Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.
XII Национална конференция с международно участие
"Природни науки 2014" (NCNS2014)
Автори: Надежда Петкова, Манол Огнянов,...
Inula helenium L. (бял оман)
 Лечебно растение от сем. Сложноцветни
 Централна и Южна Европа, Северна
Америка, Азия
 Се...
Обща характеристика на инулин
• Фруктан
• Инулинът е полидисперсен
растителен полизахарид, чиято
верига е изградена основн...
“I give this name to a new
vegetable principle, lately
discovered by Rose in the root of
inula helenium (elecampane)”.
Th....
Източници на инулин и олигофруктози
Методи за екстракция и анализ на
инулин
- Екстракция с гореща вода
- Класическа екстракция
- Екстракция чрез прилагане на
...
Здравословен ефект
• Диетични фибри
• Пребиотик
• Нискокалоричен
• Имуностимулатор
• Спомага абсорбцията на Са
и Мg
• Пони...
Приложение на инулин
• Заместител на мазнини в храните:
- кисело мляко
- сирена за мазане
- сосове
- замразени млечни десе...
Цел
Целта на настоящото изследване е чрез
прилагане на ултразвуково въздействие
да се изолира полизахаридът инулин от
коре...
Сухи корени от бял оман
Смилане едрина на частиците 1 мм
Екстракция (трикратна)40 min, при 80 °С и yлтразвук 35 kHz
Филтру...
Сухи корени от бял оман
Смилане едрина на частиците 1 мм
Екстракция (трикратна)40 min, при 80 °С и yлтразвук 35 kHz
Филтру...
Материали и методи
• Определяне точка на топене – на апарат
Кофлер
• Определяне на специфичния ъгъл на
оптично въртене - A...
Спектрофотометрично опредляне на инулин
Схема на реакцията на Селиванов
OH
CH2OHHOH2C
O
HO
OH
[ H+
]
-3xH2O
CHOHOH2C
O
[ H...
Където:
• x – концентрацията на фруктоза, отгoваряща
от стандартната права, μg
• Vепр – обем на градуирана епруветка, 10 c...
HPLC АНАЛИЗ НА ИНУЛИН ИЗОЛИРАН
ОТ БЯЛ ОМАН
Скорост на потока: 1 ml/min
Обем на инжектирана проба: 20 µL
Колона: Shodex® Su...
IR-FT СПЕКТРОСКОПИЯ
Апарат: Nicolet FT-IR Avatar Nicolet Termo Science spectrometer
IR-FT спектъра на изолираното вещество...
Резултати
• Бяло прахообразно вещество с
жълтеникъв отенък, без мириз, с
неутрален вкус, разтворимо в
гореща вода
• Положи...
Физико-химична характеристика на
изолираното вещество
mp, °C [𝛼] 𝐷
25 Белтъчно
съдържание,
%
Редуциращи
групи, %
DP Mm,
kD...
HPLC-RID анализ на инулин
Mobile phase: deionized water
Column: Sugar SP0810 with Pb2+
(300 mm x 8.0 mm, 5 μm)
Column temp...
IR-FT спектър на изолирания полизахарид
ν(OH)
3330 cm-1
β 2→1 -гликозидна
връзка
817, 874, 933 cm-1
ν(С–С) 1170 cm−1
ν(С–О...
Таблица 2. Отнасяне на характеристичните ивици от IR-FT спектъра на
изолирания полизахарид от Inula helenium L.
Интервал н...
Заключение
•Приложен е ултразвуков метод за изолиране на инулин
от корени на бял оман (Inula helenium L.), както и два
под...
В чест на 110 години от рождението на Проф.
Стойко Стойков – основател на катедра
„Органична химия“ УХТ / към секцията
„Зе...
Ultrasound-assisted extraction and characterisation of inulin-type fructan from roots of elecampane (Inula helenium L.)
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

Ultrasound-assisted extraction and characterisation of inulin-type fructan from roots of elecampane (Inula helenium L.)

490 Aufrufe

Veröffentlicht am

Ultrasound-assisted extraction of inulin from elecampane

Veröffentlicht in: Ingenieurwesen
  • Als Erste(r) kommentieren

Ultrasound-assisted extraction and characterisation of inulin-type fructan from roots of elecampane (Inula helenium L.)

  1. 1. XII Национална конференция с международно участие "Природни науки 2014" (NCNS2014) Автори: Надежда Петкова, Манол Огнянов, Мина Тодорова, Пантелей Денев Катедра “Органична химия“ Университет по хранителни технологии - Пловдив Ултразвукова екстракция и характеристика на инулин от корени на бял оман (Inula helenium L.)
  2. 2. Inula helenium L. (бял оман)  Лечебно растение от сем. Сложноцветни  Централна и Южна Европа, Северна Америка, Азия  Североизточна и Източна България, Стара планина – до 800 м надморска височина  Действа спазмолитично, антисептично, диуретично, противокашлечно и предпазва от развитие на ракови клетки.  Инулин – 11 - 45 %  Използваема част – корените  Количеството на инулина се влияе от природо-климатичните условия
  3. 3. Обща характеристика на инулин • Фруктан • Инулинът е полидисперсен растителен полизахарид, чиято верига е изградена основно от • β-фруктофуранозидни звена, свързани (2→1), като много често в единия си край сe съдържа α- глюкопиранозен остатък свързан (1→2). • Степен на полимеризация (DP) - 2 до 70 • Бяло прахообразно вещество, без мирис и страничен аромат, с неутрален вкус • Фруктоолигозахариди – инулини с DP от 2 до 12 O H HO H HO H O OH H H OH H2C CH2OH HO OH O CH2OH CH2OH HO HO O n O GFn O H HO H HO H O OHH H OH CH2 CH2OH HO OH O CH2OH CH2OH HO OH O n O Fm CH2
  4. 4. “I give this name to a new vegetable principle, lately discovered by Rose in the root of inula helenium (elecampane)”. Th. Thomson, 1818 В литерарурата терминът инулин е използван за пръв път от Thomson през 1818 г., за да се наименува веществото, което през 1804 г. германският учен Rose изолира чрез екстракция с гореща вода от растението бял оман (Inula helenium).
  5. 5. Източници на инулин и олигофруктози
  6. 6. Методи за екстракция и анализ на инулин - Екстракция с гореща вода - Класическа екстракция - Екстракция чрез прилагане на ултразвук - Микровълнова екстракция Методи за анализ: - спектрофотометрично - HPLC - IR – спектроскопия - NMR
  7. 7. Здравословен ефект • Диетични фибри • Пребиотик • Нискокалоричен • Имуностимулатор • Спомага абсорбцията на Са и Мg • Понижава нивото на инсулина, триглициридите в кръвта и кръвната захар
  8. 8. Приложение на инулин • Заместител на мазнини в храните: - кисело мляко - сирена за мазане - сосове - замразени млечни десерти - месни продукти - сирена с намалено съдържание на мазнини • Замества захарта – шоколади • В тестени и сладкарски изделия, екструдирани храни • Източник на разтворими фибри • Стабилизатор на пени • Структуро-определящ компонент • Има идеална разтворимост • Подобрява вкуса
  9. 9. Цел Целта на настоящото изследване е чрез прилагане на ултразвуково въздействие да се изолира полизахаридът инулин от корени на лечебното растение бял оман (Inula helenium L.) и да се определят основните му физикохимични характеристики.
  10. 10. Сухи корени от бял оман Смилане едрина на частиците 1 мм Екстракция (трикратна)40 min, при 80 °С и yлтразвук 35 kHz Филтруване (0.45 μm ) Филтрат Алкализиране с 2 % Ca(OH)2 до pH 8 Престой 60 min при 25 °С Филтруване Пулпа от бял оман дейонизирана вода (1:100) Неутрализация с оксалова киселина Пречистване с активен въглен Филтруване Филтрат Утайка Филтрат Концентриране, охлаждане на екстракта до 2-5 °С Утаяване с 95 % ЕtOH Престой 12 часа при 4 °С Центрофугиране (3000 rpm, 30 min) Супернатанта Утайка Промиване с ацетон Разтваряне в десилирана вода Утаяване с 96 % етанол Центрофугиране (3000 rpm, 30 min) Лиофилизация Утайка Инулин от бял оман (чистота 95 %) Утайка Супернатанта Промиване с 70 % ЕtOH Метод 1
  11. 11. Сухи корени от бял оман Смилане едрина на частиците 1 мм Екстракция (трикратна)40 min, при 80 °С и yлтразвук 35 kHz Филтруване (0.45 μm ) Филтрат Алкализиране с NaOH до pH 7, охлждане Пречистване през колона пълна с хитозан имобилизиран върху носител силикагел Пулпа от бял оман дейонизирана вода (1:100) Елуат Утайка Концентриране, охлаждане на екстракта до 2-5 °С Утаяване с 95 % ЕtOH Престой 12 часа при 4 °С Центрофугиране (3000 rpm, 30 min) Супернатанта Утайка Промиване с ацетон Разтваряне в десилирана вода Утаяване с 96 % етанол Центрофугиране (3000 rpm, 30 min) Лиофилизация Утайка Инулин от бял оман (чистота 93 %) Супернатанта Промиване с 70 % ЕtOH Метод 2
  12. 12. Материали и методи • Определяне точка на топене – на апарат Кофлер • Определяне на специфичния ъгъл на оптично въртене - Automatuc digital polarimeter РЗ001RS, KRÜSS (Germany), при λ=589 nm. • Определяне на редуциращите групи (PAHBAH) – спектрофотометрично при λ=410 nm. • Определяне на белтъчно съдържание – метод на Брадфорд. • Определяне на DP и молекулната маса на изолирания инулин.
  13. 13. Спектрофотометрично опредляне на инулин Схема на реакцията на Селиванов OH CH2OHHOH2C O HO OH [ H+ ] -3xH2O CHOHOH2C O [ H+] -3xH2O O O CH2OH HO O OH OH 2 фруктоза 5-HMF резорцинол λ=480 nm Ход на анализа: - 100 μL проба (екстракт) 100 μL резорцинол (1 mg/cm3) 100 μL тиоуреа (0,1 %), 800 μL EtOH (95 %) , 900 μL k.HCl (37 %) Нагряване при 80 ºС за 8 min Охлаждане, доливане до 10 cm3 Измерване на абсорбцията при 480 nm тиокарбамид
  14. 14. Където: • x – концентрацията на фруктоза, отгoваряща от стандартната права, μg • Vепр – обем на градуирана епруветка, 10 cm3 • Vk – обем на колбата, в която е събиран и долят екстракта, cm3 • К1= коефициент за влага • К2=0.91, коефициент на хидролиз на инулин • P– масата на претеглената проба (изсушена), g • 100 μL – обем на взетата проба (екстракт)
  15. 15. HPLC АНАЛИЗ НА ИНУЛИН ИЗОЛИРАН ОТ БЯЛ ОМАН Скорост на потока: 1 ml/min Обем на инжектирана проба: 20 µL Колона: Shodex® Sugar SP0810 с Pb2+ (300 mm x 8.0 mm, 5 μm) Температура на колоната: 85 °C Мобилна фаза: дейонозирана вода Детектор: RID-10A Стандартна права за определяне на инулин: Y=769884x+24074 R2=0.999
  16. 16. IR-FT СПЕКТРОСКОПИЯ Апарат: Nicolet FT-IR Avatar Nicolet Termo Science spectrometer IR-FT спектъра на изолираното вещество е регистриран в КBr таблетка в диапазона от 4000-400 cm-1
  17. 17. Резултати • Бяло прахообразно вещество с жълтеникъв отенък, без мириз, с неутрален вкус, разтворимо в гореща вода • Положителна реакция с реактив на Селиванов – положителен тест за кетози • Фруктозно съдържание – над 89 % • Чистота 95-97 %
  18. 18. Физико-химична характеристика на изолираното вещество mp, °C [𝛼] 𝐷 25 Белтъчно съдържание, % Редуциращи групи, % DP Mm, kDa Инулин от бял оман (Метод 1) 178,5- 180 -24 1.0 2.9 33 5.3 Инулин от бял оман (Метод 2) 178- 180 -23 0.9 3.1 30 4.9 Търговски инулин от цикория 176 -33 0.2 2.8 22 3.6 Таблица 1 Физико-химична характеристика на изолираното вещество
  19. 19. HPLC-RID анализ на инулин Mobile phase: deionized water Column: Sugar SP0810 with Pb2+ (300 mm x 8.0 mm, 5 μm) Column temperature: 85 °C Flow rate: 1 ml/min Injection volume: 20 µL Detector: RID- 10A O H HO H HO H O OH H H OH H2C CH2OH HO OH O CH2OH CH2OH HO HO O n O
  20. 20. IR-FT спектър на изолирания полизахарид ν(OH) 3330 cm-1 β 2→1 -гликозидна връзка 817, 874, 933 cm-1 ν(С–С) 1170 cm−1 ν(С–О) 1087 cm−1 ν(С–О–С) 1030 cm−1 νC-H as (CH2) 2931 cm-1 νC-H s(CH2) 2880 cm-1 05001000150020002500300035004000 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 Wavenumbers [1/cm] Transmittance
  21. 21. Таблица 2. Отнасяне на характеристичните ивици от IR-FT спектъра на изолирания полизахарид от Inula helenium L. Интервал на характеристичните честоти cm-1*ч Експериментални честоти, cm-1 Отнасяне 3200-3400 3382 νО-Н(ОН); ir H -връзки 2933-2981 2929 νC-H as(CH2) 2850-2904 2088 νC-H s(CH2) 1664-1634 1647 Абсорбция н вода 1416-1430 1456 δC-H s (CH2) 1335-1336 1338 βо-н (ОН) 1225-1235 1220 βо-н (ОН) 1125-1162 1141 νC-O-C as (C-O-C) 1015-1060 1029 νC-O (C-O) 985-996 985 νC-O (C-O) 930 933 α-D-Glcp остатък във веригата 892-895 874 873 δ(C1-H), вибрация на пръстена (2-кетофуранози ) 817 817 2-кетози
  22. 22. Заключение •Приложен е ултразвуков метод за изолиране на инулин от корени на бял оман (Inula helenium L.), както и два подхода за пречистване на получените екстракти – действие с активен въглен и пропускане през колона с хитозан-силикагелни частици. И при двата метода се получава добър добив и висока чистота на целевия продукт. •Изолираният инулин се отличава с висока степен на полимеризация DP 30-33 и молекулна маса, което го характеризира като дълговерижен и високомолекулен. •Тези характеристики определя до голяма степен неговите функционални свойства и последващо му приложение като потенциален пребиотик, имуномодулатор и текстуриращ агент в храните.
  23. 23. В чест на 110 години от рождението на Проф. Стойко Стойков – основател на катедра „Органична химия“ УХТ / към секцията „Земеделска техника и технология“ към АУ Пловдив (1948 г.)/

×