Кемерово, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Выделение биологически активных соединений из растительных матриц дает возможность ученым и исследователям изучать химический состав, биологическую активность и потенциальное использование этих соединений. Применяя экстракцию целевых компонентов из растительного сырья, можно создавать функциональные продукты и пищевые добавки, повышать качество и безопасность продуктов. Существует множество способов проведения экстракции, и постоянное совершенствование этих способов способствует созданию экологичных и эффективных технологий. Рассмотрены следующие способы: мацерация, экстракция с помощью ультразвука, микроволновая экстракция, жидкостная экстракция под давлением и сверхкритическая флюидная экстракция. Представлено описание проведения данных способов экстракции, а также их достоинства и недостатки. Исследован метод сверхкритической СО2-экстракции для извлечения целевых компонентов из семян амаранта. Входными параметрами оптимизации процесса были взяты степень измельчения и рабочее давление, температура принята за постоянный параметр. Установлено, что ключевым фактором, влияющим на выход экстракта, является степень измельчения семян амаранта: чем меньше степень измельчения, тем выше выход экстракта. Повышение давления приводило к увеличению выхода в случае меньшей дисперсности частиц. При давлении 300 атм для фракций 0,31–0,56 и 0,16–0,31 мм наблюдалось снижение выхода экстракта по сравнению с рабочим давлением 200 атм. Суммарный выход экстракта при рабочем давлении 100 атм составил от 10,00 ± 0,20 до 18,20 ± 0,20 %, при давлении 200 атм – от 10,54 ± 0,20 до 19,45 ± 0,20 %, при давлении 300 атм – от 11,64 ± 0,20 до 16,31 ± 0,20 %. В работе также отражена перспектива применения полученного экстракта амаранта в качестве добавки к растительным маслам, к спредам и сырам для улучшения их качества.
экстракция, сверхкритическая флюидная экстракция, амарант, Amaranthus, выход экстракта, параметры экстракции, биологически активные вещества
1. Кошелева, А. И. Разработка обогащенных хлебобулочных изделий с использованием биотрансформации белоксодержащих растительных добавок в заквасках / А. И. Кошелева, Т. Г. Богатырева, И. Г. Белявская // FOOD METAENGINEERING. 2023. Т. 1, № 2. С. 21–40. https://doi.org/10.37442/fme.2023.2.19; https://elibrary.ru/hyqkfh
2. Стрижко, М. Н. Антинутриенты в растительных напитках на зерновом сырье: обзор предметного поля / М. Н. Стрижко // FOOD METAENGINEERING. 2023. Т 1, № 1. С. 63–88. https://doi.org/10.37442/fme.2023.1.3; https://elibrary.ru/zzhzjs
3. Nuutinen, T. Medicinal properties of terpenes found in Cannabis sativa and Humulus lupulus / T. Nuutinen // European Journal of Medicinal Chemistry. 2018. Vol. 157(5). P. 198–228. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2018.07.076
4. Agati, G. Flavonoids as antioxidants in plants: Location and functional significance / G. Agati [et al.] // Plant Science. 2012. Vol. 196. P. 67–76. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2012.07.014
5. Debnath, B. Role of plant alkaloids on human health: A review of biological activities / B. Debnath [et al.] // Materials Today Chemistry. 2018. Vol. 9. P. 56–72. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2018.05.001
6. Pawliszyn, J. Theory of extraction / J. Pawliszyn // Handbook of Sample Preparation. 2010. P. 1–24. https://doi.org/10.1002/9780813823621.ch1
7. Козлова, О. В. Методы экстракции иммуномодуляторов растительного происхождения / О. В. Козлова, Н. С. Величкович, Е. Р. Фасхутдинова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53, № 4. С. 680–688. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-4-2468; https://elibrary.ru/ewlvjd
8. Кригер, О. В. Влияние способа получения экстрактов цветков бархатцев распростертых (Tagetes patula L.) на содержание биологически активных веществ и антимикробную активность / О. В. Кригер, Е. И. Шепель // FOOD METAENGINEERING. 2024. Т. 2, № 2. С. 22–34. https://doi.org/10.37442/fme.2024.2.49; https://elibrary.ru/kbgqwi
9. Marillán, C. Extraction of bioactive compounds from Leptocarpha rivularis stems by three-stage sequential supercritical extraction in fixed bed extractor using CO2 and ethanol-modified CO2 / C. Marillán, E. Uquiche // The Journal of Supercritical Fluids. 2023. Vol. 197. 105903. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2023.105903
10. Турманидзе, Г. Н. Совершенствование технологий выделения и очистки биологически активных веществ из растительного сырья / Г. Н. Турманидзе, В. В. Сорокин, К. С. Степанов, М. А. Игнатенко // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023. Т. 12, № 4. С. 71–79. https://doi.org/10.33380/2305-2066-2023-12-4-1585; https://elibrary.ru/hrbgfu
11. Мусифулина, В. М. Сравнительная характеристика методов экстрагирования растительного сырья / В. М. Мусифулина, М. М. Омаров // Вестник Инновационного Евразийского университета. 2021. № 4(84). С. 107–112. https://doi.org/10.37788/2021-4/107-112; https://elibrary.ru/fddrxh
12. Сидорова Ю. С. Инновационные методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья / Ю. С. Сидорова, Н. А. Петров, С. Н. Зорин, В. К. Мазо // Вопросы питания. 2023. Т. 92, № 6(550). С. 28–37. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-6-28-37; https://elibrary.ru/tflcxr
13. Минаков, Д. В. Экстракция биологически активных соединений Cordyceps militaris в условиях ультразвукового воздействия / Д. В. Минаков, Е. С. Саврасов, Н. Г. Базарнова [и др.] // Химия растительного сырья. 2024. № 2. С. 355–364. https://doi.org/10.14258/jcprm.20240214209; https://elibrary.ru/vggkwr
14. Putra, N. R. Waste to Wealth of Apple Pomace Valorization by Past and Current Extraction Processes: A Review / N. R. Putra [et al.] // Sustainability. 2023. Vol. 15(1). 830. https://doi.org/10.3390/su15010830
15. Putra, N. R. Exploring the potential of Ulva Lactuca: Emerging extraction methods, bioactive compounds, and health applications – A perspective review / N. R. Putra [et al.] // South African Journal of Chemical Engineering. 2024. Vol. 47. P. 233–245. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2023.11.017
16. Casazza, A. A. Polyphenols from apple skins: A study on microwave-assisted extraction optimization and exhausted solid characterization / A. A. Casazza [et al.] // Separation and Purification Technology. 2020. Vol. 240. 116640. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.116640
17. Das, M. Influence of extraction parameters and stability of betacyanins extracted from red amaranth during storage / M. Das [et al.] // Journal of Food Science and Technology. 2019. Vol. 56. P. 643–653. https://doi.org/10.1007/s13197-018-3519-x
18. Shariful, I. Extraction of organic pigments from tomato (Solanum lycopersicum L.), turmeric (Curcuma longa L.) and red amaranth (Amaranthus tricolor L.) for safe use in agro-products / I. Shariful [et al.] // Heliyon. 2024. Vol. 10(3). e25278. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e25278
19. Sarker, U. Phytonutrients, Colorant Pigments, Phytochemicals, and Antioxidant Potential of Orphan Leafy Amaranthus Species / U. Sarker [et al.] // Molecules. 2022. Vol. 27(9). 2899. https://doi.org/10.3390/molecules27092899
20. Araujo-León, J. A. HPLC-Based Metabolomic Analysis and Characterization of Amaranthus cruentus Leaf and Inflorescence Extracts for Their Antidiabetic and Antihypertensive Potential / J. A. Araujo-León [et al.] // Molecules. 2024. Vol. 29(9). 2003. https://doi.org/10.3390/molecules29092003
21. Li, H. Characterization of phenolics, betacyanins and antioxidant activities of the seed, leaf, sprout, flower and stalk extracts of three Amaranthus species / H. Li [et al.] // Journal of Food Composition and Analysis. 2015. Vol. 37. P. 75–81. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2014.09.003
22. Nana, F. W. Phytochemical Composition, Antioxidant and Xanthine Oxidase Inhibitory Activities of Amaranthus cruentus L. and Amaranthus hybridus L. Extracts / F. W. Nana [et al.] // Pharmaceuticals. 2012. Vol. 5. P. 613–628. https://doi.org/10.3390/ph5060613
23. Саноев А. И. Влияние условий сверхкритической углекислотной экстракции жмыха амаранта на выход экстракта и содержание в нем сквалена / А. И. Саноев, Ш. К. Хидоятова, Н. И. Мукаррамов [и др.] // Химия растительного сырья. 2020. № 2. С. 315–322. https://doi.org/10.14258/jcprm.2020026257; https://elibrary.ru/zvmmsf
