Poistoprosessiantosyaanit perhosherneen kukistaon keskeinen askel niiden potentiaalin vapauttamisessa teollisiin sovelluksiin. Tämä asiakirja tarjoaa perusteellisen-keskustelun antosyaanien uuttomenetelmistä, uuttotehokkuuteen vaikuttavista tekijöistä, optimointistrategioista ja uutettujen pigmenttien käytännön sovelluksista. Mutta kuinka saada antosyaani perhosherneen kukasta?
Mikä onAntosyaanien kemiallinen koostumus perhosherneen kukissa?
Perhosherneenkukkajauhe on ainutlaatuinen siinä mielessä, että sen pigmenttejä hallitsevat ternatiinit, jotka ovat delfinidiini{0}}pohjaisten antosyaanien johdannaisia. Nämä molekyylit asyloidaan usein aromaattisilla asyyliryhmillä, kuten p-kumaroyyli-, kofeoyyli- ja feruloyyliosilla. Asylointi edistää pigmenttien stabiilisuutta, jolloin ne kestävät hajoamista lämmön tai valon vaikutuksesta.
• Tärkeimmät antosyaanit: delfinidiini-3,3′,5′-triglukosidijohdannaiset.
• Ternatiinit: Polyasyloidut antosyaanit, jotka vastaavat kukan syvän sinisestä väristä.
• Muut läsnä olevat flavonoidit: Kaempferol ja kversetiiniglykosidit.
Perhosherneen antosyaanien pH-herkkyys mahdollistaa niiden värinmuutoksen, mikä tekee niistä suosittuja funktionaalisten teiden ja luonnollisten elintarvikevärien joukossa. Happamassa pH:ssa pigmentit muuttuvat violetiksi vaaleanpunaisiksi; neutraalissa tai emäksisessä pH:ssa ne näyttävät sinisestä vihreään sävyjä.
Uutto on olennaisesti massansiirtoprosessi, jossa liuenneet aineet (antosyaanit) diffundoituvat kiinteästä faasista (kukkakudoksesta) liuottimeen. Tämän prosessin tehokkuus riippuu kasvien soluseinien hajoamisesta solunsisäisen sisällön vapauttamiseksi. Keskeisiä periaatteita ovat seuraavat.
• Liukoisuus:
Antosyaanit ovat polaarisia molekyylejä ja ovat siksi erittäin liukoisia polaarisiin liuottimiin, kuten veteen, metanoliin, etanoliin ja asetoniin.
• Diffuusio:
Nopeus, jolla liuotin tunkeutuu kasvimateriaaliin ja liuenneet antosyaanit diffundoituvat ulos.
• Solujen häiriöt:
Jäykkää soluseinää hajottavat tekniikat (esim. jauhaminen, lämmitys, ultraääni) lisäävät yhdisteiden vapautumista.
• Liuotin Chices
Liuottimen valinta on ensiarvoisen tärkeää. Sen on oltava tehokas, turvallinen aiottuun käyttöön (erityisesti elintarvikkeisiin ja lääkkeisiin) ja taloudellinen.
Kuinka uuttaa antosyaani perhosherneen kukista?
Tässä on standardiprotokolla, joka käyttää yksinkertaista ja tehokasta menetelmää, joka voidaan toistaa laboratorioympäristössä.
Materiaalit ja laitteet
• Raaka-aine:
Kuivatut perhosherneen kukat (mieluiten vihreästä verhiöstä erotetut terälehdet, koska verhiö sisältää klorofylliä, joka voi saastuttaa värin).
• Liuotin:
Elintarvikelaatuista-etanolia (esim. 50–70 % vedessä) tai happamaa vettä (esim. 1 % sitruunahappoa tai 0,01 % HCl:a). Happamoittaminen auttaa stabiloimaan antosyaanit säilyttämällä flavylium-kationimuodon (punainen sävy).
• Varusteet:
Analyyttinen vaaka, mylly tai tehosekoitin, Erlenmeyer-pullot tai dekantterilasit, magneettisekoitin keittolevyllä, lämpömittari, seula tai suodatinpaperi (Whatman No{0}}), tyhjiösuodatusjärjestelmä, mittasylinterit, pyöröhaihdutin, kullanruskeat lasipullot säilytykseen.
Menettely
• Näytteen valmistus:
Punnitse tietty määrä kuivattuja perhosherneen kukkia (esim. 50 grammaa). Hienonna kukat myllyllä hienoksi jauheeksi. Pienempi hiukkaskoko kasvattaa pinta-alaa, mikä johtaa tehokkaampaan uuttoon.
• Liuottimen valmistus:
Valmista uuttoliuotin. Valmista esimerkiksi 500 ml 60-prosenttista etanolia (v/v) sekoittamalla 300 ml 100-prosenttista etanolia 200 ml:aan tislattua vettä. Tee liuotin happamaksi lisäämällä sitruunahappoa 1 % (w/v) pitoisuuteen. Tämä tarkoittaa, että lisätään 5 grammaa sitruunahappoa 500 ml:aan liuotinta.
• Poistoprosessi:
Siirrä jauhemainen kukkamateriaali 1000 ml:n Erlenmeyer-pulloon.
Lisää valmistettu liuotin pulloon kiinteän -nesteen ja -nesteen suhteen 1:10.
Aseta pullo magneettisekoittimelle, jossa on kuuma levy. Aseta lämpötila 50 asteeseen ja sekoita tasaisella nopeudella tietyn ajan, tyypillisesti 60-90 minuuttia. Mieto lämpö ja sekoitus parantavat merkittävästi uuttotehokkuutta verrattuna kylmämaserointiin.
Peitä pullo alumiinifoliolla, jotta valo{0}}herkät antosyaanit eivät hajoa.
• Suodatus:
Uuttoajan jälkeen pullo poistetaan lämmöltä ja annetaan jäähtyä. Suodata seos ensin musliinikankaan tai siivilän läpi poistaaksesi suurimman osan kasvijätteistä. Suorita sitten toinen suodatus suodatinpaperin läpi (tai tyhjiössä), jotta saat kirkkaan syvän sinisen nesteuutteen.
• Pitoisuus (valinnainen, mutta suositeltu):
Raakauute on laimeaa. Antosyaanien väkevöimiseksi käytä pyöröhaihdutinta (rotovap). Aseta vesihauteen lämpötila 40-45 asteeseen (lämpöhajoamisen välttämiseksi) ja käytä tyhjiötä liuottimen kiehumispisteen alentamiseksi. Tämä prosessi haihduttaa etanolin ja osan vettä, jolloin saadaan väkevä, viskoosi uutte. Vaihtoehtoisesti vesipitoisille uutteille voidaan käyttää kylmäkuivausta (lyofilisointia) kuivan jauheen valmistamiseksi.
• Varastointi:
Säilytä lopullinen tiivistetty nestemäinen uute tai perhonenkukkajauhe meripihkanruskeassa lasipullossa, huuhdeltuna mahdollisuuksien mukaan typpikaasulla ja säilytä 4 asteessa. Valo, happi ja lämpö ovat antosyaanien stabiilisuuden ensisijaisia vihollisia.
MitäTekijät vaikuttavatAntosyaanien uuttaminen?
Antosyaanien uuttamiseen perhosherneen kukista vaikuttavat useat muuttujat. Näiden tekijöiden optimointi on välttämätöntä maksimaalisen tuoton saavuttamiseksi ja pigmentin stabiilisuuden ylläpitämiseksi.
Liuottimen valinta
Tämä on kriittisin tekijä. Perhosherneenkukkajauhe antosyaanit, jotka ovat polaarisia molekyylejä, joten polaarisia liuottimia tarvitaan.
• Vesi:
Yksinkertaisin, turvallisin ja halvin liuotin. Ihanteellinen elintarvikekäyttöön. Vesi voi kuitenkin ko-uuttaa sokereita, proteiineja ja muita vesiliukoisia epäpuhtauksia. Poistoteho voi olla alhainen.
• Hapan vesi:
Pienen määrän heikkoa happoa (kuten sitruunahappoa, etikkahappoa tai suolahappoa) lisääminen veteen (pH 1-3) protonoittaa antosyaanimolekyylin stabiloimalla sen flavyliumkationin muodossa (joka on punainen, mutta näyttää vakaammalta uuttamisen aikana) ja parantaa sen liukoisuutta ja saantoa. Tämä on hyvin yleinen käytäntö.
• Etanoli{0}}vesiseokset:
Etanolin ja veden seos (esim. 50-80 % etanolia) on usein tehokkain liuotin. Etanoli on turvallista elintarvike- ja kosmetiikkakäyttöön (GRAS-status) ja sillä on hyvä napaisuus antosyaanien suhteen. Vesi auttaa turvottamaan kasvikudosta, jolloin etanoli tunkeutuu paremmin. Suuremmat etanolipitoisuudet voivat olla vähemmän tehokkaita erittäin polaarisille ternatiineille.
• Muut liuottimet:
Metanoli on erittäin tehokas laboratorio-olosuhteissa, mutta se on myrkyllistä eikä sovellu elintarvike{0}}laatuuutteisiin.
Kiinteän{0}}nesteen suhde-
Kasvijauhemassan suhde liuottimen tilavuuteen on ratkaiseva. Liian korkea suhde (liian paljon jauhetta) johtaa liuottimen kyllästymiseen, mikä rajoittaa uutta uuttamista. Liian alhainen suhde (liian paljon liuotinta) on turhaa. Optimaalinen suhde varmistaa tehokkaan liuottimen ja energian käytön. Tyypilliset optimoidut suhteet vaihtelevat välillä 1:10 - 1:50 (w/v).
Lämpötila
Yleissääntönä lämpötilan nostaminen lisää uuttosaantoa vähentämällä liuottimen viskositeettia ja lisäämällä diffuusionopeuksia. Antosyaanit ovat kuitenkin termisesti labiileja. Siellä on optimaalinen lämpötilaikkuna (yleensä 40–70 astetta HAE:lle ja alhaisempi UAE/MAE:lle), jonka jälkeen hajoaminen tapahtuu uuttamista nopeammin, mikä johtaa antosyaanien nettohäviöön.
Aika
Poistoaika on optimoitava. Aluksi saanto kasvaa nopeasti ajan myötä, kun antosyaanit hajoavat ulos. Kuitenkin saavutetaan tasapainopiste, jossa yhdisteitä ei enää uuteta. Pitkäaikainen uuttaminen tämän pisteen jälkeen on tehotonta ja voi altistaa uutetut antosyaanit hajoaville olosuhteille (happi, valo, lämpö).
pH
Kuten mainittiin, alhainen pH (hapan ympäristö) on erittäin edullinen antosyaanien stabiiliudelle uuttamisen aikana. Neutraali tai emäksinen pH voi aiheuttaa nopeaa hajoamista ja värin menetystä.
Yhteenveto
Perhosherneenkukkajauheen antosyaanien uuttaminen perhosherneen kukista on tärkeä askel niiden arvon valjastamisessa luonnollisina pigmentteinä ja bioaktiivisina yhdisteinä. Perinteisistä liuotinmenetelmistä edistyneisiin vihreisiin teknologioihin erilaisia tekniikoita voidaan räätälöidä sadon maksimoimiseksi, vakauden ylläpitämiseksi ja teollisuuden vaatimusten täyttämiseksi. Puhdistus- ja analyyttiset menetelmät varmistavat antosyaanien laadun käytettäväksi elintarvikkeissa, ravintolisissä, kosmetiikassa ja innovatiivisissa pakkauksissa. Guanjie Biotech on irtotavarana perhosherneen kukkajauheen toimittaja, joka varmistaa luotettavan korkealaatuisten -raaka-aineiden lähteen antosyaanien uuttamiseen ja niihin liittyviin sovelluksiin. Tervetuloa tiedustelemaan meiltä osoitteessainfo@gybiotech.com.
Viites
[1] Khoo, HE, Azlan, A., Tang, ST ja Lim, SM (2017). Antosyanidiinit ja antosyaanit: värilliset pigmentit elintarvikkeina, lääkkeiden ainesosat ja mahdolliset terveyshyödyt. Food & Nutrition Research, 61(1), 1361779.
[2] Escher, GB, Wen, M., Zhang, L., Rosso, ND ja Granato, D. (2020). Clitoria ternatea L.:n kemiallinen koostumus ja bioaktiiviset ominaisuudet: Yleiskatsaus. Trends in Food Science & Technology, 102, 114–129.
[3] Kong, JM, Chia, LS, Goh, NK, Chia, TF ja Brouillard, R. (2003). Antosyaanien analyysi ja biologinen aktiivisuus. Phytochemistry, 64(5), 923–933.
[4] Patras, A., Brunton, NP, O'Donnell, C., & Tiwari, BK (2010). Lämpökäsittelyn vaikutus antosyaanien stabiilisuuteen elintarvikkeissa: hajoamisen mekanismit ja kinetiikka. Trends in Food Science & Technology, 21(1), 3–11.
[5] Srivastava, A., Akoh, CC, Yi, W., & Fischer, J. (2007). Antosyaanien vaikutus elintarvikemallien fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin ja stabiilisuuteen. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55(22), 9020–9027.
[6] Yoshida, K., Mori, M., & Kondo, T. (2009). Antosyaanien sinikukkavärin kehitys: kemiallisesta rakenteesta solufysiologiaan. Natural Product Reports, 26(7), 884–915.
[7] Nair, V., & Mazumder, A. (2019). Luonnolliset syväeutektiset liuottimet bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen: Katsaus. Journal of Molecular Liquids, 296, 111928.
