Процесс извлеченияантоцианы из цветков гороха-бабочкиявляется ключевым шагом в раскрытии их потенциала для промышленного применения. В этом документе содержится-углубленное обсуждение методов экстракции антоцианов, факторов, влияющих на эффективность экстракции, стратегий оптимизации и практического применения экстрагированных пигментов. Но как извлечь антоциан из цветков гороха-бабочки?
Что такоеХимический состав антоцианов в цветках гороха-бабочки?
Порошок цветков гороха-бабочки уникален тем, что в его пигментах преобладают тернатины, которые являются производными антоцианов на основе дельфинидина-. Эти молекулы часто ацилируются ароматическими ацильными группами, такими как п-кумароил, кофеоил и ферулоил. Ацилирование способствует стабильности пигментов, позволяя им противостоять разложению под воздействием тепла или света.
• Основные антоцианы: производные дельфинидина-3,3',5'-триглюкозида.
• Тернатины: полиацилированные антоцианы, ответственные за темно-синий цвет цветка.
• Присутствуют другие флавоноиды: кемпферол и гликозиды кверцетина.
Чувствительность к pH антоцианов гороха-бабочки позволяет им проявлять цветовые переходы, что делает их популярными для функциональных чаев и натуральных пищевых красителей. При кислом pH пигменты становятся от фиолетового до розового цвета; при нейтральном или щелочном pH они имеют оттенки от синего до зеленого.
Экстракция – это, по сути, процесс массообмена, при котором растворенные вещества (антоцианы) диффундируют из твердой фазы (ткани цветка) в растворитель. Эффективность этого процесса зависит от разрушения стенок растительных клеток и высвобождения внутриклеточного содержимого. Ключевые принципы включают в себя следующие.
• Растворимость:
Антоцианы являются полярными молекулами и поэтому хорошо растворимы в полярных растворителях, таких как вода, метанол, этанол и ацетон.
• Диффузия:
Скорость, с которой растворитель проникает в растительный материал и растворенные антоцианы диффундируют.
• Разрушение клеток:
Методы, разрушающие жесткую клеточную стенку (например, измельчение, нагревание, ультразвук), усиливают высвобождение соединений.
• Чисы с растворителем
Выбор растворителя имеет первостепенное значение. Он должен быть эффективным, безопасным для предполагаемого применения (особенно для пищевых продуктов и фармацевтических препаратов) и экономичным.
Как извлечь антоциан из цветков горошка-бабочки?
Вот стандартный протокол с использованием простого и эффективного метода, который можно воспроизвести в лабораторных условиях.
Материалы и оборудование
• Сырье:
Сушеные цветки гороха-бабочки (предпочтительно лепестки, отделенные от зеленой чашечки, поскольку чашечка содержит хлорофилл, который может испортить цвет).
• Растворитель:
Пищевой-этанол (например, 50–70 % в воде) или подкисленная вода (например, с 1 % лимонной кислоты или 0,01 % HCl). Подкисление помогает стабилизировать антоцианы, сохраняя форму катиона флавилия (красный оттенок).
• Оборудование:
Аналитические весы, кофемолка или блендер, колбы Эрленмейера или стаканы, магнитная мешалка с нагревательной пластинкой, термометр, сито или фильтровальная бумага (ватман №. 1), установка для вакуумной фильтрации, мерные цилиндры, ротационный испаритель, бутылки из янтарного стекла для хранения.
Процедура
• Подготовка проб:
Взвесьте определенное количество сушеных цветков гороха-бабочки (например, 50 граммов). С помощью кофемолки измельчите цветы в мелкий порошок. Меньший размер частиц увеличивает площадь поверхности, что приводит к более эффективной экстракции.
• Приготовление растворителя:
Приготовьте растворитель для экстракции. Например, приготовьте 500 мл 60% этанола (по объему), смешав 300 мл 100% этанола с 200 мл дистиллированной воды. Подкислите растворитель, добавив лимонную кислоту до концентрации 1% (мас./об.). Это означает добавление 5 граммов лимонной кислоты к 500 мл растворителя.
• Процесс экстракции:
Перенесите порошкообразный цветочный материал в колбу Эрленмейера емкостью 1000 мл.
Добавьте подготовленный растворитель в колбу в соотношении твердого вещества-к-жидкости 1:10.
Поместите колбу на магнитную мешалку с горячей пластиной. Установите температуру на 50 градусов и перемешивайте с постоянной скоростью в течение определенного периода времени, обычно 60-90 минут. Мягкое нагревание и перемешивание значительно повышают эффективность экстракции по сравнению с холодной мацерацией.
Накройте колбу алюминиевой фольгой, чтобы защитить светочувствительные-антоцианы от разложения.
• Фильтрация:
По истечении времени экстракции снимите колбу с огня и дайте ей остыть. Сначала профильтруйте смесь через муслиновую ткань или сито, чтобы удалить основную часть растительных остатков. Затем выполните вторую фильтрацию через фильтровальную бумагу (или под вакуумом), чтобы получить прозрачный жидкий экстракт темно-синего цвета.
• Концентрация (необязательно, но рекомендуется):
Неочищенный экстракт разбавлен. Для концентрации антоцианов используйте роторный испаритель (rotovap). Установите температуру водяной бани на 40-45 градусов (во избежание термического разложения) и создайте вакуум, чтобы снизить температуру кипения растворителя. В результате этого процесса этанол и немного воды испаряются, в результате чего получается концентрированный вязкий экстракт. Альтернативно, для водных экстрактов можно использовать лиофилизацию (лиофилизацию) для получения сухого порошка.
• Хранилище:
Храните конечный концентрированный жидкий экстракт или порошок цветков гороха-бабочки в бутылке из янтарного стекла, по возможности продутой газообразным азотом, и храните ее при температуре 4 градуса. Свет, кислород и тепло являются основными врагами стабильности антоцианов.
ЧтоФакторы влияютЭкстракция антоцианов?
На экстракцию антоцианов из цветков гороха-бабочки влияют несколько переменных. Оптимизация этих факторов необходима для достижения максимального выхода и поддержания стабильности пигмента.
Выбор растворителя
Это наиболее критический фактор. Порошок цветков гороха-бабочки — антоцианы, которые являются полярными молекулами, поэтому требуются полярные растворители.
• Вода:
Самый простой, безопасный и дешевый растворитель. Идеально подходит для пищевых применений. Однако вода может совместно-экстрагировать сахара, белки и другие водо-растворимые примеси. Эффективность экстракции может быть низкой.
• Подкисленная вода:
Добавление небольшого количества слабой кислоты (например, лимонной кислоты, уксусной кислоты или соляной кислоты) в воду (рН 1–3) протонирует молекулу антоциана, стабилизируя ее в форме катиона флавилия (которая имеет красный цвет, но выглядит более стабильной во время экстракции) и улучшает ее растворимость и выход. Это очень распространенная практика.
• Этанол-Смеси воды:
Смесь этанола и воды (например, 50-80% этанола) часто является наиболее эффективным растворителем. Этанол безопасен для пищевых и косметических целей (статус GRAS) и обладает хорошей полярностью к антоцианам. Вода помогает набухать растительным тканям, позволяя этанолу лучше проникать. Более высокие процентные содержания этанола могут быть менее эффективными для высокополярных тернатинов.
• Другие растворители:
Метанол очень эффективен в лабораторных условиях, но токсичен и непригоден для пищевых-экстрактов.
Соотношение твердого-к-жидкости
Соотношение массы растительного порошка и объема растворителя имеет решающее значение. Слишком высокое соотношение (слишком много порошка) приводит к насыщению растворителем, ограничивая дальнейшую экстракцию. Слишком низкое соотношение (слишком много растворителя) является расточительным. Оптимальное соотношение обеспечивает эффективное использование растворителя и энергии. Типичные оптимизированные соотношения варьируются от 1:10 до 1:50 (мас./об.).
Температура
Как правило, повышение температуры увеличивает выход экстракции за счет снижения вязкости растворителя и увеличения скорости диффузии. Однако антоцианы термически лабильны. Существует оптимальный температурный интервал (обычно 40-70 градусов для HAE и ниже для UAE/MAE), за пределами которого разложение происходит быстрее, чем экстракция, что приводит к чистой потере антоцианов.
Время
Время экстракции должно быть оптимизировано. Первоначально урожайность быстро увеличивается со временем по мере диффузии антоцианов. Однако достигается точка равновесия, при которой соединения больше не экстрагируются. Длительная экстракция за пределами этой точки неэффективна и может подвергнуть экстрагированные антоцианы воздействию разрушающих условий (кислорода, света, тепла).
рН
Как уже упоминалось, низкий уровень pH (кислая среда) очень благоприятен для стабильности антоцианов во время экстракции. Нейтральный или щелочной pH может привести к быстрому разложению и потере цвета.
Краткое содержание
Извлечение антоцианов из порошка цветков гороха-бабочки из цветков гороха-бабочки представляет собой решающий шаг в использовании их ценности в качестве натуральных пигментов и биологически активных соединений. От традиционных методов растворителей до передовых экологически чистых технологий — различные методы могут быть адаптированы для максимизации выхода, поддержания стабильности и удовлетворения промышленных потребностей. Методы очистки и анализа обеспечивают качество антоцианов для использования в пищевых продуктах, добавках, косметике и инновационной упаковке. Компания Guanjie Biotech — оптовый поставщик порошка цветков гороха-бабочки, гарантирующий надежный источник высококачественного-сырья для экстракции антоцианов и сопутствующих применений. Добро пожаловать, чтобы узнать у нас по адресуinfo@gybiotech.com.
Ссылкаs
[1] Ху, Х.Э., Азлан, А., Тан, С.Т., и Лим, С.М. (2017). Антоцианидины и антоцианы: цветные пигменты в качестве пищевых продуктов, фармацевтические ингредиенты и потенциальная польза для здоровья. Исследования продуктов питания и питания, 61 (1), 1361779.
[2] Эшер, ГБ, Вэнь, М., Чжан, Л., Россо, Н.Д., и Гранато, Д. (2020). Химический состав и биологически активные свойства Clitoria ternatea L.: Обзор. Тенденции в пищевой науке и технологиях, 102, 114–129.
[3] Конг, Дж. М., Чиа, Л. С., Го, НК, Чиа, Т. Ф. и Бруйар, Р. (2003). Анализ и биологическая активность антоцианов. Фитохимия, 64(5), 923–933.
[4] Патрас А., Брантон Н.П., О'Доннелл К. и Тивари Б.К. (2010). Влияние термической обработки на стабильность антоцианов в пищевых продуктах: механизмы и кинетика разложения. Тенденции в пищевой науке и технологиях, 21 (1), 3–11.
[5] Шривастава А., Акох К.С., Йи В. и Фишер Дж. (2007). Влияние антоцианов на физико-химические свойства и стабильность модельных пищевых систем. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии, 55 (22), 9020–9027.
[6] Ёсида К., Мори М. и Кондо Т. (2009). Развитие окраски синего цветка антоцианами: от химической структуры к физиологии клеток. Отчеты о натуральных продуктах, 26(7), 884–915.
[7] Наир В. и Мазумдер А. (2019). Природные глубокоэвтектические растворители для экстракции биоактивных соединений: обзор. Журнал молекулярных жидкостей, 296, 111928.
