Extraction of paprika carotenoids with supercritical carbon dioxide. Ekstrakcja barwników karotenoidowych z papryki ditlenkiem węgla o parametrach nadkrytycznych
Three samples of paprika with various seed contents were
ground and extd. with supercrit. CO2 (280-350 bar, 60-
80°C) under pilot plant conditions to recover carotenoid
pigments from the biomass. The highest yield of the extract
(11.0% by mass) was achieved when a seeds-contg.
raw material (30%) was used. An increase in pressure resulted
in an increase in the color of extracts. Przedstawiono wyniki badań otrzymywania
barwników karotenoidowych z suszonych owoców
słodkiej papryki z wykorzystaniem ditlenku
węgla o parametrach nadkrytycznych. Badania
przeprowadzono w instalacji ćwierćtechnicznej.
Ocenie poddano surowiec użyty do ekstrakcji
oraz jakość uzyskanych ekstraktów. Potwierdzono
możliwość pozyskiwania ekstraktu
z papryki spełniającego wymagania jakościowe
produktu handlowego. Jakość otrzymywanych
ekstraktów określano poprzez oznaczanie barwy
ekstraktów metodą spektrofotometryczną.
W ostatnich latach obserwuje się wzmożone zainteresowanie rynku ofertą
wytwarzanych ekologicznie produktów naturalnych, z obniżoną zawartością
substancji szkodliwych i konserwujących. W przemyśle spożywczym,
obok przypraw w formie suszu, istotne znaczenie zaczęły odgrywać również
ekstrakty płynne, których olbrzymią zaletą jest jednorodność dużych partii,
dłuższy okres przechowywania oraz tańszy transport i magazynowanie.Czerwona, s.odka papryka jest ro.lin., ktorej owoce s. wykorzystywane
jako .rod.o barwnikow zarowno w postaci proszku, jak i ciek.ego
ekstraktu1). Sproszkowana papryka stosowana jest do barwienia mieszanek
przyprawowych (np. chili), zup, wyrobow w.dliniarskich oraz
do produktow ekstrudowanych. Poprawia smak potraw i stanowi cenny
sk.adnik zdrowej diety.
Ekstrakt z papryki sk.ada si. g.ownie z t.uszczow, karotenoidow,
kapsaicynoidow i jest wa.nym naturalnym .rod.em pigmentow (m.in.
znany jako dodatek do .ywno.ci E 160c). Ze wzgl.du na zdolno..
barwienia i zawarto.. [...]
The iso-alfa-acids preparation methods Metody wytwarzania izo-alfa-kwasów DOI:10.12916/przemchem.2014.1321
A review, with 50 refs., of chem., thermal and photochem.
methods for isomerization of α-acids in hop exts.
Omówiono rolę chmielu i ekstraktu chmielowego
jako głównej przyprawy podczas wytwarzania
piwa. Wyjaśniono podstawową reakcję,
której ulegają chmielowe α-kwasy w brzeczce
warzelnej oraz wpływ tej reakcji na smak piwa.
Przedstawiono metody wytwarzania pochodnych
α-kwasów poza kotłem warzelnym.
Współczesne piwo to napój wytwarzany na bazie słodu (skiełkowane
i wysuszone ziarna zbóż), wody, drożdży i doprawiany chmielem. Swoje
początki wywodzi od sfermentowanych napojów na bazie dostępnych
zbóż, a metoda ich produkcji była najprawdopodobniej dziełem przypadku.
Jedne z najstarszych dowodów produkcji sfermentowanych napojów
z ryżu, miodu i owoców (owoc głogu i/lub winogron) uzyskano
w wyniku analiz chemicznych materiału organicznego zaadsorbowanego
na powierzchni elementów ceramicznych1). Próbki do badań
pozyskano z terenu neolitycznej wioski Jiahu w prowincji Henan,
w Chinach. Datowanie radiowęglowe wskazało na okres ok. 7000
lat p.n.e. Interpretacja wyników analiz chemicznych pozostałości
archeologicznych sprzed kilku tysięcy lat jest niezwykle trudna.
Warunki w jakich artefakty przetrwały do naszych czasów muszą
sprzyjać redukcji aktywności mikrobiologicznej i autoutleniającej,
a jednocześnie należy mieć pewność, że zidentyfikowano związek,
który jednoznacznie charakteryzuje daną pozostałość pożywienia2).
Za pierwsze piktograficzne dowody świadczące o wyrobie piwa
uznaje się gliniane tabliczki (ok. 4000 lat p.n.e) z wygrawerowanymi
postaciami przygotowującymi piwo z orkiszu, pochodzące z państwa
Sumerów. Późniejsze dokumenty to rysunek postaci pijących piwo
przez słomki oraz tekst (w piśmie klinowym) "Hymnu do Ninkasi"
bogini piwa, opisujący "boski napój" - piwo sikaru. Utwór, spisany
ok. 1800 lat p.n.e., zawiera zarówno składniki sikaru, jak i metodę jego
otrzymywania. Wzmianki o piwie pojawiają się w jedn[...]
Extraction and fractionation of the hop extract using supercritical CO2 Ekstrakcja i frakcjonowanie ekstraktu chmielowego z wykorzystaniem CO2 w stanie nadkrytycznym DOI:10.12916/przemchem.2014.1328
Hop oils and resins were sepd. by 2-stage extn. of Marynka
hops with supercrit. CO2. The first stage of sepn. was carried
out under 100-130 bar to isolate α-acids and essential
oils sep. The compn. of exts. was detd. by gas and liq.
chromatog. The optimum pressure of the first stage sepn.
was 110 bar. Two new hop products with significantly different
in hop oil contents were produced. The hop ext. with
concn. of essential oils 23.6 mL/100 g was obtained. It was
double than that in the com. hop ext.
Przedstawiono wyniki badań frakcjonowania
ekstraktów chmielowych z wykorzystaniem dwustopniowej
separacji. Zbadano wpływ ciśnienia
I stopnia separacji (przedział 100-130 bar)
na rozdział α-kwasów i olejków zawartych w ekstrakcie.
Ocenę jakościową otrzymywanych produktów
przeprowadzono z wykorzystaniem
chromatografii cieczowej oraz chromatografii
gazowej. Najlepsze wyniki rozdziału uzyskano
po zastosowaniu ciśnienia I stopnia separacji
na poziomie 110 bar. Otrzymano wówczas
dwa produkty chmielowe znacznie różniące
się zawartością olejków chmielowych. Powyższe
warunki rozdziału umożliwiły otrzymanie
ekstraktu chmielowego o zawartości olejków
23,6 mL/100 g. Jest to zawartość dwukrotnie
większa niż w ekstraktach komercyjnych otrzymywanych
z chmielu odmiany Marynka.
Chmiel (Humulus lupulus L.) jest podstawowym (oprócz wody,
słodu i drożdży) surowcem wykorzystywanym do produkcji piwa.
Pomimo że jest traktowany jako przyprawa i jego zawartość w piwie
jest niewielka, ma decydujący wpływ na smak i aromat piwa. Za jego
unikatowe właściwości odpowiedzialne są metabolity wtórne zawarte
w chmielu, w tym α-kwasy będące prekursorami związków smakowych,
izo-α-kwasy oraz olejki chmielowe odpowiedzialne za charakterystyczny
aromat odróżniający piwo od innych napoi alkoholowych1, 2).
α-Kwasy to związki będące składnikami tzw. żywic chmielowych.
Głównym ich przedstawicielem jest humulon, a pozostałe związki to
jego homol[...]
Supercritical extraction of plant materials. Ekstrakcja nadkrytyczna surowców roślinnych
A review, with 19 refs., of processes, apps. and plant materials
used. Fundamentals of the supercrit. gas extn. were
also given. Przedstawiono możliwości zastosowań technologii
ekstrakcji surowców roślinnych w warunkach
nadkrytycznych z użyciem ditlenku
węgla do produkcji ekstraktów dla różnych
zastosowań przemysłowych. Omówiono podstawy
teoretyczne procesu ekstrakcji nadkrytycznej
oraz wskazano na jego ograniczenia.
Omówiono także grupy związków chemicznych,
które można ekstrahować z różnych surowców
wraz z przeglądem zastosowań w różnych
dziedzinach przemysłu.
Ekstrakcja z wykorzystaniem płynów w warunkach nadkrytycznych
znajduje coraz szersze zastosowanie na całym świecie. W charakterze rozpuszczalników
można tu używać wielu związków chemicznych, ale ograniczeniem
są wartości parametrów krytycznych tych związków, a także
niepożądana obecność rozpuszczalnika. Dotyczy to zwłaszcza wysokich
temperatur krytycznych, w których może następować degradacja ekstraktów.
W technologii ekstrakcji nadkrytycznej szczególne miejsce zajmuje
ditlenek węgla (CO2), który jest używany do ekstrakcji różnych związków
chemicznych, zwłaszcza z surowców roślinnych. Rozpuszczalnik ten
nadaje się szczególnie do ekstrakcji związków lipofilowych. Tak więc,
w wyniku ekstrakcji ditlenkiem węgla można otrzymać, w zależności od
rodzaju surowca, olejki eteryczne, oleje nienasycone i nasycone, polifenole,
tokoferole, woski i wiele innych substancji roślinnych nadających
się do wykorzystywania w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym
lub kosmetycznym. Ponieważ, jak wykazały badania doświadczalne,
rozpuszczalność ekstraktów zależy od gęstości rozpuszczalnika oraz
jego temperatury, możliwe jest selektywne prowadzenie procesu w celu
pozyskania określonych związków chemicznych. Rosnąca z roku na rok
liczba publikacji z dziedziny ekstrakcji nadkrytycznej wskazuje na ciągły
[...]
Purification of bioactive compounds by counter-current chromatography. Part 1. Theory, apparatus and a review of applications Oczyszczanie związków bioaktywnych z wykorzystaniem chromatografii przeciwprądowej. Cz. I. Podstawy teoretyczne, aparatura i przegląd zastosowań DOI:10.15199/62.2015.4.18
Fundamentals and a review with 73 refs.
Przedstawiono chromatografię przeciwprądową
jako alternatywną metodę pozyskiwania biologicznie
aktywnych substancji pochodzenia roślinnego.
Omówiono podstawy, rozwój oraz zalety
tej techniki. Zaprezentowano przykładowe
badania z zakresu oczyszczania różnych grup
substancji biologicznie aktywnych z uwzględnieniem
stosowanych systemów rozpuszczalników
i budowy kolumn separacyjnych.
Chromatografia cieczowa to nie tylko metoda analityczna o szerokim
zakresie zastosowań, ale także coraz częściej stosowana
metoda wyodrębniania związków o dużej czystości ze złożonych
mieszanin na potrzeby przemysłu farmaceutycznego, kosmetycznego
i spożywczego.
Jedną z gałęzi chromatografii cieczowej jest chromatografia przeciwprądowa
CCC (counter-current chromatography). Jest to technika
obejmująca wszystkie typy chromatografii ciecz-ciecz, gdzie faza
stacjonarna nie jest osadzona na stałym nośniku, ale jest utrzymywana
w miejscu poprzez oddziaływania proste i złożone pola siły
odśrodkowej lub grawitacyjnej (rys. 1). Technika wykorzystuje ciekłe
dwufazowe systemy rozpuszczalników (faza stacjonarna i ruchoma).
Podstawy teoretyczne
Nazwa chromatografii przeciwprądowej pochodzi od nazwy techniki
ekstrakcji w przeciwprądzie. Swoje początki wywodzi od prac
Craiga i Posta1, 2), którzy w latach 40. XX w. opracowali aparaturę do
wielokrotnej ekstrakcji ciecz-ciecz. Metoda ta pozwalała na separację
związków o różnych współczynnikach podziału (K) pomiędzy fazę
stacjonarną i ruchomą. Urządzenie Craiga składało się z szeregu
szklanych elementów, które były zaprojektowane i rozmieszczone
w taki sposób, aby lżejsza faza ciekła była przekazywana z jednego
94/4(2015) 585
Mgr inż. Dorota KOSTRZEWA w roku 1998 ukończyła
studia na Wydziale Inżynierii i Technologii
Chemicznej Politechniki Krakowskiej i w tym
samym roku podjęła pracę w Instytucie Nawozów
Sztucznych (obecnie Instytucie Nowych Syntez
Chemicznych) w Puławach. [...]
Recovery of oils from domestic plant materials by extraction with supercritical carbon dioxide Wydzielanie olejów z krajowych surowców roślinnych przez ekstrakcję nadkrytycznym ditlenkiem węgla DOI:10.12916/przemchem.2014.480
A plant oil was extd. from raspberry and blackcurrant
seeds with supercrit. CO2 at 50°C under 280 and 300 bar.
The seeds being a waste from the berry-processing industry
were a valuable source of unsatd. fatty acids.
Przedstawiono wyniki badań procesu ekstrakcji
oleju z nasion roślin jagodowych z wykorzystaniem
ditlenku węgla o parametrach nadkrytycznych.
Badania przeprowadzono przy
dwóch różnych wartościach ciśnienia ekstrakcji
(280 i 300 bar), w stałej temperaturze (50°C)
oraz przy stałym przepływie ditlenku węgla
(90 kg/h). Uzyskane wyniki umożliwiły wykreślenie
krzywych kinetyki procesu ekstrakcji, na
podstawie których określono rozpuszczalności
uzyskanych ekstraktów w nadkrytycznym
ditlenku węgla. Wykonano oznaczenia analityczne
składu otrzymanych olejów. Na podstawie
uzyskanej charakterystyki stwierdzono,
że nasiona roślin jagodowych, mogą stanowić
źródło olejów o korzystnym stosunku kwasów
tłuszczowych z rodziny n-6 i n-3.
Prawidłowa dieta dostarcza organizmowi niezbędnych składników
odżywczych warunkujących m.in. jego prawidłowy rozwój i funkcjonowanie.
Oprócz takich składników żywieniowych, jak białka,
węglowodany, witaminy, sole mineralne lub błonnik, w diecie powinny
występować także tłuszcze. Substancje te, obok węglowodanów,
stanowią główne źródło energii dla procesów zachodzących w naszych
organizmach oraz stanowią materiał budulcowy błon komórkowych
(decydują przy tym o ich przepuszczalności, aktywności enzymatycznej
i właściwościach receptorowych), hormonów tkankowych (prostaglandyny, prostacykliny), steroidowych i płciowych. Ponadto są
źródłem witamin rozpuszczalnych w tłuszczach i ułatwiają ich wchłanianie.
Jako tłuszcz podskórny chronią organizm przed nadmierną
utratą ciepła, a jako tłuszcz okołonarządowy stabilizują nerki i inne
narządy w jamie brzusznej.
Głównym składnikiem tłuszczów jadalnych są triglicerydy. Są to
estry zbudowane z trzech cząsteczek kwasów tłuszczowych i jednej
cząsteczki glicerolu[...]
A study on fucus extraction by accelerated solvent extraction Badania ekstrakcji morszczynu z metodą przyspieszonej ekstrakcji rozpuszczalnikiem DOI:10.12916/przemchem.2014.514
Dried fucus was extd. with AcMe at 50-150°C for 10-30 min
to recover C14-C18 fatty acids. The exts. contained 22-38%
of the fatty acids. The extn. yield was by 40% higher than
that achieved by Soxhlet extn. The extn. process was evaluated
statistically.
Przedstawiono wyniki badań ekstrakcji związków
lipidowych z suszonego morszczynu (Fucus
vesiculosus). Ekstrakcję przeprowadzono
z wykorzystaniem metody przyspieszonej ekstrakcji
rozpuszczalnikiem (ASE?). Jako rozpuszczalnika
cennych składników zawartych
w morszczynie użyto acetonu. Oszacowano
wpływ zmiennych niezależnych na wydajność
ekstrakcji oraz zawartość kwasów tłuszczowych
w ekstrakcie, wykorzystując metodę powierzchni
odpowiedzi (RSM).
Glony (algi) to grupa samożywnych organizmów beztkankowych
wymagających do życia wilgotnego środowiska1). Żyją w środowiskach
wodnych (morza, oceany, wody śródlądowe), ale również
w miejscach wilgotnych (gleba i jej powierzchnia, kamienie, pnie
drzew, ściany), a nawet na śniegu i lodzie (glony naśnieżne). Wśród
glonów występują formy o różnym stopniu zróżnicowania, od
jednokomórkowych o rozmiarach kilku mikrometrów do skomplikowanych
wielokomórkowych plech o rozmiarach kilkudziesięciu
metrów.
Z powodu dużej zmienności genetycznej glony potrafią adaptować
się do wymagań środowiska (m.in. skład chemiczny wód, temperatura,
światło) i dlatego ich naturalne populacje są zróżnicowane
morfologicznie, fizjologicznie i biochemicznie. Duża różnorodność biologiczna sprawia, że glony produkują znaczną ilość cennych substancji,
m.in. węglowodanów, białek i lipidów. Badania prowadzone
w ostatnich latach wykazały, że glony wytwarzają również związki
o szerokim spektrum aktywności biologicznej, m.in. przeciwbakteryjnej,
przeciwgrzybicznej, przeciwpierwotniakowej, przeciwgruźlicznej,
przeciwwirusowej, przeciwcukrzycowej, przeciwzapalnej,
cytotoksycznej i przeciwnowotworowej2-4). Są to związki o potencjalnym
zastosowaniu w przemyśle farmaceutycznym, ko[...]
Separation of bioactive compounds by counter-current chromatography. Part 2. Xanthohumol separation by centrifugal partition chromatography Oczyszczanie związków bioaktywnych z wykorzystaniem przeciwprądowej chromatografii odśrodkowej. Cz. II.** Separacja ksantohumolu z wykorzystaniem metody odśrodkowej chromatografii podziałowej DOI:10.15199/62.2016.6.4
Xanthohumol was sepd. from supercrit. CO2 exts. of spent
hops by centrifugal partition chromatog. in n-heptane/
AcoEt/MeOH/H2O (6/5/6/5 by vol.) system. The sepd. product
showed purity of 88%.
Przedstawiono metodę odśrodkowej chromatografii
podziałowej (CPC) jako technikę
otrzymywania produktów o wysokiej czystości.
Przedstawiono metodykę doboru układu
rozpuszczalników i aplikacji CPC dla ksantohumolu
(XN), prenylowanego chalkonu pochodzącego
z chmielu. Wyniki badań potwierdziły,
że metoda CPC może być z powodzeniem
wykorzystana do oczyszczania XN. Końcowa
czystość XN wyniosła 88%.
Chmiel (Humulus lupulus) jest źródłem związków, które nadają
piwu walory smakowe i zapachowe (α- i β-kwasy oraz olejki aromatyczne)
2). Od czasów starożytnych, był on wykorzystywany jako
roślina lecznicza m.in. do uśmierzania bólu, leczenia bezsenności
**) Cz. I1) i niestrawności.
95/6(2016) 1109
Mgr inż. Dorota KOSTRZEWA w roku 1998 ukończyła
studia na Wydziale Inżynierii i Technologii
Chemicznej Politechniki Krakowskiej i w tym
samym roku podjęła pracę w Instytucie Nawozów
Sztucznych (obecnie Instytucie Nowych Syntez
Chemicznych) w Puławach. Obecnie pracuje na
stanowisku specjalisty badawczo-technicznego
w Zakładzie Ekstrakcji Nadkrytycznej Instytutu.
Specjalność - technologia chemiczna.
Dr hab. inż. Edward RÓJ, prof. INS - notkę biograficzną i fotografię
Autora drukujemy w bieżącym numerze na str. 1152.
Mgr inż. Kazimierz KOZŁOWSKI w roku 1968 ukończył
studia na Wydziale Chemicznym Politechniki
Łódzkiej i rozpoczął pracę w Instytucie Nawozów
Sztucznych (obecnie Instytucie Nowych Syntez
Chemicznych) w Puławach w zespole badawczym
zajmującym się technologią kwasu azotowego.
W latach 1975-2004 pełnił funkcję
kierownika tego zespołu. Od 2004 r. pracuje
w Zakładzie Ekstrakcji Nadkrytycznej na stanowisku
głównego specjalisty inżynieryjno-technicznego.
Specjalność - inżynieria chemiczna.
Potencjał wynikający z zastosowań chmielu w [...]
Otrzymywanie ekstraktów olejowych z nasion owoców jagodowych z wykorzystaniem CO2 w warunkach nadkrytycznych
Przedstawiono wyniki wstępnych badań nad wydzielaniem olejów nienasyconych z nasion niektórych owoców jagodowych z wykorzystaniem ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych z użyciem ditlenku węgla. Przedstawiono wyniki analiz uzyskanych ekstraktów. Potwierdzono możliwość pozyskiwania z odpadów roślinnych bardzo interesujących produktów o dużym potencjale aplikacyjnym w różnych dziedzinach przemysłu. Blackcurrant and strawberry seeds were recovered from industrial pomaces, disintegrated and extd. with supercrit. CO2 at 50°C under pressure 280-360 bar for 270 min. The exts. were analyzed for acid, peroxide, I, and sapon. nos. as well as for content of proteins, fats and fatty acids. Linolic and aa-linoleic acid were main fatty acids in the extd. oils. The oils contained also larg[...]