Antocyjanina, znana również jako pigment kwiatowy, jest rozpuszczalnym w wodzie naturalnym pigmentem powszechnie występującym w przyrodzie. Istnieje ponad 20 rodzajów antocyjanów znanych człowiekowi i 6 rodzajów w żywności, takich jak pigment geranium, pigment chabrowy, pigment piwonii i pigment petunii.
Antocyjany są wykorzystywane głównie w przemyśle spożywczym do barwienia żywności, ale także w paliwach, farmaceutykach i kosmetykach.
Antocyjany są chemicznymi skarbami nauki ze swoimi właściwościami przeciwutleniającymi, chroniącymi wzrok, przeciwnowotworowymi i chroniącymi przed promieniowaniem, dlatego wymagają ciągłych badań nad metodami ich ekstrakcji i ich zastosowaniem w przemyśle spożywczym.
01 Antocyjany w zastosowaniach spożywczych
Antocyjany znalazły szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach, zwłaszcza w technologii barwienia żywności, ze względu na ich dobre właściwości barwiące. Jednak wraz z postępem nauki i technologii odkryto, że antocyjany są skuteczne nie tylko w barwieniu żywności, ale także w zapobieganiu chorobom sercowo-naczyniowym, chorobom neurologicznym, nowotworom, cukrzycy i innym chorobom.
Jednak podczas przetwarzania i przechowywania antocyjany mają wysokie wymagania dotyczące zewnętrznych warunków środowiskowych, takich jak temperatura, pH, światło, wilgoć, a nawet tlen, które mogą wpływać na stabilność antocyjanów. Dodatek jonów metali, białka serwatkowego lub dostosowanie pH do roztworu antocyjanów może przyczynić się do poprawy stabilności antocyjanów, a także mikroenkapsulacji antocyjanów lub dodania współbarwników.
Ponadto mikroenkapsulacja antocyjanów ma silną zdolność wymiatania wolnych rodników w organizmie, wzmacniając w ten sposób aktywność enzymów antyoksydacyjnych, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa i peroksydaza glutationowa, które mogą w pewnym stopniu przyczyniać się do ogólnych właściwości antyoksydacyjnych komórek, a tym samym znacznie poprawia wskaźnik przeżywalności komórek.
Innowacja technologiczna oparta na tej biologicznej właściwości antocyjanów może w dużym stopniu rozwiązać problem zastosowania w produkcji żywności. W mikrokapsułkach antocyjanów wewnętrzna ścianka mikrokapsułek może pełnić pewną rolę ochronną i skutecznie poprawiać stabilność chemiczną antocyjanów w różnych środowiskach zewnętrznych.
02 Główne techniki ekstrakcji antocyjanów
2.1 Technologia ekstrakcji ultradźwiękowej
Metoda ekstrakcji ultradźwiękowej wykorzystuje fale ultradźwiękowe do przyspieszenia rozpuszczania składników aktywnych, poprawiając w ten sposób skuteczność ekstrakcji antocyjanów. Najwyższy stopień ekstrakcji antocyjanów z fioletowych ziemniaków uzyskano przy temperaturze 60 stopni, stężeniu etanolu 90%, a całkowity czas przetwarzania około 1h.
Co więcej, po przeprowadzeniu wielu eksperymentów ekstrakcji naukowcy odkryli, że technika ultradźwiękowa była bardziej wydajna i mniej niszcząca antocyjany.
2.2 Technologia ekstrakcji mikrofalowej
Kuchenka mikrofalowa ma silną zdolność penetracji, a mikrofala może również promować ruch międzycząsteczkowy, odgrywając pewną rolę w ocieplaniu, więc technologia ekstrakcji wspomaganej mikrofalami poprawia szybkość ekstrakcji antocyjanów w fioletowych ziarnach kukurydzy i winogronach o purpurowej skórce, zastosowanie mikrofal technologii ekstrakcji, wydajność ekstrakcji antocyjanów jest znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych metod ekstrakcji rozpuszczalnikowej.
2.3 Technologia ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi
Wśród ogólnych rozpuszczalników ekstrakcyjnych najczęściej stosowanymi rozpuszczalnikami są kwas solny i metanol, a efekt użycia zakwaszonego metanolu do ekstrakcji antocyjanów rzodkiewki jest również bardzo dobry, więc technologia ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi została zastosowana do ekstrakcji większości bogatych w antocyjany substancje takie jak pestki winogron, jagody i skórki granatu.
2.4 Technologia ekstrakcji płynem w stanie nadkrytycznym
Ekstrakcja płynem nadkrytycznym to metoda ekstrakcji, która wykorzystuje wpływ temperatury i ciśnienia na rozpuszczalność płynów nadkrytycznych.
W stanie nadkrytycznym, po zetknięciu się oddzielanych substancji chemicznych z płynem nadkrytycznym, substancje chemiczne są kolejno ekstrahowane zgodnie z ich polarnością, masą cząsteczkową i temperaturą wrzenia. Ta technika ekstrakcji ma zalety wysokiej szybkości ekstrakcji, braku pozostałości rozpuszczalnika i niskiego zużycia energii do ekstrakcji.
Jednak ze względu na polarne właściwości samych antocyjanów należy zwrócić uwagę na ciśnienie i rozmieszczenie rozpuszczalnika organicznego podczas ekstrakcji, a czystość antocyjanów wyekstrahowanych przez ekstrakcję płynem nadkrytycznym wyniosła 97,82 proc.
Ogólnie rzecz biorąc, wśród powyższych technik ekstrakcji, ekstrakcja rozpuszczalnikiem jest łatwa w obsłudze, ale w praktyce występują problemy związane z długim czasem ekstrakcji, dużym zużyciem rozpuszczalnika i pewnym zanieczyszczeniem środowiska zewnętrznego. Natomiast techniki ultradźwiękowe i mikrofalowe są bardziej wydajne, chociaż wymagają wyższego sprzętu doświadczalnego.
03 Praktyczne zastosowania w przemyśle spożywczym
W przemyśle spożywczym producenci często dodają kolor, aby zoptymalizować barwę i właściwości sensoryczne żywności. W zakresie przepisów bezpieczeństwa żywności dozwolona jest masowa produkcja i stosowanie naturalnych barwników spożywczych antocyjanowych: purpurowy słodkich ziemniaków, morwowy, purpurowy kukurydzy, jarmużu, bakłażanowy, winogronowy, jagodowy, m.in. .
W rzeczywistym procesie produkcyjnym antocyjany są naturalnymi pigmentami o wysokim poziomie bezpieczeństwa, które są powszechnie stosowane w winie, żywności i napojach, dżemach, słodyczach i wszelkiego rodzaju żywności, dając żywności różnorodnej pięknej sierści, a oprócz tego nadają żywności wspaniałe kolory , antocyjany mogą również zapewniać wartości odżywcze wyższego rzędu.
Na przykład w Stanach Zjednoczonych i Europie mieszane napoje prozdrowotne z borówki brusznicy i innych owoców są bardzo popularne wśród konsumentów w średnim i starszym wieku, a bezpośrednie korzyści ekonomiczne ze spożywania prozdrowotnych napojów antocyjanów w Europie i Stanach Zjednoczonych wynoszą kilka miliardów dolarów. na rok. Bezpośrednie korzyści ekonomiczne ze spożywania prozdrowotnych napojów antocyjanów w Europie i Stanach Zjednoczonych wynoszą 1 miliard dolarów rocznie, a sprzedaż prozdrowotnych napojów antocyjanowych ma gwałtownie rosnąć na całym świecie dzięki ciągłym dogłębnym badaniom funkcji zdrowotnych antocyjanów. W ostatnich latach dzięki naszej krajowej świadomości zdrowotnej i żywej wodzie, aby osiągnąć zielone nauczanie; wprowadzenie kultury korporacyjnej, treningu talentów w konotację budowy bazy szkoleń praktycznych.
