A fekete bab maghéjból származó antociánok enzimekkel támogatott extrakciós eljárásának optimalizálása és antioxidáns aktivitásának elemzése
A fekete bab, más néven fekete bab, téli bab és zöldbab, a Glycine max (L.) Merr. hüvelyes szójabab száraz és érett fekete magja. Erős környezeti alkalmazkodóképességgel, szárazságtűréssel és meddő tűréssel rendelkeznek, és a legtöbb helyen ültethetők, még a sós lúgos talajokon is. A fekete bab széles ültetési területtel és viszonylag koncentrált regionális elterjedéssel rendelkezik Kínában. Általában Heilongjiangban, Anhui-ban, Shanxi-ban és más helyeken ültetik, ahol bőséges erőforrásokkal és változatos típusokkal rendelkeznek. A fekete bab híres hagyományos gyógyászati és ehető mezőgazdasági termék, amely telítetlen zsírsavakban, fehérjékben, vitaminokban, poliszacharidokban, izoflavonokban és más bioaktív anyagokban gazdag. A fekete bab maghéja fekete vörös vagy lilásvörös, fényes, vékony és törékeny, könnyen törik, és különböző hatóanyagokat tartalmaz, mint például élelmi rostokat, vitaminokat, pigmenteket, poliszacharidokat, flavonoidokat stb. A fekete bab maghéjában található antociánok nemcsak színt kölcsönöznek a fekete babnak, hanem számos egészségmegőrző hatással is rendelkeznek az emberi szervezetre, mint például antioxidáns, bélnyugtató, májvédő, cukorbetegség megelőzése, vércukorszint, vérzsírok, memóriajavítás, látásvédelem, daganatellenes, asztma megelőzése és kezelése stb.
Az antocianin extrakciós technológia fokozatos fejlesztése megalapozta az ipari alkalmazását, ami lehetővé tette, hogy széles körben használják az olyan iparágakban, mint az új kozmetikumok, az egészségügy, az élelmiszeripar és a természetes színezékek. Az antociánok feketebabhéjból történő hagyományos kivonási módszerei főként a vizes extrakció és a szerves oldószeres extrakció. Ezeknek a módszereknek azonban olyan hátrányai vannak, mint a hosszú extrakciós idő, a magas oldószerfogyasztás, az alacsony extrakciós arány és az antociánok gyenge stabilitása. Az utóbbi években olyan módszereket, mint az ultrahanggal támogatott extrakció, a mikrohullámmal támogatott extrakció és az ionos folyadékkal történő extrakció, vizsgáltak a fekete bab maghéjban lévő antociánok tanulmányozásában, mivel jellemzőjük a rövid extrakciós idő és a magasabb extrakciós arány. Korábbi tanulmányok megállapították, hogy a bioaktív anyagok, például az antociánok enzimekkel támogatott extrakciójának előnye az alacsony energiafogyasztás, a nagy költséghatékonyság, valamint a kivont termékek nagy stabilitása és aktivitása. Azonban eddig nem számoltak be az antociánok enzimekkel támogatott extrakciójáról a fekete bab héjából. Ez a tanulmány az antociánok enzimatikusan támogatott extrakcióját alkalmazta a fekete bab héjából, és optimalizálta az antociánok extrakciós folyamatát a válaszfelületi módszertan segítségével, az antocián-tartalom mint indikátor segítségével. Ugyanakkor in vitro kísérleteket végeztünk a fekete bab héjából származó antociánok kivonatának antioxidáns aktivitásának elemzésére, annak érdekében, hogy elméleti és technikai referenciákat nyújtsunk a fekete bab héjából származó antociánok kivonásához és átfogó fejlesztéséhez és felhasználásához.

Ebben a kísérletben etanolt használtak extrakciós oldatként, hogy optimalizálják az antociánok fekete bab maghéjból történő kivonásának folyamatát egy bioenzimekkel támogatott módszerrel. A növényi hatóanyagok enzimekkel támogatott extrakciójának előnye, hogy környezetbarát, környezetszennyezés-mentes, nem mérgező és ártalmatlan. Elsősorban arra a tényre támaszkodik, hogy a legtöbb hatékony hatóanyag a növényi sejtek citoplazmájában található, és a cellulázok, az alfa-amiláz és más enzimek által a sejtfal cellulózán biológiailag lebonthatók, elérve a sejtfal sűrű szerkezetének lebontását, a sejtfal és a sejtek közötti gátak áteresztőképességének fokozását, valamint a hatékony hatóanyagok diffúziójának és felszabadulásának maximalizálását a sejt citoplazmájából az extrakciós közegbe, így hatékonyan kivonva a bioaktív anyagokat.

Az egytényezős kísérletek alapján az optimális extrakciós sémát válaszfelület-optimalizálással származtatják és validálják. Az eredmények azt mutatták, hogy a válaszfelületi modell regressziója magasan szignifikáns (P0,05). A modell pontosan használható a fekete babhéjból kivont antociánok tartalomváltozásának mintázatának előrejelzésére különböző kísérleti tényezőkkel. Az optimalizálással kapott optimális folyamatfeltételek a következők: kompozit enzim (celluláz 400U/g+α - amiláz 50U/g), 50 ℃ enzimes hidrolízis hőmérséklet, 26:1mL/g folyadék-anyag arány, 64% etanol térfogatfrakció és 59min enzimes hidrolízis idő. Ezen kísérleti feltételek mellett a kivont antocián tartalom 2,019 mg/g volt.
Vegyük 2,019mg/g antocián-tartalom. A fekete szójabab maghéjában található antociánok antioxidáns aktivitására vonatkozó előzetes vizsgálatok azt mutatják, hogy a fekete szójabab maghéjában található antociánok jó antioxidáns aktivitással rendelkeznek, és dózis-válasz összefüggést mutatnak. A kísérleti tartományon belül a redukáló képessége és a szuperoxid-anion gyökök elnyelésére való képessége kissé alacsonyabb, mint az aszkorbinsavé, de a nitritionok, a DPPH-gyökök és az ABTS-gyökök elnyelésére való képessége erősebb, mint az aszkorbinsavé, ami összhangban van Xu, Wu és mások kutatási eredményeivel. Az antociánok antioxidáns kapacitásának kialakulása a konjugált szerkezetüknek köszönhető, és az antociánok stabilitását és reaktivitását befolyásolja a hidroxilálás és metilálás mértéke és helyzete a B gyűrűn, ami viszont befolyásolja az antociánok antioxidáns aktivitását. A kutatások kimutatták, hogy a cianidin-3-O-glükozid (C3G) a fekete bab héjában található antociánok fő összetevője, amelynek szerkezetében fenolos hidroxilcsoportok találhatók. Hidroxil-donorként szolgálhat, stabil szerkezetbe foglalva és megkötve a szabadgyököket, megszüntetve a szabadgyök-láncreakciók kialakulását, és antioxidáns kapacitást mutat.
Kísérletek kimutatták, hogy a fekete bab maghéjában található antociánok magas gyógyászati értékkel és széleskörű alkalmazási lehetőségekkel rendelkeznek. A természetes hatóanyagok enzimekkel támogatott extrakciója azonban összetett szilárd-folyadék fázisátadási folyamat, és a több sejttartalom feloldása több szennyeződés egyidejű bejutását eredményezheti a nyers kivonatba. A fekete bab maghéj antocián tartalma viszonylag magas, és az antociánok nyers kivonata bizonyos antioxidáns kapacitást mutat, ami potenciálisan alkalmas új antociánforrások kifejlesztésére. Az antociánok nem az egyetlen antioxidáns anyagok a fekete bab maghéjban. Ezért a fekete bab maghéjban lévő antociánok további tisztítása bizonyos irányadó jelentőséggel bír a hatóanyagok, a kémiai szerkezet, a fizikai-kémiai tulajdonságok és a szerkezet-aktivitás kapcsolat mélyreható tanulmányozása szempontjából.