¿Qué es la antocianina de extracto de arándano?

Vaccinium es un género de plantas perteneciente a la familia Ericaceae. El fruto es de color azul, casi redondo, y de 0,5 a 2,5 g de peso por fruto, siendo el más grande de 5 g. Los arándanos son una de las cinco frutas saludables recomendadas por la organización de las naciones Unidas para la alimentación y la agricultura. El primer país en cultivar arándanos fue Estados Unidos, y Chinacomenzó a importarlos y cultivarlos en 1981. Los arándanos son ricos en nutrientes.

Además de los nutrientes convencionales, también contienen vitamina E, vitamina A, superóxido dismutasa (SOD), antocianinas y un gran número de oligoelementos, como calcio, fósforo, magnesio, zinc, hierro, germanio, cobre, etc. 2. Los arándanos son ricos en antocianes rico. Algunas publicaciones indican que el contenido de antocianinas de los arándanos es de 387 — 487 mg/100 g, mientras que el de las moras es de 245 mg/100 g, el de las frambuesas es de 116 mg/100 g, y el de las fresas es de 35 mg/100 g³. Las antocianinas tienen una variedad de funciones fisiológicas. Extraer antocianinas de los arándanos y usarlas como suplementos dietéticos no sólo hace pleno uso de sus funciones fisiológicas, sino que también resuelve el problema de los arándanos#39; Una vida útil pobre y perecedera, y aumenta su valor comercial. Por lo tanto, en los últimos años, las antocianinas de arándano han recibido una amplia atención.

1 estructura y propiedades de antocianinas

1.1 estructura química

Las antocianinas son un tipo de flavonoide en la clase de compuestos fenólicos. Su estructura básica consiste en dos anillos de benceno conectados por una unidad de carbono -3 (C6-C3-C6). El núcleo básico de origen de las antocianinas es la 2-fenilbenzopirina, el cromóforo, como se muestra en la figura 1.4.

1.2 tipos

Se conocen más de 20 antocianinas y más de 250 antocianidin. Hay seis antocianinas que se encuentran principalmente en las partes comestibles de las plantas: cianidina, pelargonidina, peonidina, delphinidina, pelunidina y malvidina. (Malvidin), que representa aproximadamente el 50%, 12%, 12%, 12%, 7% y 7% del contenido de antocianina en la naturaleza, respectivamente. Sus estructuras químicas se muestran en la tabla 1. 5. Las principales antocianinas en los arándanos son delphinidina, pelargonidina, peonidina, cianidina y malvidina.

1.3 propiedades químicas

Las moléculas de antocianina contienen grupos ácidos y básicos y son solubles en agua y compuestos de alcohol como el etanol. Tienen una fuerte absorción tanto en las regiones de luz ultravioleta y visible, con las longitudes de onda de máxima absorción cerca de 280 nm y en el rango de 500-550 nm. Las antocianinas aparecen en diferentes colores a diferentes valores de pH: rojo a pH < 7, púrpura a pH 7-8, y azul a pH > 11.

2. The physiological functions deAntociande de arándano (en inglés)

2.1 antioxidante

Un gran número de estudios han utilizado métodos antioxidantes químicos y celulares para evaluar la actividad antioxidante de las antocianinas de arándanos, y los resultados lo demuestranEl aránblueantocianinasTienen una fuerte actividad antioxidante. Wang Jian et al. evaluaron la capacidad antioxidante de las antociande de arándanos a través de las pruebas de radical hidroxilo, radical DPPH, H → O₂, radical anión superóxido y Fe → + tasa de eliminación de residuos, y los resultados mostraron que las antociande de arándanos tienen una actividad muy alta. Petko Denev et al. 8 problas propiedades antioxidantes de los extractos de antocianina de cinco tipos de bayas: arándanos, saú, grosella roja, moras y arándanos. Los extractos fueron probados por su capacidad para absorber radicales de oxígeno (ORAC), capacidad de eliminación de radicales hidroxilo (HORAC), parámetro antioxidante de captura de radicales de hidroperoxilo total (TRAP), NO eliminación de residuos e inhibide la peroxidlipí, se encontró que el extracto de arándano tenía el HORAC más fuerte y ninguna capacidad de eliminación de residuos.

Spela Moze Bornsek et al. 9 realizaron ensayos antioxidantes intracelulares (CAA) en diferentes líneas celulares como el cáncer de colon humano (Caco-2), el cáncer de hígado (HepG2), las células endotelihumanas (EA.hy926) y las células del músculo liso vascular de rata (A7r5), y los resultados mostraron que las antocianinas tienen propiedades antioxidantes intracelulares. Sun Liqiong et al. estudiaron la actividad antioxidante de los monómeros de antocianina en 10 de las 9 variedades de arándano introducidas en China. Los resultados mostraron que la delfinidina y la cian3-glucósido son los principales ingredientes activos en los arándanos.

2.2 protege la vista

Las antocianinas de arándanos son un elemento importante en la protección de la vista. Pueden proteger los capilares en los ojos, promoviendo así la circulación sanguínea; Y pueden acelerar la regeneración de rodopsina, que es indispensable para una buena vista. Las antociande de arándano pueden mejorar significativamente la visión borrosa, los ojos secos, la agudeza visual y la eficiencia general, aliviando así la fatiga visual. Los niños con miopía leve pueden controlar eficazmente y aliviar el desarrollo de la miopía al complementar 500 mg de antociande de arándano al día [3].

2.3 niveles de azúcar en la sangre más bajos

A ratas machos obesos se les administraron 200 mg/(kg·d) de antocianinas de arándano por sonda. Después de 4 semanas, se recogió sangre en ayunas para medir la glucemia. Los resultados mostraron que en comparación con el grupo de control, el tratamiento con antociande de arándanos redujo significativamente el nivel de glucosa en sangre en ayunas de las ratas, y las antociande de arándanos podrían mejorar la sensibilidad a la insulina. 4. Grace MH et al. 15 dieron a los ratones antociande arándanos, que bajaron sus niveles de glucosa en sangre en un 33% a 51%, mientras que los niveles de glucosa en sangre de los ratones a los que se les dio metformina se redujeron en un 27%, lo que indica que las antociande arándanos pueden aliviar eficazmente los síntomas de la hiperglucemia en ratones.

2.4 antiproliferación

Bunea A et al. [0 mostraron que las antociande de arándano tienen efectos antiproliferativos y pro-apoptóticos en la línea celular de Melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanoma melanomade ratón B16-F10. Las cuatro concentraciones de antocianinas de arándano, 50, 100, 150 y 200 μg/mL, fueron seleccionadas y aplicadas a las células mesangiglomerhumanas durante 24 horas. Las tasas de inhibición de las células fueron de 40,98%, 60,39%, 59,60% y 64,66%, respectivamente, lo que indica que las antociande de arándano inhila la proliferación celular de manera dependiente de la dosis e induce apoptosis.

2.5 otras funciones fisiológicas

En los últimos años, los estudiosos han descubierto que, además de las funciones fisiológicas anteriores, antociande arándanos también tienen otras funciones, tales como la inhibienvitro del virus de la hepatitis B, daño anti-hígado, daño anti-radiación, analgésico y anti-inflamatorio, y alivio de la ansiedad 18-23].

3 factores que afectan la estabilidad de las antocianinas de arándanos

La estabilidad de las antocianinas de arándano es pobre. Las condiciones de procesamiento como pH, temperatura, luz, iones metálicos y aditivos pueden afectar su estabilidad y dificultar su aplicación. Las antocianinas de arándanos son estables en condiciones ácidas. Las altas temperaturas y la luz pueden acelerar su degradación. El efecto de los iones metálicos y azúcares sobre su estabilidad está relacionado con su concentración. Por lo tanto, los ambientes alcalinos y de alta temperatura deben ser evittanto como sea posible durante el procesamiento, y deben ser almacenados en condiciones de baja temperatura y protección contra la luz.

3,1 pH

El pH tiene un efecto significativo en la estabilidad de las antocianinas de arándanos. Cuando pH < 3, las antocianinas de arándano son relativamente estables; Cuando pH > 3, la estructura de antocianina es inestable y se degrada fácilmente. 4; La estructura molecular de las antocianinas a diferentes valores de pH cambiará, lo que llevará a un cambio de color. 2.

3.2 la temperatura

La estabilidad de las antocianinas de arándanos disminuye significativamente a altas temperaturas, y la tasa de degradación de las antociande de arándanos se acelera con el aumento de la temperatura. Liu Junbo et al. 20 mostraron que por debajo de 60 °C, la estabilidad de las antocianinas de arándano se ve menos afectada. Wang Bochu et al. 27 mostraron que las antocianinas de arándanos son sensibles a las altas temperaturas (-80 ≥ C).

3.3 luz

Las antocianinas de arándanos son inestables a la luz. Los estudios han demostrado que las antocianinas son inestables y fácilmente degraden en la luz natural, y son más estables en condiciones de oscuridad. Por lo tanto, las antocianinas de arándanos deben almacenarse en la oscuridad.

3,4 iones metálicos

Los iones metálicos a menudo se introducen durante el procesamiento, y estos iones metálicos pueden afectar la función de las antocianinas. Por lo tanto, es importante estudiar el efecto de los iones metálicos sobre la estabilidad de las antocianinas. Los resultados mostraron que Fe − +, Fe − + y Cu − + afectaron la estabilidad de las antocianinas. Los iones Zn − + con una concentración mayor que 1,2 mmol/L, Cu − + con una concentración mayor que 12 mmol/L y Ca − + con una concentración mayor que 12 mmol/L fueron beneficiosos para la estabilidad de las antocianinas de arándano. Na+ no tuvo efecto significativo en la estabilidad de las antocianinas de arándanos

3.5 agentes reductores y oxidantes

En el proceso se utilizan oxidantes y agentes reductores. Las antocianinas de arándanos son sensibles a oxidantes (H − O −, 0,5% ~ 2,0%) y agentes reductores (Na − SO −, 0,005 ~ 0,040 mol/L). Sun Qianyi Sun et al. 24 encontraron que a medida que aumentaba la concentración del agente oxidante y reduc, la tasa de conservación de las antocianinas de arándanos se reducía rápidamente. A una concentración de 2% H₂O₂ y Na₂SO₃, las tasas de preservación de antociande de arándano fueron bajas, 34% y 35%, respectivamente.

3.6 azúcares

Los azúcares son ampliamente utilizados en el procesamiento de alimentos. Los azúcares comúnmente utilizados incluyen glucosa, sacarosa y fructosa. El efecto de los azúcares sobre la estabilidad de las antocianinas de arándano está relacionado con la concentración de los azúcares utilizados. Los resultados de un estudio realizado por Sun Qianyi et al. 24 mostraron que la glucosa, la sacarosa y la fructosa en concentraciones de más del 20% eran estables a las antocianinas de arándanos. Un estudio realizado por Yan Hongguang et al. 25 mostró que la sacarosa y la glucosa en concentraciones superiores al 10% tenían un ligero efecto protector sobre las antocianinas, mientras que las bajas concentraciones de sacarosa y fructosa pueden reducir la estabilidad de las antocianinas de arándano. Liu Junbo et al. 20 mostraron que las concentraciones de sacarosa por debajo de 50g/L (5%) no tenían un efecto significativo sobre las antocianinas de arándano, mientras que las concentraciones de sacarosa de alta calidad podrían mejorar la estabilidad. Estos resultados indican que las altas concentraciones de azúcares son beneficiosas para la estabilidad de las antocianinas de arándanos.

Otros aditivos alimentarios

Los aditivos alimentarios pueden prolongar la vida útil de los alimentos, al tiempo que mejoran las propiedades sensoride los alimentos para satisfacer a las personas#39;s necesidades sensori, y se utilizan ampliamente en la industria alimentaria. Los resultados de la investigación muestran que el VC puede dañar la estructura de las antocianinas y degradar las antocianinas, mientras que el benzoato de sodio, el ácido cítrico 0,15% y el ácido málico pueden promover la estabilidad de las antociande de arándano.

Otros factores

Además de los factores anteriores que afectan la estabilidad de las antocianinas de arándanos durante el procesamiento de alimentos, algunas condiciones de procesamiento también pueden afectar la estabilidad de las antocianinas de arándanos. Por ejemplo, Nadiarid Jiménez et al. 28 determinaron la tasa de degradación de antocianinas en muestras de jugo de Mora en tres diferentes actividades acuáticas. Los resultados mostraron que a medida que la actividad del agua disminuyó de 0.99 a 0.34, la constante de la tasa de degradación de las antocianinas aumentó de 0.9 ± 10-3/s a 3.5 ± 10-3/s, lo que indica que una disminución en la actividad del agua tiene un impacto negativo en la estabilidad de las antocianinas a altas temperaturas.

4 extracción y purificación de antocianinas de arándanos

4.1 métodos de extracción

En la actualidad, los principales métodos paraExtracción de antociande de arándanoIncluyen la extracción con disolventes orgánicos, extracción asistida por ultrasonidos, extracción asistida por microondas y métodos enzim. Algunos métodos combinan varios métodos, como la extracción ultrasonido-enzimy la extracción ultrasonido-microondas.

4.1.1 método de extracción por solvente

La extracción por solvente es uno de los métodos más utilizados para extraer antocianinas. Como antocianinas son solubles en soluciones de alcohol como etanol y metan, etanol o metanse utiliza generalmente como el agente de extracción. Las antocianinas son estables en condiciones ácidas, por lo que las antociande de arándano se suelen extraer en condiciones ácidas.

Una solución de metanes un disolvente comúnmente utilizado para extraer antocianinas de arándanos. Se puede añadir una pequeña cantidad de ácido clorhídrico o solución de ácido acético para mejorar la eficiencia de extracción. Las mejores condiciones de proceso se pueden obtener ajustando la relación líquido-material, la temperatura de extracción y el tiempo de extracción. 2930 senembargo, las soluciones de metanson tóxicas y no respetucon el medio ambiente, por lo que las soluciones de etanol se utilizan a menudo como disolventes de extracción. [3]

4.1.2 método de extracción ultrasónica

El ultrasonido hace que las paredes celulares de los arándanos y toda la fruta de arándano se rompen en un instante, acortando el tiempo de tritur. Al mismo tiempo, la vibración generada por el ultrasonido potencia la liberación, difusión y disolución de sustancias intracelulares, mejorando significativamente la eficiencia de extracción. Wu Jinming et al. 3 utilizaron la metodología de superficie de respuesta para analizar y optimizar el proceso de extracción ultrasónica de antocianinas de arándano, y concluyeron que las condiciones óptimas de extracción para las antociande de arándano fueron potencia ultrasónica 730 W, relación líquimaterial 1:18, tiempo de extracción 40 meny temperatura de extracción 55 °C. En estas condiciones, la tasa de extracción de antocianina fue de 5.79%.

4.1.3 método enzimático

Las enzimas pueden descomponer los tejidos vegetales, acelerando así la liberación de sustancias activas en las células vegetales y mejorando así la tasa de extracción. Zhao Erfeng et al.133 utilizaron celulasa para extraer antocianinas de orujo de arándano, y la tasa de extracción de antocianina del orujo de arándano resultante fue de 4,12%.

4.1.4 otros métodos

Boyaqiu A comparó los efectos de la extracción con disolvente y la extracción asistida por microondas en la tasa de extracción de antocianinas. Los resultados mostraron que la extracción asistida por microondas tuvo un mejor efecto de extracción. Michael Schwarz et al. 3 confirmaron el potencial de la cromatode contracorcorriente de alta velocidad para la separación a gran escala de antocianinas. La cromatode contracorcorriente de alta velocidad tiene varias ventajas: alta carga de muestra, bajo costo del disolvente de separación, y no requiere costosas columnas de extracción en fase sólida. Las condiciones de funcionamiento también son suaves. Wang Erlei et al.3 utilizaron cromatode columna combinada con cromatolíquida de alto rendimiento semi-preparativa para aislar con éxito una mezcla de antocianina de alta pureza y monómeros de antocianina de arándanos silvestres. Se estableció un sistema de elución eficaz para separar los compuestos de antocianina de alta pureza: primero, una columna de XAD-7HP de amberlita se llencon una solución acuosa de etanol que contiene 0,01% de ácido clorhídrico (etanol: agua = 35:65), y luego una columna de Sephadex LH-20 se llencon una solución acuosa de etanol que contiene 0,01% de ácido clorhídrico (etanol: agua = 35:65).

4.2 método de depuración

El extracto crudo de antocianinas de arándanos contiene muchas impurezas, tales como proteínas, azúcares, pectina y otras sustancias. Con el fende mejorar la calidad y prolongar la vida útil del producto, es necesario puriel extracto crudo de antocianinas de arándano.

4.2.1 método de la resina

La tecnología de separación por adsorción de la resina macroporosa es un nuevo proceso de extracción y purificación que utiliza un adsorbente especial para adsorcionar selectivamente los principios activos y eliminar los principios inactivos. Este método tiene las ventajas de un equipo simple, operación conveniente, ahorro de energía, bajo costo, alta pureza del producto, y no absorción de humedad. Actualmente, el método de la resina es el principal método de purificación para antocianinas de arándanos. Timothy J. Buran y ores37 encontraron que la resina de amberlita FPX66 es la resina más adecuada para recuperar antocianinas y flavonoides de extractos de agua de arándanos.

4.2.2 método de extracción en fase sólida

Petko Denev et al. 8 utilizaron la extracción en fase sólida (SPE) para puriantocianinas de cinco bayas (la chokeberry americana, saú, grosella roja, Mora y arándano). Los resultados mostraron que la extracción en fase sólida (SPE) utilizando la amberlita XAD7 absorbente es un método rápido, sencillo y fiable para puriantocianinas de extractos complejos que contienen impurezas como azúcares, ácidos, proteínas y pectina.

5 perspectivas de desarrollo

Los arándanos son una buena fuente de antocianinas debido a su alto contenido de antocianinas y buena funcionalidad. Han sido ampliamente utilizados en la industria alimentaria, médica y cosmética. Senembargo, las antocianinas de arándanos son inestables y se pierden durante el proceso de producción. El problema de cómo retener las antocianinas y su actividad fisiológica en la mayor medida posible necesita ser resuelto con urgencia. Las antocianinas también tienen mala estabilidad en el tracto gastrointestinal humano y baja biodisponibilidad. Sin embargo, las propiedades biológicas de las antocianinas están determinadas principalmente por su biodisponibilidad, por lo que mejorar la biodisponibilidad de las antocianinas es también un área clave de investigación futura.

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