Дослідження ефективності ферментативного екстрагування рослинних антиоксидантів

Abstract

Одним з напрямків «зелених технологій» є застосування безпечних екстрагентів у поєднанні з ферментами для вилучення актиоксидантів із рослинної сировини. В статті досліджено вплив гідролітичних ферментів (целюлази, пектинази, β-глюканази і ксиланази) на процес екстрагування антиоксидантів. З метою вилучення ліпофільних антиоксидантів з рослинної сировини застосовували також соняшниковий гідратаційний осад як джерело фосфоліпідів. Ферментативне екстрагування показало суттєве збільшення екстрагування антиоксидантів з кори калини та коріння лопуху порівняно зі водно-спиртовим екстрагуванням. Для кори калини ця різниця становила 186 % (5,67 та 3,05 г/кг, відповідно), для коріння лопуху – 144 % (7,79 та 5,41 г/кг, відповідно). Було досліджено також вплив одержаних антиоксидантів на процес окиснення соняшникової олії волюметричним методом в умовах ініційованого окиснення. Екстракт коріння лопуху, вилучений ферментативним екстрагуванням, мав на 9 % вищу ефективність гальмування окиснення соняшникової олії порівняно з традиційним водно-спиртовим екстрактом, для кори калини ця різниця становила 12,4 %. Досліджені екстракти рослин за зменшенням антиоксидантної активності знаходяться в порядку: коріння лопуху (ферментативне екстрагування, антиоксидантна активність 2,88) > кора калини (ферментне екстрагування, антиоксидантна активність 2,820 > коріння лопуху (звичайне екстрагування, антиоксидантна активність 2,64) > кора калини (звичайне екстрагування, антиоксидантна активність 2,51) > бутилгідроксианізол, антиоксидантна активність 1,69). Таким чином, ферментативного екстрагування в присутності фосфоліпідів є ефективним методом інтенсифікації екстрагування природних антиоксидантів із рослинної сировини.

One of the directions of "green technologies" is the use of safe solvents in combination with enzymes to extract antioxidants from plant raw materials. This work aimed to study the influence of hydrolytic enzymes (cellulases, pectinases, β-glucanases, and xylanases) on the process of antioxidant extraction. To extract the lipophilic antioxidants sunflower gummies were also used as a source of phospholipids. Enzymes resulted in a significant increase in antioxidants recovery from viburnum bark and burdock root compared to water-ethanolic extraction. For viburnum bark, this increase was 186% (5.67 and 3.05 g/kg, respectively), and for burdock roots – 144% (7.79 and 5.41 g/kg, respectively). The effect of the obtained extracts on the process of sunflower oil oxidation was also investigated by the volumetric method under the conditions of initiated oxidation. The burdock root extract obtained by enzymatic extraction had a 9% higher efficiency of inhibition of sunflower oil oxidation compared to the traditional water-ethanolic quote, for viburnum bark this increase was 12.4%. The investigated plant extracts are in the order of decreasing antioxidant activity: burdock roots (enzymatic extraction, antioxidant activity 2.88) > viburnum bark (enzymatic extraction, antioxidant activity 2.820 > burdock roots (conventional extraction, antioxidant activity 2.64) > viburnum bark (conventional extraction, antioxidant activity 2.51) > butyl hydroxy anisole, (antioxidant activity 1.69). Thus, enzymatic extraction in the presence of phospholipids is an effective method of accelerating of the natural antioxidant extraction from plant materials.