Extraction of bioactive carbohydrat

Extraction of bioactive carbohydrates from artichoke (Cynara scolymus
L.) external bracts using microwave assisted extraction and pressurized
liquid extraction
Laura Ruiz-Aceituno, M. Jesús García-Sarrió, Belén Alonso-Rodriguez, Lourdes Ramos, M. Luz Sanz ⇑
Instituto de Química Orgánica General (CSIC), C/Juan de la Cierva, 3, 28006 Madrid, Spain
article info
Article history:
Received 2 July 2015
Received in revised form 6 October 2015
Accepted 10 October 2015
Available online 22 October 2015
Keywords:
Inositols
Inulin
PLE
MAE
Artichoke external bracts
abstract
Microwave assisted extraction (MAE) and pressurized liquid extraction (PLE) methods using water as
solvent have been optimized by means of a Box–Behnken and 32 composite experimental designs,
respectively, for the effective extraction of bioactive carbohydrates (inositols and inulin) from artichoke
(Cynara scolymus L.) external bracts. MAE at 60
C for 3 min of 0.3 g of sample allowed the extraction of
slightly higher concentrations of inositol than PLE at 75
C for 26.7 min (11.6 mg/g dry sample vs. 7.6 mg/g
dry sample). On the contrary, under these conditions, higher concentrations of inulin were extracted with
the latter technique (185.4 mg/g vs. 96.4 mg/g dry sample), considering two successive extraction cycles
for both techniques. Both methodologies can be considered appropriate for the simultaneous extraction
of these bioactive carbohydrates from this particular industrial by-product. To the best of our knowledge
this is the first time that these techniques are applied for this purpose.
2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
1. Introduction
Artichoke (Cynara cardunculus var. scolymus L.) is extensively
cultivated in the Mediterranean region, constituting the 85% of
world production. From this vegetable, only the inner leaves
(bracts) and heart are considered edible parts, whereas external
bracts, leaves and stems, are non-food industrial by-products
(Christaki, Bonos, & Florou-Paneria, 2012). These by-products
represent about 60% of the artichokes (Llorach, Espín, TomásBarberán,
& Ferreres, 2002) and have been used for the extraction
of bioactive components such as flavonoids and phenolic compounds
(Ceccarelli et al., 2010; Lattanzio, Kroon, Linsalata, &
Cardinali, 2009) or essential oils (Shimoda et al., 2003) with application
in food or pharmaceutical industry. These bioactives make
artichoke to be considered as a functional food, exhibiting hepatoprotective
and antioxidative activities, as well as the ability to inhibit
cholesterol biosynthesis and low density lipoprotein oxidation
(Fallah Huseini, Kianbakht, & Heshmat, 2012; Llorach et al., 2002;
Sánchez-Rabaneda et al., 2003). Artichoke is also known to have a
relatively high content in inulin (10.0–30.7% based on dry weight)
(Lattanzio et al., 2009; Leroy, Mabeau, Baty-Julien, & Grongnet,
2011; Ruiz-Cano et al., 2014; Van Loo, Coussement, De Leenheer,
Hoebregs, & Smits, 1995), a polysaccharide composed of fructose
unit chains of various lengths (linked by b-(2 ? 1)-D-fructosylfructose
bonds), terminated by a glucose unit linked by a a-(1 ? 2)
bond. Inulin is a reserve carbohydrate with recognized prebiotic
properties and used as a technological ingredient (Gibson &
Roberfroid, 1995; Lattanzio et al., 2009; Leroy, Grongnet,
Mabeau, Corre, & Baty-Julien, 2010; López-Molina et al., 2005;
Ronkart et al., 2007).
Up to now, the presence of inulin in artichoke has usually been
evaluated on edible parts, i.e., head or capitula. Only a couple of
studies have reported on the presence of this component in
artichoke by-products (or agro-industrial wastes), such as external
bracts or fractions resulting from industrial processes (LópezMolina
et al., 2005; Ruiz-Cano et al., 2014).
Apart from inulin, limited attention has been paid to the
composition of other carbohydrates present in artichoke. Few
studies report the total carbohydrate content on edible parts of
artichoke (Dosi et al., 2013) whereas, to the best of our knowledge,
the composition of the individual carbohydrate present in this
vegetable has been only studied in a recent manuscript by
(Hernández-Hernández, Ruiz-Aceituno, Sanz, & Martínez-Castro,
2011). In this work, low molecular weight carbohydrate (LMWC)
composition of artichoke internal bracts was determined,
emphasizing the content of bioactive compounds such as inositols
(chiro-, scyllo- and myo-inositol) at levels of 2 mg/g dry weight.
http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.10.046
0308-8146/ 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
⇑ Corresponding author.
E-mail address: [e-mail] (M.L. Sanz).
Food Chemistry 196 (2016) 1156–1162
Contents lists available at ScienceDirect
Food Chemistry
journal homepage: www.elsevier.com/locate/foodchem
Inositols (1,2,3,4,5,6-hexahydroxycyclohexanes) are cyclic
polyalcohols with molecular formula C6H12O6. These compounds
are mainly found in vegetables, being their presence in animal or
meat sources limited (Clements & Darnell, 1980; Ruiz Aceituno,
Ramos Rivero, & Sanz Murias, 2012). Several bioactive properties
have been attributed to inositols and their derivatives, mainly
associated with insulin resistance, and so they have been used
for treating disorders such as polycystic ovary syndrome, diabetes
mellitus and/or obesity (Nestler, Jakubowicz, Reamer, Gunn, &
Allan, 1999; Ostlund & Sherman, 1998).
The use of advanced extraction techniques such as pressurized
liquid extraction (PLE) or microwave assisted extraction (MAE) to
obtain extracts rich in bioactives from industrial by-products is
gaining great attention in recent years (Ballard, Mallikarjunan,
Zhou, & O’Keefe, 2010; Machado, Pasquel-Reátegui, Barbero, &
Martínez, 2015; Paes, Dotta, Barbero, & Martínez, 2014; Pap
et al., 2013; Pérez-Serradilla & Luque de Castro, 2011; ÁlvarezCasas,
García-Jares, Llompart, & Lores, 2014). These techniques
generally provide high yields with a significant reduction of extraction
times and solvent volumes as compared with conventional
(i.e., non-solvent enhanced) extraction procedures. Applications
reporting on the PLE of carbohydrates are still scarce in the
literature. Several studies have reported on the feasibility of PLE
for the extraction of inulin from Jerusalem artichoke (Helianthus
tuberosus L.) tubers (Saengkanuk, Nuchadomrong, Jogloy,
Patanothai, & Srijaranai, 2011), of inositols from pine kernels
(Ruiz-Aceituno, Rodríguez-Sánchez, Sanz, Sanz, & Ramos, 2014)
and of iminosugars from mulberry leaves (Rodríguez-Sánchez,
Ruiz-Aceituno, Sanz, & Soria, 2013). The concurrent extraction of
monosaccharides and polysaccharides from Cordyceps mushroom
by PLE has also been evaluated (Guan, Yang, & Li, 2010). MAE has
been applied to the extraction of polysaccharides (pectins, galactomannans,
arabinogalactans, xylans and sulfated polysaccharides,
among others) (Benko et al., 2007; Bélafi-Bakó, Cserjési, Beszédes, }
Csanádi, & Hodúr, 2012; Passos & Coimbra, 2013). However, to
the best of our knowledge, this technique has not been applied
to the extraction of inulin in any type of vegetable and no application
to the extraction of LMWC, and more specifically to inositols,
has been found in the literature.
The aim of this study was to evaluate the possibility of
simultaneous extraction of bioactive carbohydrates, i.e., inulin
and inositols, from artichoke (Cynara scolymus) industrial
by-product (i.e., external bracts) by PLE and MAE. The possibility
of subsequent removal of other coextracted LMWC has also been
evaluated.
2. Materials and methods
2.1. Samples and reagents
Fresh artichokes (var. ‘‘Blanca de Tudela”) were acquired at local
markets (Madrid, Spain), and the external bracts were taken and
freeze–dried. Then, they were ground to fine particles using
a domestic mill (Moulinex, Barcelona, Spain) and sieved
(500 lm mesh). The sample was stored in a dry and hermetically
closed recipient protected from light until analysis at ambient
temperature.
Analytical standards of fructose, chiro-inositol, glucose, galactose,
myo-inositol, sucrose and phenyl-b-D-glucoside were
obtained from Sigma Chemical Co. (St. Louis, USA). Washed sea
sand, thick grain, was acquired to Panreac (Barcelona, Spain).
Inulinase Novozym 960 from Aspergillus niger was kindly provided
from Novozymes (Bagsvaerd, Denmark) with 250–400 units/g
activity.
2.2. Carbohydrates extraction
2.2.1. Microwave assisted extraction (MAE)
MAE was carried out in a MARS 6 (CEM, NC, USA) system.
Microwave power was set at 900 W.
In a typical experiment, dried external bracts (0.1–0.3 g) and
10 mL of ultra-pure water were placed in 100 mL Green Chem
vessels (CEM) and submitted to MAE at different temperature
and/or times, following experimental design conditions. The effect
of three independent factors (temperature, T,
C; time, t, min; and
sample amount, s, g) on carbohydrate extraction from artichoke
external bracts was studied using a Box–Behnken design. A total
of 15 experiments were carried out in randomized order, according
to design (Table 1). The 3-level design included a subset of the runs
in the full three-level factorial and 3 center points per block to
estimate the experimental error. Experimental ranges for factors
evaluated were: T = 50–120
C, t = 3–30 min, and s = 0.1–0.5 g.
The quadratic model proposed was:
R ¼ b0 þ b1T þ b2t þ b3s þ b1;1T2 þ b2;2t
2 þ b3;3s
2 þ b1;2Tt
þ b1;3Ts þ b2;3ts þ e ð1Þ
where b0 is the intercept, bi are the first-order coefficients, bi,i the
quadratic coefficients for ith factors, bi,j the coefficients for the
interaction of factors i and j and e is the error.
Three response (R) variables were individually considered in the
optimization of the MAE method: R1, total inositols amount/g of
dry sample; R2, inulin amount/g of dry sample; and R3, total sugar
amount/g of dry sample. The experimental conditions that independently
maximized R1 and R2, and minimized R3 were obtained
from the fitted models. Under optimized conditions, the number of
cycles (fi

Kết quả (Việt) 1:

Khai thác các hoạt tính sinh học carbohydrate từ atisô (Cynara scolymusL.) lá bắc bên ngoài bằng cách sử dụng lò vi sóng hỗ trợ khai thác và áp lựckhai thác chất lỏngLaura Ruiz-Aceituno, M. Jesús García-Sarrió, Belén Alonso-Rodriguez, Lourdes Ramos, M. Luz Sanz ⇑Instituto de Química Orgánica chung (CSIC), C/Juan de la Cierva, 3, 28006 Ma-đrít, Tây Ban NhaBài viết thông tinBài viết lịch sử:Nhận được 2 tháng 7 năm 2015Nhận được trong hình thức sửa đổi 6 tháng 10 năm 2015Được chấp nhận ngày 10 tháng 10 năm 2015Có sẵn trực tuyến 22 tháng 10 năm 2015Từ khoá:InositolsInulinPLEMAEAtisô lá bắc bên ngoàitóm tắtLò vi sóng với sự hỗ trợ khai thác (MAE) và phương pháp khai thác chất lỏng áp lực (PLE) bằng cách sử dụng nước nhưdung môi đã được tối ưu hóa bằng phương tiện của một hộp-Behnken và 32 thiết kế thử nghiệm hỗn hợp,tương ứng, để khai thác hiệu quả của hoạt tính sinh học carbohydrate (inositols và inulin) từ atisô(Cynara scolymus L.) lá bắc bên ngoài. MAE ở 60 C cho 3 phút cách 0.3 g mẫu cho phép việc khai thácnồng độ cao hơn một chút của inositol hơn PLE ở 75 C cho 26,7 min (11,6 mg/g khô mẫu vs 7.6 mg/gkhô mẫu). Ngược lại, dưới những điều kiện này, các nồng độ cao hơn của inulin được chiết xuất vớixem xét kỹ thuật thứ hai (185.4 mg/g vs 96,4 mg/g khô mẫu), hai liên tiếp khai thác chu kỳcho cả hai kỹ thuật. Cả hai phương pháp có thể được coi là thích hợp cho việc khai thác đồng thờicác carbohydrate hoạt tính sinh học từ này sản phẩm công nghiệp cụ thể. Tốt nhất của kiến thức của chúng tôiđây là thời gian đầu tiên mà các kỹ thuật được áp dụng cho mục đích này. 2015 Elsevier Ltd. Tất cả các quyền.1. giới thiệuAtisô (Cynara cardunculus var. scolymus L.) là rộng rãiđược trồng ở vùng địa Trung Hải, chiếm 85%thế giới sản xuất. Từ thực vật này, chỉ bên trong lá(lá Bắc) và Trung tâm được coi là bộ phận ăn được, trong khi bên ngoàilá bắc, lá và thân cây, là sản phẩm công nghiệp phòng không thực phẩm(Christaki, Bonos, và Florou-Paneria, 2012). Các bộ phận nội tạngđại diện cho khoảng 60% Bông Atiso (Llorach, Espín, TomásBarberán,& Ferreres, 2002) và đã được sử dụng cho việc khai thácCác thành phần hoạt tính sinh học như flavonoid và các hợp chất phenolic(Ceccarelli et al., 2010; Lattanzio, Extônia, Linsalata, &Cardinali, 2009) hoặc tinh dầu (Shimoda và ctv., 2003) với ứng dụngtrong thực phẩm hoặc ngành công nghiệp dược phẩm. Các bioactives làm choatisô được coi như là một thực phẩm chức năng, trưng bày hepatoprotectivevà antioxidative hoạt động, cũng như khả năng ức chếsinh tổng hợp cholesterol và lipoprotein mật độ thấp oxy hóa(Fallah Huseini, Kianbakht, và Heshmat, năm 2012; Llorach et al., 2002;Sánchez-Rabaneda et al., 2003). Atisô cũng được biết đến có mộtcác nội dung tương đối cao trong inulin (10,0-30,7% dựa trên trọng lượng khô)(Lattanzio et al., 2009; Leroy, Mabeau, Baty-Julien, & Grongnet,năm 2011; Ruiz-Cano et al., 2014; Van Loo, Coussement, De Leenheer,Hoebregs, & Smits, 1995), một polysacarit bao gồm fructosedây chuyền đơn vị độ dài khác nhau (liên kết bởi b-(2? 1)-D-fructosylfructosetrái phiếu), kết thúc bằng một đơn vị glucoza được liên kết bởi một một-(1? 2)trái phiếu. Inulin là một carbohydrate dự trữ với công nhận prebiotictài sản và được sử dụng như là một thành phần công nghệ (Gibson &Roberfroid, năm 1995; Lattanzio et al., 2009; Leroy, Grongnet,Mabeau, Corre & Baty-Julien, 2010; López-Molina et al., 2005;Ronkart et al., 2007).Đến nay, sự hiện diện của inulin ở atisô thường làđánh giá ngày ăn được bộ phận, ví dụ, người đứng đầu hoặc capitula. Chỉ có một vàinghiên cứu đã báo cáo về sự hiện diện của thành phần này trongatisô bộ phận nội tạng (hoặc chất thải nông-công nghiệp), chẳng hạn như bên ngoàilá bắc hoặc phân số kết quả từ quá trình công nghiệp (LópezMolinaet al., 2005; Ruiz-Cano et al., 2014).Ngoài inulin, chú ý giới hạn đã được trả cho cácthành phần của carbohydrate khác hiện nay ở atisô. Vàinghiên cứu báo cáo nội dung tất cả carbohydrate trên phần ăn được củaatisô (Dosi và ctv., 2013) trong khi đó, để tốt nhất của kiến thức của chúng tôi,thành phần cá nhân carbohydrate có trong điều nàythực vật đã được chỉ nghiên cứu trong một bản viết tay tại bởi(Hernández-Hernández, Ruiz-Aceituno, Sanz, & Martínez-Castro,Năm 2011). trong tác phẩm này, thấp trọng lượng phân tử carbohydrate (LMWC)Các thành phần của atisô lá bắc nội bộ đã được xác định,nhấn mạnh nội dung của các hợp chất hoạt tính sinh học như inositols(chiro-, scyllo - và myo-inositol) ở các cấp độ của 2 mg/g trọng lượng khô.http://DX.Doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.10.0460308-8146 / 2015 Elsevier Ltd. Tất cả các quyền.Các tác giả Corresponding ⇑.E-mail địa chỉ: [e-mail] (ml Sanz).Hóa học thực phẩm 196 (2016) 1156-1162Nội dung danh sách có sẵn tại ScienceDirectHóa học thực phẩmtạp chí trang chủ: www.elsevier.com/locate/foodchemInositols (1,2,3,4,5,6-hexahydroxycyclohexanes) đang cyclicpolyalcohols với công thức phân tử C6H12O6. Các hợp chấtchủ yếu được tìm thấy trong rau quả, là của sự hiện diện ở động vật hoặcthịt nguồn giới hạn (Clements & Darnell, 1980; Ruiz Aceituno,Ramos Rivero, & Sanz Murias, 2012). Một số tính chất hoạt tính sinh họcđã được quy cho inositols và dẫn xuất của họ, chủ yếu làliên quan đến kháng insulin, và do đó, họ đã được sử dụngcho điều trị rối loạn như hội chứng buồng trứng đa nang, bệnh tiểu đườngđái tháo đường và/hoặc béo phì (Nestler, Jakubowicz, khoét, Gunn, &Allan, 1999; Ostlund & Sherman, 1998).Việc sử dụng các kỹ thuật tiên tiến khai thác như áp lựckhai thác chất lỏng (PLE) hoặc lò vi sóng hỗ trợ khai thác (MAE) đểcó được chiết xuất giàu bioactives từ bộ phận nội tạng công nghiệp làđạt được sự chú ý lớn trong thời gian qua (Ballard, Mallikarjunan,Chu & O'Keefe, 2010; Machado, Pasquel-Reátegui, Barbero, &Martínez, năm 2015; Paes, Dotta, Barbero, & Martínez, 2014; Papet al., 2013; Pérez-Serradilla & Luque de Castro, năm 2011; ÁlvarezCasas,García-Jares, Llompart, & Lores, 2014). Các kỹ thuậtnói chung cung cấp cho sản lượng cao với một sự giảm đáng kể của khai thácthời gian và các khối lượng dung môi so với thông thường(tức là, không-dung môi nâng cao) thủ tục khai thác. Ứng dụngbáo cáo về PLE của carbohydrate được vẫn còn khan hiếm ở cácvăn học. Một số nghiên cứu đã báo cáo về tính khả thi của PLEđể tách inulin từ Jerusalem Atisô (Helianthustuberosus L.) củ (Saengkanuk, Nuchadomrong, Jogloy,Patanothai, & Srijaranai, năm 2011), của inositols từ hạt nhân thông(Ruiz-Aceituno, Rodríguez-Sánchez, Sanz, Sanz, & Ramos, 2014)và của iminosugars từ mulberry lá (Rodríguez-Sánchez,Ruiz-Aceituno, Sanz & Soria, 2013). Việc khai thác đồng thờimonosacarit và polysaccharides từ trùng nấmbởi PLE đã cũng là đánh giá (Guan, Yang, & Li, 2010). MAE cóđược áp dụng cho việc khai thác của polysaccharides (pectins, galactomannans,arabinogalactans, xylans và sulfated polysaccharides,trong số những người khác) (Benko et al., 2007; Bélafi-Bakó, Cserjési, Beszédes}Csanádi, & Hodúr, năm 2012; Passos & Coimbra, 2013). Tuy nhiên, đểtốt nhất của chúng tôi kiến thức, kỹ thuật này đã không được áp dụngđể khai thác inulin thuộc bất kỳ loại thực vật và không có ứng dụngđể khai thác của LMWC, và cụ thể hơn để inositols,đã được tìm thấy trong các tài liệu.Mục đích của nghiên cứu này là để đánh giá khả năngđồng thời khai thác của carbohydrate hoạt tính sinh học, ví dụ, inulinvà inositols, từ atisô (Cynara scolymus) công nghiệpsản phẩm (tức là, là lá bắc bên ngoài) bởi PLE và MAE. Khả năngsau đó bỏ khác LMWC coextracted cũng đãđánh giá.2. tài liệu và phương pháp2.1. mẫu và thuốc thửBông Atiso tươi (var. '' Blanca de Tudela") đã được mua lại ở địa phươngthị trường (Ma-đrít, Tây Ban Nha), và các lá bắc bên ngoài đã được đưa vàFreeze-khô. Sau đó, họ đã để hạt mịn bằng cách sử dụngtrong nước một mill (Moulinex, Barcelona, Tây Ban Nha) và sieved(500 lm lưới). Mẫu được lưu trữ trong một khô và hermeticallyđóng cửa nhận được bảo vệ từ ánh sáng cho đến khi phân tích tại môi trường xung quanhnhiệt độ.Các tiêu chuẩn phân tích fructose, chiro-inositol, đường, galactoza,Myo-inositol, Sucroza và phênyl-b-D-glucosidethu được từ công ty hóa chất Sigma (St. Louis, Hoa Kỳ). Rửa biểncát, hạt dày, đã được mua lại để Panreac (Barcelona, Tây Ban Nha).Inulinase Novozym 960 từ Aspergillus niger vui lòng cung cấptừ Novozymes (Bagsvaerd, Đan Mạch) với 250-400 đơn vị/ghoạt động.2.2. carbohydrate khai thác2.2.1. lò vi sóng hỗ trợ khai thác (MAE)MAE được thực hiện trong một hệ thống sao HỎA 6 (CEM, NC, Mỹ).Lò vi sóng điện đã được thiết lập tại 900 W.Trong một thử nghiệm điển hình, khô lá bắc bên ngoài (0,1-0.3 g) và10 mL nước cực tinh khiết được đặt trong 100 mL màu xanh lá cây ChemMạch (CEM) và nộp cho MAE ở nhiệt độ khác nhauand/or times, following experimental design conditions. The effectof three independent factors (temperature, T,
C; time, t, min; andsample amount, s, g) on carbohydrate extraction from artichokeexternal bracts was studied using a Box–Behnken design. A totalof 15 experiments were carried out in randomized order, accordingto design (Table 1). The 3-level design included a subset of the runsin the full three-level factorial and 3 center points per block toestimate the experimental error. Experimental ranges for factorsevaluated were: T = 50–120
C, t = 3–30 min, and s = 0.1–0.5 g.The quadratic model proposed was:R ¼ b0 þ b1T þ b2t þ b3s þ b1;1T2 þ b2;2t2 þ b3;3s2 þ b1;2Ttþ b1;3Ts þ b2;3ts þ e ð1Þwhere b0 is the intercept, bi are the first-order coefficients, bi,i thequadratic coefficients for ith factors, bi,j the coefficients for theinteraction of factors i and j and e is the error.Three response (R) variables were individually considered in theoptimization of the MAE method: R1, total inositols amount/g ofdry sample; R2, inulin amount/g of dry sample; and R3, total sugaramount/g of dry sample. The experimental conditions that independentlymaximized R1 and R2, and minimized R3 were obtainedfrom the fitted models. Under optimized conditions, the number ofcycles (fi

Kết quả (Việt) 2:

Chiết xuất carbohydrates hoạt tính sinh học từ cây atisô (Cynara scolymus
L.) lá bắc bên ngoài bằng cách sử dụng lò vi sóng hỗ trợ khai thác và áp
chiết lỏng
Laura Ruiz-Aceituno, M. Jesús García-Sarrió, Belén Alonso-Rodriguez, Lourdes Ramos, M. Luz Sanz ⇑
Instituto de Química Orgánica chung (CSIC), C / Juan de la Cierva, 3, 28.006 Madrid, Tây Ban Nha
thông tin bài viết
Điều lịch sử:
Nhận 02 Tháng 7 năm 2015
nhận bằng hình thức sửa đổi 06 Tháng Mười 2015
Accepted ngày 10 tháng mười năm 2015
trực tuyến có sẵn 22 tháng 10 năm 2015
Từ khóa:
Inositols
Inulin
PLE
MAE
Atisô lá bắc ngoài
trừu tượng
Microwave chiết lỏng áp (PLE) phương pháp sử dụng nước như khai thác hỗ trợ (MAE) và
dung môi đã được tối ưu hóa bằng phương tiện của một Box-Behnken và 32 hỗn hợp thiết kế thử nghiệm,
tương ứng, cho khai thác có hiệu quả các carbohydrates hoạt tính sinh học (inositols và Inulin) từ atisô
(Cynara scolymus L.) lá bắc bên ngoài. MAE tại 60? C trong 3 phút của 0,3 g mẫu cho phép khai thác của
nồng độ cao hơn một chút so với inositol PLE tại 75? C 26,7 phút (11,6 mg / g mẫu khô là 7.6 mg / g
mẫu khô). Ngược lại, trong điều kiện này, nồng độ cao hơn của inulin được chiết xuất bằng
các kỹ thuật sau (185,4 mg / g so với 96,4 mg / g mẫu khô), xem xét hai chu kỳ khai thác tiếp
cho cả hai kỹ thuật. Cả hai phương pháp có thể được coi là thích hợp cho việc khai thác đồng thời
của các carbohydrate hoạt tính sinh học từ này công nghiệp cụ thể của sản phẩm. Để tốt nhất của kiến thức của chúng
tôi, đây là lần đầu tiên mà những kỹ thuật được áp dụng cho mục đích này.
2015 Elsevier Ltd Tất cả các quyền.
1. Giới thiệu
Atisô (Cynara scolymus cardunculus var. L.) được rộng rãi
trồng ở khu vực Địa Trung Hải, chiếm 85% của
sản lượng thế giới. Từ rau này, chỉ có những chiếc lá bên trong
(lá bắc) và trái tim được coi là bộ phận ăn được, trong khi bên ngoài
lá bắc, lá và thân cây, là phi thực phẩm công nghiệp các sản phẩm
(Christaki, Bonos, & Florou-Paneria, 2012). Những sản phẩm phụ
chiếm khoảng 60% của atisô (Llorach, Espín, TomásBarberán,
& Ferreres, 2002) và đã được sử dụng để tách
các thành phần hoạt tính sinh học như flavonoids và các hợp chất phenolic
(Ceccarelli et al, 2010;. Lattanzio, Kroon , Linsalata, &
Cardinali, 2009) hoặc các loại tinh dầu (Shimoda et al., 2003) với các ứng dụng
trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm. Những hoạt tính sinh học làm cho
Atisô được coi là một thực phẩm chức năng, trưng bày hepatoprotective
hoạt động và chống oxy hóa, cũng như khả năng ức chế
sinh tổng hợp cholesterol và lipoprotein mật độ thấp quá trình oxy hóa
(Fallah Huseini, Kianbakht, & Heshmat, 2012; Llorach et al 2002,.;
Sánchez-Rabaneda et al., 2003). Atisô cũng được biết là có một
nội dung tương đối cao trong inulin (10,0-30,7% dựa trên trọng lượng khô)
(Lattanzio et al, 2009;. Leroy, Mabeau, Baty-Julien, & Grongnet,
2011;. Ruiz-Cano et al, năm 2014; Van Loo, Coussement, De Leenheer,
Hoebregs, & Smits, 1995), một polysaccharide gồm fructose
chuỗi đơn vị độ dài khác nhau (liên kết bởi b- (2 1?) -D-fructosylfructose
trái phiếu), chấm dứt bởi một đơn vị glucose liên kết bởi một a- (1? 2)
trái phiếu. Inulin là một carbohydrate dự trữ với công nhận prebiotic
tài sản và sử dụng như một thành phần công nghệ (Gibson &
Roberfroid, 1995; Lattanzio et al, 2009;. Leroy, Grongnet,
Mabeau, Corre, & Baty-Julien, 2010; López-Molina et al. năm
2005;.. Ronkart et al, 2007)
đến nay, sự hiện diện của inulin trong atisô đã thường được
đánh giá trên các phần ăn được, tức là, người đứng đầu hoặc capitula. Chỉ có một vài
nghiên cứu đã báo cáo về sự hiện diện của các thành phần này trong
atisô sản phẩm phụ (hoặc các chất thải nông nghiệp), chẳng hạn như bên ngoài
lá bắc hay phân số kết quả từ quá trình công nghiệp (LópezMolina
et al, 2005;. Ruiz-Cano et al. , 2014).
Ngoài inulin, chú ý hạn chế đã được trả cho các
thành phần carbohydrate khác có trong atisô. Vài
nghiên cứu báo cáo tổng hàm lượng carbohydrate vào phần ăn được của
atisô (Dosi et al., 2013) trong khi đó, với sự hiểu biết của chúng tôi,
các thành phần của các carbohydrate cá nhân hiện diện trong này
rau đã được chỉ nghiên cứu trong một bản thảo gần đây của
(Hernández -Hernández, Ruiz-Aceituno, Sanz, & Martínez-Castro,
năm 2011). Trong tác phẩm này, thấp carbohydrate trọng lượng phân tử (LMWC)
thành phần của atisô lá bắc nội bộ được xác định,
nhấn mạnh nội dung của hợp chất hoạt tính sinh học như inositols
(chiro-, scyllo- và myo-inositol) ở mức 2 mg / g trọng lượng khô.
Http : //dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.10.046
0308-8146 / 2015 Elsevier Ltd Tất cả các quyền.
⇑ Tương ứng với tác giả.
địa chỉ E-mail: [e-mail] (ML Sanz) .
Food Chemistry 196 (2016) 1156-1162
Nội dung danh sách có sẵn tại ScienceDirect
Food Chemistry
tạp chí trang chủ: www.elsevier.com/locate/foodchem
Inositols (1,2,3,4,5,6-hexahydroxycyclohexanes) là cyclic
alcohol đa phân tử với công thức C6H12O6. Các hợp chất này
chủ yếu được tìm thấy trong các loại rau, là sự hiện diện của họ ở động vật hoặc
các nguồn thịt giới hạn (Clements & Darnell, 1980; Ruiz Aceituno,
Ramos Rivero, & Sanz Murias, 2012). Một số tài sản hoạt tính sinh học
đã được quy cho inositols và dẫn xuất của chúng, chủ yếu
liên quan đến kháng insulin, và vì vậy họ đã được sử dụng
để điều trị các rối loạn như hội chứng đa nang buồng trứng, bệnh tiểu đường
tháo đường và / hoặc béo phì (Nestler, Jakubowicz, mũi doa, Gunn, &
Allan năm 1999;. Ostlund & Sherman, 1998)
Việc sử dụng các kỹ thuật chiết xuất tiên tiến như nén
chiết lỏng (PLE) hoặc lò vi sóng hỗ trợ khai thác (MAE) để
có được chiết xuất giàu hoạt tính sinh học từ công nghiệp các sản phẩm đang
được chú ý lớn trong những năm gần đây ( Ballard, Mallikarjunan,
Zhou, & O'Keefe, 2010; Machado, Pasquel-Reátegui, Barbero, &
Martínez, 2015; Paes, Dotta, Barbero, & Martínez, 2014; Pap
et al, 2013;. Pérez-Serradilla & Luque de Castro, năm 2011; ÁlvarezCasas,
García-Jares, Llompart, & Lores, 2014). Những kỹ thuật này
thường cung cấp sản lượng cao với một sự giảm đáng kể về khai thác
lần và khối lượng dung môi so với thông thường
thủ tục khai thác (tức là, không dung môi tăng cường). Ứng dụng
báo cáo về PLE carbohydrate vẫn còn khan hiếm trong
văn học. Một số nghiên cứu đã báo cáo về tính khả thi của PLE
để tách inulin từ atisô (Helianthus
tuberosus L.) củ (Saengkanuk, Nuchadomrong, Jogloy,
Patanothai, & Srijaranai, 2011), của inositols từ hạt thông
(Ruiz-Aceituno, Rodríguez -Sánchez, Sanz, Sanz, và Ramos, 2014)
và của iminosugars từ lá dâu tằm (Rodríguez-Sánchez,
Ruiz-Aceituno, Sanz, & Soria, 2013). Việc khai thác đồng thời của các
monosacarit và polysaccharides từ nấm Cordyceps
bởi PLE cũng được đánh giá (Guan, Yang, và Li, 2010). MAE đã
được áp dụng cho việc khai thác các polysaccharides (pectin, galactomannans,
arabinogalactans, xylans và sulfate polysaccharides,
trong số những người khác) (Benko et al, 2007;. Bélafi-Bako, Cserjési, Beszédes,}
Csanádi, & Hodúr, 2012; Passos & Coimbra, 2013). Tuy nhiên, để
sự hiểu biết của chúng tôi, kỹ thuật này đã không được áp dụng
để chiết xuất inulin trong bất kỳ loại thực vật và không có ứng dụng
để tách các LMWC, và cụ thể hơn để inositols,
đã được tìm thấy trong các tài liệu.
Mục đích của nghiên cứu này là để đánh giá khả năng
đồng thời khai thác các carbohydrates hoạt tính sinh học, tức là, inulin
và inositols, từ atisô (Cynara scolymus) công nghiệp
của sản phẩm (ví dụ, lá bắc ngoài) của PLE và MAE. Khả năng
loại bỏ tiếp theo của LMWC coextracted khác cũng đã được
đánh giá.
2. Vật liệu và phương pháp
2.1. Mẫu và thuốc thử
atisô tươi (var. '' Blanca de Tudela ") cũng được mua với địa phương
thị trường (Madrid, Tây Ban Nha), và các lá bắc bên ngoài được thực hiện và
đông khô. Sau đó, họ được nghiền hạt mịn để sử dụng
một nhà máy trong nước (Moulinex, Barcelona, ​​Tây Ban Nha) và sàng lọc
(500 lm lưới). Các mẫu đã được lưu trữ ở nơi khô và kín mít
nhận kín tránh ánh sáng cho đến khi phân tích ở môi trường xung quanh
nhiệt độ.
Tiêu chuẩn phân tích của fructose, Chiro-inositol, glucose, galactose,
myo-inositol, sucrose và phenyl-BD-glucoside được
thu được từ Sigma Chemical Co . (St. Louis, Mỹ). Biển rửa
cát, hạt dầy, đã được mua lại để Panreac (Barcelona, ​​Tây Ban Nha).
Inulinase Novozym 960 từ Aspergillus niger được vui lòng cung cấp
từ Novozymes (Bagsvaerd, Đan Mạch) với 250-400 đơn vị / g
hoạt động.
2.2. Carbohydrates khai thác
2.2.1. Máy hỗ trợ khai thác (MAE)
MAE đã được thực hiện trong một MARS 6 (CEM, NC, USA) hệ thống.
Điện lò vi sóng đã được thiết lập ở 900 W.
Trong một thí nghiệm điển hình, sấy khô lá bắc bên ngoài (0,1-0,3 g) và
10 ml cực nước -pure được đặt trong 100 mL xanh Chem
tàu (CEM) và nộp cho MAE ở nhiệt độ khác nhau
và / hoặc thời gian, điều kiện sau đây thiết kế thí nghiệm. Hiệu quả
của ba yếu tố độc lập (nhiệt độ, T, C;? Thời gian, t, min, và
mẫu số, s, g) vào khai thác carbohydrate từ atisô
lá bắc bên ngoài đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng một thiết kế Box-Behnken. Có tổng cộng
15 thí nghiệm được thực hiện theo thứ tự ngẫu nhiên, theo
thiết kế (Bảng 1). Thiết kế 3 tầng bao gồm một tập hợp con của chạy
trong giai thừa ba cấp đầy đủ và trung tâm 3 điểm mỗi khối để
ước lượng các lỗi thử nghiệm. Phạm vi thử nghiệm các yếu tố
đánh giá là: T = 50-120 C, t = 3-30 phút, và s = 0,1-0,5 g?.
Các mô hình bậc hai được đề xuất là:
R ¼ b0 þ þ b1T b2t þ þ b3s b1; 1T2 þ b2; 2t
2 þ b3; 3s
2 þ b1; 2Tt
þ b1; 3Ts þ b2; 3ts þ e ð1Þ
nơi b0 là đánh chặn, bi là các hệ số thứ tự đầu tiên, bi, i các
hệ số bậc hai cho yếu tố thứ i, bi, j các hệ số cho các
tương tác của các yếu tố i và j và e là lỗi.
Ba phản ứng (R) biến được coi là cá nhân trong
tối ưu hóa các phương pháp MAE: R1, tổng inositols lượng / g
mẫu khô; R2, số tiền inulin / g mẫu khô; và R3, tổng lượng đường
lượng / g mẫu khô. Các điều kiện thí nghiệm một cách độc lập
tối đa R1 và R2, R3 và giảm thiểu được lấy
từ các mô hình được trang bị. Trong điều kiện tối ưu, số lượng các
chu kỳ (fi