Визначення поліолів з метою підвищення ефективності екстракції антоціанів із вичавок бузини чорної (Sambucus nigra L.)

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.330457

Ключові слова:

вичавки, бузина чорна, екстрагування, поліоли, барвні речовини, натуральні барвники, антоціани

Анотація

Об’єктом дослідження є екстракти з вичавок плодів бузини чорної, отримані з використанням різних поліолів (гліцерину, ксиліту, сорбіту), а також їхня здатність до екстракції антоціанів, стабільність, стійкість і спектральні характеристики. Встановлено, що вичавки плодів бузини чорної характеризуються підвищеним вмістом антоціанів (0,42±0,02 %) порівняно зі свіжими плодами (0,29±0,02 %) та соком (0,23±0,02 %), а також високою концентрацією флавоноїдів: рутину (1,52±0,03 %), кварцетину (0,26±0,01 %) і лютеоліну (2,77±0,04 %). Водно-етилові та водно-гліцеринові екстракти продемонстрували найвищу концентрацію барвних речовин (57,4–58,3 г/дм³). Мікроструктурний аналіз виявив аморфні утворення розміром 50–300 нм, які сприяють стабільному утриманню антоціанів. Спектральний аналіз підтвердив інтенсивні смуги поглинання антоціанів (1625–1725 см⁻¹) у гліцеринових екстрактах. Висока екстракційна здатність гліцеринових розчинників зумовлена їхньою полярністю, електростатичною взаємодією з антоціанами та стабілізуючими властивостями гліцерину. Водно-сорбітові та водно-ксилітові екстракти виявилися менш стабільними через їхню гідрофільність і слабшу здатність утримувати пігменти. Використання гліцерину як розчинника забезпечило максимальну стабільність екстрактів завдяки утворенню аморфних структур, які сповільнюють окислення антоціанів. Отримані результати можуть бути використані на практиці в умовах харчових виробництв для виготовлення натуральних барвників, зокрема в напоях, кондитерських виробах, молочній та кисломолочній продукції. Практична реалізація можлива за дотримання наступних умов: температура екстракції 65±1,5 °C, pH 3,2–3,5, концентрування у вакуумному випарнику та зберігання при температурі 4±2 °C для збереження біологічної активності антоціанів і запобігання їх деградації. Крім того, результати дослідження відкривають перспективи для раціонального використання ягідних вичавок, які зазвичай підлягають утилізації

Біографії авторів

Тетяна Анатоліївна Ярмош, Сумський національний аграрний університет

Аспірант, асистент

Кафедра технології харчування

Федір Всеволодович Перцевой, Сумський національний аграрний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технології харчування

Оксана Юріївна Мельник, Сумський національний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології харчування

Петро Васильович Гурський, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедр обладнання та інжинірингу переробних і харчових виробництв

Тетяна Іванівна Маренкова, Сумський національний аграрний університет

Старший викладач

Кафедра технології харчування

Iryna Smetanska, University of Applied Sciences Weihenstephan-Triesdorf

Professor, Doctor of Agricultural Sciences, Doctor of Engineering Sciences

Department of Plant Production and Processing

Світлана Борисівна Омельченко, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій в ресторанній індустрії

Альона Миколаївна Діхтярь, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій в ресторанній індустрії

Ніна Вікторівна Чорна, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій в ресторанній індустрії

Яна Валеріївна Євчук, Уманський національний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій

Посилання

  1. Gürses, A., Açıkyıldız, M., Güneş, K., Şahin, E. (2024). Natural dyes and pigments in food and beverages. Renewable Dyes and Pigments, 49–76. https://doi.org/10.1016/b978-0-443-15213-9.00013-2
  2. Damotharan, K., Sudhakaran, G., Ramu, M., Krishnan, M., S, K. R. N., Arockiaraj, J. (2024). Biochemical processes mediating neurotoxicity induced by synthetic food dyes: A review of current evidence. Chemosphere, 364, 143295. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.143295
  3. Şenol, Z. M., El Messaoudi, N., Ciğeroglu, Z., Miyah, Y., Arslanoğlu, H., Bağlam, N. et al. (2024). Removal of food dyes using biological materials via adsorption: A review. Food Chemistry, 450, 139398. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.139398
  4. Alegbe, E. O., Uthman, T. O. (2024). A review of history, properties, classification, applications and challenges of natural and synthetic dyes. Heliyon, 10 (13), e33646. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e33646
  5. Kowalska, G., Wyrostek, J., Kowalski, R., Pankiewicz, U. (2021). Evaluation of glycerol usage for the extraction of anthocyanins from black chokeberry and elderberry fruits. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 22, 100296. https://doi.org/10.1016/j.jarmap.2021.100296
  6. Chemat, F., Abert-Vian, M., Fabiano-Tixier, A. S., Strube, J., Uhlenbrock, L., Gunjevic, V., Cravotto, G. (2019). Green extraction of natural products. Origins, current status, and future challenges. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 118, 248–263. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.05.037
  7. Yarmosh, T., Pertsevoi, F. (2024). Study of the effectiveness of glycerin for the extraction of coloring substances from black elder. Scientific Bulletin of the Tavria State Agrotechnological University, 14 (1). https://doi.org/10.32782/2220-8674-2024-24-1-16
  8. Yarmosh, T. А., Pertsevoi, F. V. (2024). Study of the influence of technological factors on the release of coloring substances from black elder presses. Таuridа Scientific Herald. Series: Technical Sciences, 3, 151–163. https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2024.3.16
  9. Dai, Y., van Spronsen, J., Witkamp, G.-J., Verpoorte, R., Choi, Y. H. (2013). Natural deep eutectic solvents as new potential media for green technology. Analytica Chimica Acta, 766, 61–68. https://doi.org/10.1016/j.aca.2012.12.019
  10. Wang, H., Chen, T., Yao, S., Tang, Y. (2022). Comparison of polyol-based deep eutectic solvents (DESs) on pretreatment of moso bamboo (Phyllostachys pubescens) for enzymatic hydrolysis. Industrial Crops and Products, 189, 115767. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115767
  11. Pires, I. V., da Silva, L. H. M., Rodrigues, A. M. da C., Saldaña, M. D. A. (2024). Natural deep eutectic solvents for anthocyanin extraction from agricultural sources: Process parameters, economic and environmental analysis, and industrial challenges. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 23 (6). https://doi.org/10.1111/1541-4337.70057
  12. Soutelino, M. E. M., Vieira, G. de P., Goulart, M. B., Miranda, K. C., da Conceição, R. P., Pimentel, T. C. et al. (2024). Natural food dyes on dairy products: A critical approach between 2012-2023 literature regarding the technological and functional aspects, health benefits and future trends. Trends in Food Science & Technology, 146, 104370. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2024.104370
  13. Domínguez, R., Pateiro, M., Munekata, P. E. S., Santos López, E. M., Rodríguez, J. A., Barros, L., Lorenzo, J. M. (2021). Potential Use of Elderberry (Sambucus nigra L.) as Natural Colorant and Antioxidant in the Food Industry. A Review. Foods, 10 (11), 2713. https://doi.org/10.3390/foods10112713
  14. Diez-Sánchez, E., Quiles, A., Hernando, I. (2021). Use of Berry Pomace to Design Functional Foods. Food Reviews International, 39 (6), 3204–3224. https://doi.org/10.1080/87559129.2021.2010217
  15. Aguilera, J. M. (2024). Berries as Foods: Processing, Products, and Health Implications. Annual Review of Food Science and Technology, 15 (1), 1–26. https://doi.org/10.1146/annurev-food-072023-034248
  16. Torabian, G., Valtchev, P., Adil, Q., Dehghani, F. (2019). Anti-influenza activity of elderberry (Sambucus nigra). Journal of Functional Foods, 54, 353–360. https://doi.org/10.1016/j.jff.2019.01.031
  17. Banach, M., Khaidakov, B., Korewo, D., Węsierska, M., Cyplik, W., Kujawa, J. et al. (2021). The Chemical and Cytotoxic Properties of Sambucus nigra Extracts – A Natural Food Colorant. Sustainability, 13 (22), 12702. https://doi.org/10.3390/su132212702
  18. Haug, I. J., Draget, K. I. (2009). Gelatin. Handbook of Hydrocolloids, 142–163. https://doi.org/10.1533/9781845695873.142
  19. Sabadash, S., Savchenko-Pererva, M., Radchuk, O., Rozhkova, L., Zahorulko, A. (2020). Improvement of equipment in order to intensify the process of drying dispersed food products. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (11 (103)), 15–21. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.192363
  20. Wongsa, P., Phatikulrungsun, P., Prathumthong, S. (2022). FT-IR characteristics, phenolic profiles and inhibitory potential against digestive enzymes of 25 herbal infusions. Scientific Reports, 12 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-022-10669-z
  21. Thummajitsakul, S., Boonburapong, B., Silprasit, K. (2022). Analysis of flower extract and natural dye solution from Sesbania javanica using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) chemometrics, and determination of its antioxidant and anti-glucosidase activities. International Food Research Journal, 29 (3), 707–722. https://doi.org/10.47836/ifrj.29.3.22
  22. Yarmosh, T., Pertsevoi, F., Marenkova, T. (2024). Study of the efficiency of sorbitum and xylite for the extraction of coloring substances from black elder. Scientific Bulletin of the Tavria State Agrotechnological University, 14 (1). https://doi.org/10.32782/2220-8674-2024-24-1-21
  23. Kataoka, Y., Kitadai, N., Hisatomi, O., Nakashima, S. (2011). Nature of Hydrogen Bonding of Water Molecules in Aqueous Solutions of Glycerol by Attenuated Total Reflection (ATR) Infrared Spectroscopy. Applied Spectroscopy, 65 (4), 436–441. https://doi.org/10.1366/10-06183
  24. Bhushan, B., Bibwe, B., Pal, A., Mahawar, M. K., Dagla, M. C., KR, Y. et al. (2023). FTIR spectra, antioxidant capacity and degradation kinetics of maize anthocyanin extract under variable process conditions. Applied Food Research, 3 (1), 100282. https://doi.org/10.1016/j.afres.2023.100282
  25. Bokovets, S. P., Pertsevoi, F. V., Murlykina, N. V., Smetanska, I. M., Borankulova, A. S., Ianchyk, M. V. et al. (2023). Investigation of infrared spectra of agar-based gel systems for the production of jelly bars. Journal of Chemistry and Technologies, 31 (1): https://doi.org/10.15421/jchemtech.v31i1.252647
  26. Tereucan, G., Ercoli, S., Cornejo, P., Winterhalter, P., Contreras, B., Ruiz, A. (2021). Stability of antioxidant compounds and activities of a natural dye from coloured-flesh potatoes in dairy foods. LWT, 144, 111252. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111252
Визначення поліолів з метою підвищення ефективності екстракції антоціанів із вичавок бузини чорної (Sambucus nigra L.)

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-23

Як цитувати

Ярмош, Т. А., Перцевой, Ф. В., Мельник, О. Ю., Гурський, П. В., Маренкова, Т. І., Smetanska, I., Омельченко, С. Б., Діхтярь, А. М., Чорна, Н. В., & Євчук, Я. В. (2025). Визначення поліолів з метою підвищення ефективності екстракції антоціанів із вичавок бузини чорної (Sambucus nigra L.). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(11 (135), 61–70. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.330457

Номер

Том 3 № 11 (135) (2025): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Tetiana Yarmosh, Fedir Pertsevoi, Oksana Melnyk, Petro Gurskyi, Tаtyana Marenkova, Iryna Smetanska, Svetlana Omelchenko, Aliona Dikhtyar, Nina Chorna, Yana Yevchuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.