Аналіз впливу технологічних параметрів процесу екстрагування хлорогенової кислоти зі соняшникового шроту на ступінь її вилучення
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.198765Ключові слова:
екстрагування соняшникового шроту, хлорогенова кислота, гідромодуль, ефективний антиоксидант, тривалість екстрагуванняАнотація
Об'єктом дослідження є ефективність вилучення хлорогенової кислоти – природного антиоксиданту, в залежності від умов її екстрагування зі соняшникового шроту. Основною проблемою данного питання є той факт, що на ступінь екстрагування вказаної фенольної сполуки впливає багато факторів, таких як ступінь подрібнення продукту, вид сировини, спосіб екстрагування, природа розчинника-екстрагента, температура та тривалість процесу екстрагування, гідромодуль в системі «сировина – екстрагент» тощо. Вплив кожного з цих параметрів потребує детального розгляду та відповідних досліджень. Це дасть змогу визначити оптимальні значення вказаних параметрів процесу екстрагування та підвищити ефективність вилучення хлорогенової кислоти.
В даній роботі сировиною для отримання хлорогенової кислоти обрано шрот з насіння соняшнику – дешеву вторину сировину олієжирових виробництв. У попередніх дослідженнях визначено, що високоефективним екстрагентом вказаного антиоксиданту виступає розчин етилового спирту з концентрацією 60 %, а оптимальною температурою процесу екстрагування хлорогенової кислоти зі соняшникового шроту є температура кипіння екстрагенту. В результаті даного дослідження вивчено закономірність впливу на ступінь вилучення хлорогенової кислоти таких технологічних параметрів, як гідромодуль в системі «шрот – розчин етилового спирту 60 %» (далі за текстом – «шрот – екстрагент») та тривалість процесу екстрагування. Експерименти по визначенню залежності ступеня вилучення хлорогенової кислоти від гідромодулю в системі «шрот – екстрагент» та тривалості екстрагування проведено відповідно до плану повного факторного експерименту. Для планування експерименту та обробки даних застосовані математичні методи з використанням програмних пакетів Місrosoft Оffice Ехсеl 2003 (USA) та Stat Soft Statistica v6.0 (USA).
Вказана в роботі залежність являє собою квадратичну функцію, яка прогнозує збільшення вмісту хлорогенової кислоти під час екстрагування за умови збільшення гідромодуля в системі «шрот – екстрагент» з 1:5 до 1:10 та зменшення часу екстрагування з 60 хв. до 30 хв. Встановлено, що для максимально можливого збільшення ступеня вилучення хлорогенової кислоти зі шроту насіння соняшнику, оптимальна величина гідромодуля екстрагування – 1:10, тривалість екстрагування – 30 хв. Отримані результати дають змогу збільшити ступінь вилучення хлорогенової кислоти зі соняшникового шроту з 2,46 % до 5,58 %. Це вказує на можливість збільшення ефективності вилучення антиоксиданту більше ніж у 2 рази.
Посилання
- Budryn, G., Zaczyńska, D., Żyżelewicz, D., Grzelczyk, J., Zduńczyk, Z., Juśkiewicz, J. (2017). Influence of the Form of Administration of Chlorogenic Acids on Oxidative Stress Induced by High fat Diet in Rats. Plant Foods for Human Nutrition, 72 (2), 184–191. doi: https://doi.org/10.1007/s11130-017-0608-3
- Raudone, L., Raudonis, R., Liaudanskas, M., Janulis, V., Viskelis, P. (2017). Phenolic antioxidant profiles in the whole fruit, flesh and peel of apple cultivars grown in Lithuania. Scientia Horticulturae, 216, 186–192. doi: http://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.01.005
- Yang, D., Jiao, L., Zhang, B., Du, G., Lu, Y. (2017). Development of a new chlorogenic acid certified reference material for food and drug analysis. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 140, 169–173. doi: http://doi.org/10.1016/j.jpba.2017.03.026
- Zhao, Y., Wang, J., Ballevre, O., Luo, H., Zhang, W. (2011). Antihypertensive effects and mechanisms of chlorogenic acids. Hypertension Research, 35 (4), 370–374. doi: http://doi.org/10.1038/hr.2011.195
- McDougall, B., King, P. J., Wu, B. W., Hostomsky, Z., Reinecke, M. G., Robinson, W. E. (1998). Dicaffeoylquinic and Dicaffeoyltartaric Acids Are Selective Inhibitors of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Integrase. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 42 (1), 140–146. doi: http://doi.org/10.1128/aac.42.1.140
- Zhao, Y., Geng, C.-A., Ma, Y.-B., Huang, X.-Y., Chen, H., Cao, T.-W. et. al. (2014). UFLC/MS-IT-TOF guided isolation of anti-HBV active chlorogenic acid analogues from Artemisia capillaris as a traditional Chinese herb for the treatment of hepatitis. Journal of Ethnopharmacology, 156, 147–154. doi: http://doi.org/10.1016/j.jep.2014.08.043
- Lytvynenko, O. A., Gladkiy, F. F., Fediakina, Z. P. (2016). Vyrobnytstvo kharchovykh form bilkiv iz nasinnia oliinykh kultur. Kyiv: Ahrarna nauka, 52.
- Labeiko, M. A., Lytvynenko, O. A., Liubchenko, N. M., Gladkiy, F. F. (2019). Doslidzhennia efektyvnosti riadu rozchynnykiv shchodo mozhlyvosti ekstrahuvannia khlorohenovoi kysloty zi soniashnykovoho shrotu. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «Kharkivskoho politekhnichnoho instytutu», 15 (1340), 56–60.
- Labeiko, M. A., Lytvynenko, O. A., Liubchenko, N. M., Gladkiy, F. F. (2019). Pro zdatnist pryrodnykh antyoksydantiv vplyvaty na okysnennia kharchovykh roslynnykh olii. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia, 1, 78–85.
- Grujic, N., Lepojevic, Z., Srdjenovic, B., Vladic, J., Sudji, J. (2012). Effects of Different Extraction Methods and Conditions on the Phenolic Composition of Mate Tea Extracts. Molecules, 17 (3), 2518–2528. doi: http://doi.org/10.3390/molecules17032518
- Yang, Z., Tan, Z., Li, F., Li, X. (2016). An effective method for the extraction and purification of chlorogenic acid from ramie (Boehmeria nivea L.) leaves using acidic ionic liquids. Industrial Crops and Products, 89, 78–86. doi: http://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.05.006
- Liu, Q. M., Yang, X. M., Zhan, L. (2010). Optimization of ultrasonic-assisted extraction of chlorogenic acid from Folium eucommiae and evaluation of its antioxidant activity. Journal of Medicinal Plants Research, 4 (23), 2503–2511.
- Upadhyay, R., Ramalakshmi, K., Jagan Mohan Rao, L. (2012). Microwave-assisted extraction of chlorogenic acids from green coffee beans. Food Chemistry, 130 (1), 184–188. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.06.057
- Radojković, M., Moreira, M. M., Soares, C., Fátima Barroso, M., Cvetanović, A., Švarc-Gajić, J. et. al. (2018). Microwave-assisted extraction of phenolic compounds from Morus nigra leaves: optimization and characterization of the antioxidant activity and phenolic composition. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 93 (6), 1684–1693. doi: http://doi.org/10.1002/jctb.5541
- Jin, U.-H., Lee, J.-Y., Kang, S.-K., Kim, J.-K., Park, W.-H., Kim, J.-G. et. al. (2005). A phenolic compound, 5-caffeoylquinic acid (chlorogenic acid), is a new type and strong matrix metalloproteinase-9 inhibitor: Isolation and identification from methanol extract of Euonymus alatus. Life Sciences, 77 (22), 2760–2769. doi: http://doi.org/10.1016/j.lfs.2005.02.028
- Klejdus, B., Plaza, M., Šnóblová, M., Lojková, L. (2017). Development of new efficient method for isolation of phenolics from sea algae prior to their rapid resolution liquid chromatographic–tandem mass spectrometric determination. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 135, 87–96. doi: http://doi.org/10.1016/j.jpba.2016.12.015
- Da Silveira, T. F. F., Meinhart, A. D., de Souza, T. C. L., Cunha, E. C. E., de Moraes, M. R., Godoy, H. T. (2017). Chlorogenic acids and flavonoid extraction during the preparation of yerba mate based beverages. Food Research International, 102, 348–354. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.09.098
- Ivanova, P., Chalova, V., Koleva, L. et. al. (2013). Amino acid composition and solubility of proteins isolated from sunflower meal produced in Bulgaria. International Food Research Journal, 20 (6), 2995–3000.
- Salgado, P. R., Drago, S. R., Molina Ortiz, S. E., Petruccelli, S., Andrich, O., González, R. J., Mauri, A. N. (2012). Production and characterization of sunflower (Helianthus annuus L.) protein-enriched products obtained at pilot plant scale. LWT - Food Science and Technology, 45 (1), 65–72. doi: http://doi.org/10.1016/j.lwt.2011.07.021
- Stepuro, M. V., Sherbakov, V. G., Lobanov, V. G. (2006). Vliianie razlichnykh faktorov na izvlechenie khlorogenovoi i kofeinoi kislot iz semian podsolnechnika. Izvestiia vuzov. Pishhevaia tekhnologiia, 1, 201–207.
- Labeiko, M., Litvinenko, O., Gladkiy, F., Fedyakina, Z. (2019). Improvement of the technique of quantitative determination of chlorogenic acid in shrot from sunflower seeds. Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: New Solutions in Modern Technologies, 10 (1335), 88–92. doi: http://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.10.11
- Dobrunov, D. Ye. (2016). Tekhnolohiia kompleksnoi pererobky soniashnykovoi makukhy z bezlushpynnoho yadra. Kharkiv, 181.
- Ovchinnikova, S. Ia. (2013). Farmakognosticheskoe izuchenie liubistka lekarstvennogo (Levisticum officinale koch.). Piatigorsk, 193.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Marina Labeiko, Fedir Gladkiy, Sergiy Bochkarev, Viktoria Mazaeva, Olena Litvinenko, Tetiana Ovsiannikova, Svitlana Zhyrnova, Natalia Sytnik
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.
