. Màn hình màu kỹ thuật số cho phép kiểm soát ultrasonicator thân thiện với người dùng.
Hệ thống của chúng tôi có khả năng cung cấp từ thấp đến biên độ rất cao. Để chiết xuất cannabinoids và terpen, chúng tôi cung cấp sonotrodes siêu âm đặc biệt (còn được gọi là đầu dò siêu âm hoặc sừng) được tối ưu hóa cho sự cô lập hợp lý các chất hoạt động chất lượng cao. Tất cả các hệ thống của chúng tôi có thể được sử dụng để khai thác và sau đó nhũ tương của cannabinoids. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động liên tục (24/7) tại nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi.
Việc kiểm soát chính xác các thông số quá trình siêu âm đảm bảo khả năng tái tạo và chuẩn hóa quy trình.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:
| batch Khối lượng | Tốc độ dòng | Thiết bị khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500ml | 10 đến 200mL / phút | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL / phút | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 đến 20L | 00,2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
| N.A. | lớn hơn | Cụm UIP16000 |
Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!
Bộ xử lý siêu âm UIP4000hdT (4kW) để chiết xuất
Văn học / Tài liệu tham khảo
- Chemat, Farid; Rombaut, Natacha; ^ Sicaire, Anne-Gaëlle; Meullemiestre, Alice; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Abert-Vian, Maryline (2017): siêu âm hỗ trợ khai thác thực phẩm và các sản phẩm tự nhiên. Cơ chế, kỹ thuật, kết hợp, giao thức và ứng dụng. Một đánh giá. Ultrasonics Sonochemistry 34 (2017) 540 – 560.
- Ravanfar, Raheleh; Tamadon, Ali Mohammad, Niakousari, mehrdad (2015): tối ưu hóa chiết xuất siêu âm hỗ trợ của anthocyanins từ bắp cải đỏ bằng cách sử dụng phương pháp thiết kế Taguchi. J thực phẩm khoa học viễn tưởng Technol. 2015 tháng mười một; 52 (12): 8140 – 8147.
- Turrini, Federica; Boggia, Raffaella; -Leardi, Riccardo; Borriello, Matilde; Zunin, Paola (2018): tối ưu hóa các siêu âm hỗ trợ khai thác các hợp chất phenolic từ Oryza sativa L. ' Violet Nori ' và xác định các tính chất chống oxi hóa của Caryopses và lá của nó. Phân tử 2018, 23, 844.
Sự kiện đáng biết
Giải nén hỗ trợ siêu âm làm việc như thế nào?
Việc áp dụng sóng siêu âm cường độ cao đến một môi trường lỏng kết quả trong cavitation. Hiện tượng Cavitation dẫn tại địa phương để nhiệt độ khắc nghiệt, áp lực, tỷ lệ sưởi ấm/làm mát, chênh lệch áp suất và lực cắt cao trong môi trường. Khi bong bóng cavitation implode trên bề mặt của chất rắn (chẳng hạn như các hạt, tế bào thực vật, mô vv), vi phản lực và va chạm interparticlular tạo ra các hiệu ứng như lột bề mặt, xói mòn và phân tích hạt. Ngoài ra, nổ bong bóng cavitation trong phương tiện truyền thông lỏng tạo ra sự hỗn loạn vĩ mô và vi trộn.
Siêu âm chiếu xạ của vật liệu thực vật mảnh ma trận của tế bào thực vật và tăng cường hydrat hóa của cùng một. Chemat et al (2015) kết luận rằng khai thác siêu âm của các hợp chất hoạt tính sinh học từ Botanicals là kết quả của các cơ chế độc lập hoặc kết hợp khác nhau bao gồm phân mảnh, xói mòn, capillarity, detexturation, và sonoporation. Những hiệu ứng này phá vỡ thành tế bào, cải thiện chuyển khối lượng bằng dung môi vào tế bào và hút Phyto-hợp chất nạp dung môi ra, và đảm bảo chuyển động chất lỏng bằng vi trộn.
Khai thác bằng siêu âm dựa trên cavitation âm thanh và lực cắt thủy động của nó
Siêu âm chiếu xạ của vật liệu thực vật mảnh ma trận của tế bào thực vật và tăng cường hydrat hóa của cùng một. Chemat et al. (2015) kết luận rằng khai thác siêu âm các hợp chất hoạt tính sinh học từ thực vật là kết quả của các cơ chế độc lập hoặc kết hợp khác nhau bao gồm phân mảnh, xói mòn, capillarity, detexturation, và sonoporation. Những hiệu ứng này phá vỡ thành tế bào, cải thiện chuyển khối lượng bằng dung môi vào tế bào và hút Phyto-hợp chất nạp dung môi ra, và đảm bảo chuyển động chất lỏng bằng vi trộn.
Khai thác siêu âm đạt một sự cô lập rất nhanh chóng của các hợp chất-hoạt động tốt hơn các phương pháp khai thác thông thường trong thời gian quy trình ngắn hơn, năng suất cao hơn, và ở nhiệt độ thấp hơn. Như là một điều trị cơ học nhẹ, siêu âm hỗ trợ khai thác tránh sự suy thoái nhiệt của các thành phần hoạt tính sinh học và trội so với các kỹ thuật khác như khai thác dung môi thông thường, hydrochưng, hoặc khai thác Soxhlet, mà được biết là hủy các phân tử nhạy cảm với nhiệt. Do những lợi thế, khai thác siêu âm là kỹ thuật ưa thích cho việc phát hành các hợp chất hoạt tính sinh học nhạy cảm với nhiệt độ từ thực vật.
Khai thác siêu âm từ các tế bào thực vật: phần ngang vi mô (TS) cho thấy cơ chế hoạt động trong quá trình khai thác siêu âm từ các tế bào (phóng đại 2000x) [tài nguyên: Vilkhu et al. 2011]
Anthocyanin – Một sắc tố thực vật có giá trị
Anthocyanin là các sắc tố thực vật bào, có thể xuất hiện màu đỏ, tím, xanh hoặc đen. Biểu đạt màu sắc của các sắc tố anthocyanin hòa tan trong nước phụ thuộc vào giá trị pH của chúng. Anthocyanin được tìm thấy trong các tế bào vacuole, chủ yếu là trong Hoa và trái cây, mà còn trong lá, thân cây, và rễ, nơi chúng được tìm thấy chủ yếu trong các lớp tế bào bên ngoài như lớp biểu bì và các tế bào mesophyll ngoại vi.
Hầu hết thường xảy ra trong thiên nhiên là các glycosides cyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin, và petunidin.
Các ví dụ nổi bật của các loài thực vật giàu anthocyanin bao gồm Vaccinium species, như Blueberry, Cranberry, và cây nham lê; Rubus Berries, bao gồm mâm xôi đen, mâm xôi đỏ, và BlackBerry; blackcurrant, anh đào, cà tím, gạo đen, Ube, Okinawan khoai lang, nho Concord, Muscadine nho, bắp cải đỏ, và cánh hoa màu tím. Các loại đào và táo có fleshed đỏ có chứa anthocyanin. Anthocyanin ít phổ biến trong chuối, măng tây, hạt đậu, cây thì là, lê, khoai lang, và có thể hoàn toàn vắng mặt trong một số giống cây gooseberries xanh.
Cấu trúc của anthocyanin chính
Anthocyanins là một lựa chọn tuyệt vời để thay thế các tác nhân tạo màu tổng hợp trong các sản phẩm thực phẩm. Anthocyanin được phê duyệt để sử dụng làm chất nhuộm thực phẩm ở liên minh châu Âu, Úc và New Zealand, có mã màu E163. Anthocyanin được tìm thấy trong các loại trái cây và rau quả và có thể được mô tả như là một loại chất màu thực vật hòa tan trong nước. Về mặt hóa học, anthocyanin là các glycosides của anthocyanidins dựa trên cấu trúc 2-phenylbenzophyrylium (flavylium). Có hơn 200 chất phytochemical khác biệt rơi vào thể loại anthocyanins. Là một sắc tố màu chính trong trái cây hoang dã và quả mọng, có rất nhiều nguồn từ đó anthocyanins có thể được chiết xuất. Một nguồn nổi bật của anthocyanins là da của nho. Các sắc tố anthocyanin trong da nho bao gồm chủ yếu là di-glucosides, Mono-glucoside, acylated monoglucosides cũng như acylated di-glucosides của peonidin, malvidin, cyanidin, petunidin và delphinidin. Nội dung anthocyanin trong nho thay đổi từ 30-750mg/100g.
Các anthocyanin nổi bật nhất là cyanidin, delphinidin, pelargonidin, peonidin, malvidin và petunidin.
Ví dụ như các anthocyanins peonidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside, peonidin-3-(6 "-caffeoyl-6' '-feruloyl sophoroside) -5-glucoside, và cyanidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoyl sophoroside-5-glucoside được tìm thấy ở Purple khoai lang.
Anthocyanins – Lợi ích sức khỏe
Bên cạnh khả năng tuyệt vời của họ để hoạt động như một chất nhuộm thực phẩm tự nhiên, anthocyanins được đánh giá cao cho hiệu ứng antioxidative của họ. Do đó, anthocyanins Hiển thị nhiều tác động tích cực sức khỏe. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng anthocyanins có thể ức chế thiệt hại DNA trong tế bào ung thư, ức chế enzyme tiêu hóa, gây ra sản xuất insulin trong các tế bào tuyến tụy bị cô lập, giảm phản ứng viêm, bảo vệ chống lại tuổi liên quan đến suy giảm chức năng não, cải thiện độ kín của các mạch máu mao mạch và ngăn chặn tập hợp tiểu cầu.