Quelles sont les méthodes d’extraction de l’extrait de riz noir?

Le riz noir est une importante culture vivrière. Il contient une grande quantité de nutriments, tels que des niveaux élevés de protéines, d’acides aminés essentiels, de vitamines et de minéraux essentiels. En outre,Le riz noir contient également un ingrédient bioactif important, anthocyanine de riz noir. De nombreuses études ont montré que l’extrait de riz noir est un pigment anthocyanique, qui est un type de polyphénol. L’analyse a montré que l’anthocyanine de riz noir est principalement le paéoniflorin-3-glucoside et le cornflower-3-glucoside [1-5]. Ces dernières années, de nombreux chercheurs au pays et à l’étranger ont mené un grEt en plusnombre d’études sur les extraits de riz noir. Cet article traite du processus d’extraction et de la recherche sur l’activité physiologique des extraits de riz noir.

1 progrès de la recherche sur le procédé d’extraction de l’extrait de riz noir

1.1 extraction au solvant de l’anthocyane de riz noir

Le flux général de processus d’extraction au solvant de l’anthocyanine de riz noir est le suivant: riz noir → élimination d’impureté, broyage → poudre de riz noir → extraction au solvant → filtration par aspiration → solution d’extraction → distillation → concentré de pigment de riz noir → séchage → anthocyanine de riz noir brut.

Des études ont montré que de nombreux facteurs influencent laExtraction de l’anthocyanine de riz noir par la méthode au solvant, y compris le choix du solvant d’extraction, la concentration du solvant, la température d’extraction, le temps d’extraction, le rapport liquide-matière, la valeur du pH et le degré de pulvérisation de riz noir. Les différents solvants ont des effets très différents sur l’extraction de l’anthocyane du riz noir. Zhong Yan et al. ont montré que l’anthocyane du riz noir est soluble dans l’eau, l’acétone, le méthanol, l’éthanol, l’éther, le n-butanol, l’isopentanol et d’autres solvants, avec les meilleurs résultats d’extraction obtenus dans le méthanol et l’éthanol. L’expérience a également montré que le pigment de riz noir est insoluble dans l’acétate d’éthyle et le chloroforme [6].

Niu Juanjuan et al. ont montré que le rendement de la méthode d’extraction au solvant de l’éthanol n’est pas significativement différent de celui de la méthode d’extraction au solvant d’eau, et que la température d’extraction est abaissée et le temps d’extraction est réduit [7]. Par conséquent, l’éthanol est généralement choisi commeSolvant d’extraction pour le riz noirExtraction d’anthocyanes. Les paramètres du procédé d’extraction des pigments de riz noir à l’aide de solvants varient selon les chercheurs, principalement en raison de l’incohérence des matières premières utilisées et des paramètres de conception expérimentale. Par exemple, Zhang Fudi et al. ont constaté que le taux d’extraction le plus élevé de mélanine de riz noir était atteint lorsque la température d’extraction était de 80 °C, le temps d’extraction était de 30 minutes, le rapport liquide/matière était de 1:10, et le solvant était de 50% d’éthanol (en volume) [8].

Wu Suling' S la recherche a conclu que l’optimumParamètres du procédé pour l’anthocyanine de riz noirSont: 50% d’éthanol (en volume), poudre de riz noir finesse 50 mesh, température 80°C, pH 3, rapport liquid-matière 1:5, temps d’extraction 30 min [9]. Ji Yunqi et al. ont utilisé une méthode soluble dans l’alcool pour extraire l’anthocyanine de riz noir. Les paramètres optimaux du procédé d’extraction sont: éthanol à 95% (fraction volumique), rapport liquide/matière 1:50, température 60 °C, temps 90 min, pH 1,8. À ce moment, le taux d’extraction du pigment de riz noir est aussi élevé que 2. 71% [10]. Guo Mei et al. ont montré que les paramètres optimaux du procédé d’extraction pour l’anthocyanine de riz noir sont: éthanol à 95% (fraction volumique), rapport liquide/matière 1:45, pH 3,0, température d’extraction 80°C, temps d’extraction 90min [11]. Alessandra et al. ont utilisé l’analyse de la surface de réponse pour obtenir les paramètres du procédé pour l’extraction au solvant de l’anthocyanine de riz noir: éthanol acidifié (éthanol: 1 mol/L d’acide citrique 1:80), la température d’extraction 34,7 °C, le temps 81 min, le rapport liquide/matière 1:30. Dans ces conditions, le rendement d’extraction d’anthocyanes du riz noir était de 116,58 mg/100 g [12]. La méthode de solvant pour extraire le pigment de riz noir nécessite moins d’investissements, mais le produit de pigment de riz noir présente des inconvénients tels que des résidus de solvant et une faible pureté du produit.

1.2 extraction assistée par micro-ondes de l’anthocyanine de riz noir

Le flux général de processus d’extraction assistée par micro-ondes de l’anthocyanine de riz noir est: riz noir → élimination des impuretés, broyage →Poudre de riz noir→ addition d’agent d’extraction → extraction assistée par micro-ondes → filtration par aspiration → solution d’extraction → distillation → concentré d’anthocyane de riz noir → séchage → anthocyane de riz noir brut.

Des études ont montré que par rapport à la méthode de solvant organique, l’utilisation de la technologie d’extraction assistée par micro-ondes peut aider à améliorer le taux d’extraction de l’extrait de riz noir, raccourcir le temps d’extraction, et améliorer la qualité des produits d’anthocyane de riz noir. Les facteurs affectant l’extraction assistée par micro-ondes de l’anthocyanine de riz noir comprennent principalement la puissance des micro-ondes, le temps des micro-ondes, le rapport matériel-liquide, la concentration du solvant d’extraction et le pH, etc. Zhang Jixiang et al. ont étudié les paramètres du procédé pour l’extraction des pigments de riz noir à l’aide de micro-ondes. Les résultats ont montré que le facteur le plus critique affectant laExtraction de riz noirAnthocyanines utilisant des micro-ondes a été la concentration de l’agent d’extraction éthanol. Les paramètres optimaux du procédé pour l’extraction des anthocyanes de riz noir à l’aide de micro-ondes étaient 80% d’éthanol (concentration volumique), une puissance micro-ondes de 480 W, un temps de micro-ondes de 120 S et un rapport liquide/solide de 1:20. Dans ces conditions, le taux d’extraction d’anthocyanes du riz noir atteint 3,2 % [13]. Yuan Bo et al. ont établi un modèle statistique de régression pour l’extraction de l’anthocyanine de riz noir. L’étude a révélé que le temps de micro-ondes n’avait aucun effet significatif ou mineur sur le taux d’extraction de l’anthocyanine de riz noir, ce qui pourrait être dû à la petite plage de choix du temps de micro-ondes lors de la conception de l’expérience [14, 15].

Ma Ping et al. ont établi un modèle statistique de régression multiple pour l’extraction deAnthocyanine de riz noirEt analysé que la combinaison optimale pour extraire l’anthocyane du riz noir est 80% d’éthanol (fraction volumique), un rapport liquide/matière de 1:18, et un temps de micro-ondes de 9s. À ce moment, le taux d’extraction d’anthocyanes de l’extrait de riz noir est de 4,97% [16]. Wang Xinzhe et al. ont utilisé de l’eau distillée comme solvant d’extraction, et le rendement d’anthocyane dans le riz noir comme indice. En utilisant des expériences orthogonales, ils ont découvert que la combinaison optimale pour l’extraction assistée par micro-ondes de l’anthocyane du riz noir était: puissance micro-ondes 600 W, temps micro-ondes 7,5 min, pH 5, rapport liquide/solide 1:4. A cette époque, le rendement en anthocyanine du riz noir était de 1. 28% [17]. Les recherches ci-dessus montrent que l’extraction assistée par micro-ondes est une meilleure méthode pour extraire les anthocyanes du riz noir.

1.3 extraction assistée par ultrasons de l’anthocyanine de riz noir

Le flux général de processus d’extraction assistée par ultrasons de l’anthocyanine de riz noir est le suivant: riz noir → élimination des impures et broyage → poudre de riz noir → addition d’agent d’extraction → extraction assistée par ultrasons → filtration par aspiration → solution d’extraction → distillation → concentré de pigment de riz noir → séchage → anthocyanine de riz noir brut.

L’extraction assistée par ultrasons est également une bonne méthode pour extraire les substances actives naturelles. Il est économiseur d’énergie, favorable à l’environnement et très efficace. La technologie d’extraction assistée par ultrasons peut être utilisée pour l’extraction de l’anthocyanine de riz noir. Les principaux facteurs influant sur l’extraction assistée par ultrasons de l’anthocyanine de riz noir sont la puissance ultrasonique, le temps d’extraction par ultrasons, la température d’extraction, le rapport matiè-liquide, la concentration de solvant et le pH. Chen Xiaoquan et al. ont comparé les différences entre la méthode de solvant et l’extraction assistée par ultrasons de l’anthocyanine du riz noir, et ont constaté que la méthode d’extraction assistée par ultrasons a les caractéristiques d’une efficacité d’extraction élevée, économie d’énergie, Et n’affecte pas les propriétés de base des pigments de riz noir. Le procédé de combinaison optimal pour l’extraction assistée par ultrasons de l’anthocyane du riz noir est le suivant: temps d’extraction par ultrasons 5 min, puissance par ultrasons 70 W, température 60 °C et rapport liquide-solide 1:8 [18]. Sun Xiaoxia et al. ont utilisé des enveloppes de riz noir comme matière première pour étudier le procédé d’extraction assistée par ultrasons de l’extrait de enveloppes de riz noir, et ont déterminé les conditions de procédé d’extraction assistée par ultrasons deExtrait de coquille de riz noir: 80% d’éthanol(fraction volumique), pH 1,5, rapport liquide/matière 1:40, température d’extraction 50°C, temps d’extraction ultrasonique 60 min et puissance ultrasonique 128 W [19]. L’extraction assistée par ultrasons des anthocyanes de riz noir est un procédé pratique et rapide, et est une bonne méthode pour extraire des extraits de riz noir [20].

1.4 extraction enzymatique de l’anthocyane de riz noir

Le flux général de processus d’extraction enzymatique de l’anthocyanine de riz noir est: riz noir → élimination d’impureté, broyage → poudre de riz noir → addition d’enzymes et hydrolyse → extraction au solvant → filtration d’aspiration → extrait → distillation → concentré de pigment de riz noir → séchage → anthocyanine de riz noir brut.

L’avantage de l’extraction enzymatique est que les conditions de réaction sont relativement légères. Le prétraitement de la poudre de riz noir avec des enzymes biologiques (habituellement la cellulase ou des enzymes biologiques complexes) peut briser les parois cellulaires du riz noir et dissoudre rapidement les anthocyanines de riz noir, augmentant ainsi le taux d’extraction des anthocyanines de riz noir. Pendant la phase enzymatiqueHydrolyse de poudre de riz noir,Le type d’enzymes, la quantité d’enzymes, la température, la durée et la valeur du pH sont des facteurs importants affectant l’extraction de l’anthocyane du riz noir par des méthodes enzymatiques. Liu Yongji et al. ont utilisé des coques de riz noir comme matière première et ont constaté que la combinaison optimale des paramètres de procédé pour l’extraction de l’anthocyanine de riz noir avec la cellulase comme aide est: les paramètres de procédé optimaux pour l’extraction de l’anthocyanine de riz noir avec l’extraction par solvant assistée par la cellulase sont: 2,0% de cellulase, 128,8 min de temps d’hydrolyse enzymatique, température d’hydrolyse enzymatique de 38,7 ℃, 80% d’éthanol (fraction volumique), 1:10 rapport liquide/solide, 50 ℃ température d’extraction, 40 min de temps d’extraction. À cette époque, le rendement d’extraction de l’anthocyanine de riz noir était de 21,9 mg/g [21].

1.5 extraction supercritique du CO2 de l’anthocyane de riz noir

Le flux général de processus d’extraction supercritique de CO2 de l’anthocyanine de riz noir est le suivant: riz noir → élimination des impures, broyage → poudre de riz noir → chargement d’échantillon dans le récipient d’extraction → extraction supercritique de CO2 → ajout d’éthanol pour recueillir l’extrait → aspiration filtration → extrait → distillation → concentré de pigment de riz noir → séchage → anthocyanine de riz noir brut.

supercritiqueExtraction de CO2 de l’anthocyanine de riz noirA les avantages de la pureté élevée du produit et du processus simple, mais l’investissement initial est relativement grand. Dans le procédé d’extraction supercritique du CO2, la température d’extraction, le débit, la pression et le temps sont les principaux facteurs affectant l’extraction de l’anthocyane de riz noir par extraction supercritique du CO2. Liu Yan&#La recherche a conclu que les paramètres optimaux du procédé pour extraire l’anthocyane de riz noir par extraction supercritique au CO2 sont: la température d’extraction 38 ° C, la pression d’extraction 45 MPa, le temps d’extraction 3h, le débit du fluide 20kg/h. Dans ces conditions, la teneur en solution mère d’anthocyanes de riz noir atteint 86,8 % [22].

1.6 procédé d’extraction synergique pour l’extraction de l’anthocyane de riz noir

L’extraction synergique ultrasonique de technologie de micro-ondes peut raccourcir le temps d’extraction et améliorer le taux d’extraction. Les facteurs affectant le processus d’extraction synergique pour extraire l’anthocyane de riz noir comprennent la puissance ultrasonique, le temps ultrasonique, la puissance micro-ondes, le temps micro-ondes, la concentration de solvant, etc. Liu Zhenchun et al. ont utilisé la technologie ultrasonique à micro-ondes pour extraire les proanthocyanidines de riz noir, et la recherche a obtenu les paramètres de processus pour leExtraction de proanthocyanidines de riz noir à l’aide de micro-onde ultrasoniqueTechnologie: 82% acétone (fraction volumique), temps d’action ultrasonique 54 min, puissance d’action micro-ondes 480 W, et le taux d’extraction des proanthocyanidines de riz noir à cette époque était de 2. 411% [23].

2. Progrès de la recherche sur les principales fonctions bioactives de l’extrait de riz noir

Ces dernières années, la recherche sur les principales fonctions bioactives de l’extrait de riz noir s’est principalement concentrée sur l’activité antioxydante, le piégeage des radicaux libres, la diminution des lipides sanguins, la protection du foie et des reins, la prévention du cancer, et l’activité anticancéreuse.

2.1. Possède une activité antioxydante et une capacité de récupération des radicaux libres

Le développement de substances actives naturelles avec une activité antioxydante et une capacité de récupération des radicaux libres a toujours été l’un des points chauds de la recherche dans le domaine de la chimie des produits naturels. Sun Ling et al. obtenus enSimulation vitro que le riz noirL’anthocyane a une forte capacité de récupération contre le radical libre O2 - · et plus la concentration est grande, meilleur est l’effet de récupération [24]. Zhang Mingwei, Shi Juan, Zhu Xiaoli et d’autres ont confirmé par des expériences in vivo que l’ingestion d’une certaine quantité d’anthocyanine de riz noir peut améliorer la capacité antioxydante totale du foie, l’activité de glutathion peroxydase et l’activité de superoxyde dismutase, et peut réduire considérablement les niveaux de malondialdéhyde [25-27]. Li Xinhua et al. ont montré que les anthocyanes de riz noir ont un très bon effet d’élimination des radicaux libres ·OH et DPPH, et ont également un certain effet d’élimination de l’o2 · [28]. Wang Qiao' E et al. ont comparé l’activité antioxydante de l’anthocyane provenant de différentes parties du riz noir purifié, et ont constaté que la partie soluble dans l’eau avait la plus forte capacité antioxydante [29]. Huang et al. croient également que la substance qui joue un rôle antioxydant dans le son de riz noir est principalement l’anthocyane de riz noir [30]. Ces études montrent que l’extrait de riz noir peut être utilisé comme source naturelle idéale d’antioxydants.

2.2 capacité à réduire les lipides sanguins

Au cours des dernières années, le nombre de personnes avec des lipides sanguins élevés a augmenté, ce qui a sérieusement affecté les gens et#39; S santé. Il est urgent de développer et de rechercher des substances naturelles sans effets secondaires qui réduisent les lipides sanguins. De nombreuses études ont montré queLes anthocyanes de riz noir ont une bonne capacité à abaisser les lipides sanguins....... Zhang Mingwei et al. ont montré que l’ingestion d’une certaine quantité d’anthocyanines de riz noir peut réduire significativement les niveaux de lipides sanguins des rats avec l’hyperlipidémie, et l’indice d’athérosclérose a également diminué significativement. Qin Yu et al. ont constaté que les patients prenant des anthocyanes de riz noir peuvent réduire les niveaux de cholestérol total et de triglycérides, et qu’il a une bonne capacité à abaisser les lipides sanguins [31]. Liu Mingda et al. ont montré par des expériences animales que les anthocyanes de riz noir peuvent réduire significativement les lipides sanguins des animaux, avec une diminution des principaux indicateurs sériques du cholestérol total, des triglycérides et du cholestérol de lipoprotéines de basse densité, et une augmentation du cholestérol de lipoprotéines de haute densité [32]. Jang et al. ont constaté que l’ingestion d’une certaine quantité d’extrait de riz noir peut réduire significativement les niveaux totaux de cholestérol et de triglycérides dans le sérum de souris [33]. Par conséquent, les pigments de riz noir peuvent être utilisés comme une substance hypolipidémique naturelle idéale.

2.3 protection du foie et des reins

Certaines études ont indiqué queExtrait de riz noirA des fonctions de protection du foie et des reins. Par exemple, Hou Fangli et al. ont constaté qu’après avoir consommé une certaine quantité d’anthocyanine de peau de riz noir, les dommages au foie causés par le tétrachlorure de carbone étaient considérablement améliorés. Le mécanisme pourrait être que la mélanine de riz noir a une meilleure activité antioxydante et une capacité de récupération des radicaux libres [34]. Hou Zhaohua' S la recherche a révélé que les anthocyanes de riz noir peuvent atténuer les dommages alcooliques au foie, et qu’elles peuvent réduire de manière significative les activités de la transaminase glutamique oxaloacétique sérique, de l’alanine aminotransférase et de la transpeptidase γ-glutamyl [35]. Niu Juanjuan&#La recherche a également révélé que les anthocyanes de riz noir ont une certaine fonction de protection du foie, ce qui peut réduire considérablement les activités de la glutamylaminotransférase et de l’alanine aminotransférase dans le sérum sanguin. Jang et al. ont découvert que l’ingestion d’une certaine quantité d’extrait de riz noir peut réduire considérablement les symptômes de la dégénérescence stéatose du foie chez les souris. Hao Jie' S la recherche montre que l’extrait d’anthocyanine de riz noir peut jouer un rôle protecteur contre la néphrotoxicité et l’hépatotoxicité induites par le stress oxydatif en piégant les radicaux libres [36]. Ces études montrent que l’extrait de riz noir peut également être utilisé dans le développement de produits de protection du foie et des reins.

2.4 autres activités biologiques

certainsDes études ont rapporté que les anthocyanes de riz noir ont également des effets anti-asthmatiques....... Niu Haifeng et Wang Tianyu et al. ont trouvé que les anthocyanines de riz noir peuvent effectivement inhiber l’infiltration de cellules inflammatoires dans les poumons des souris asthmatiques, donc les anthocyanines de riz noir ont certains effets anti-asthmatiques [37,38]. En outre, certaines études ont rapporté que l’extrait de riz noir peut effectivement inhiber la croissance et la prolifération de nombreux types de cellules cancéreuses, et a des fonctions anticancéreuses et anticancéreuses [39, 40]. Dong Bo et al. croient que le pigment de fleur de bleuet de riz noir a également des effets préventifs et thérapeutiques sur le diabète [41].

3 perspectives

La Chine est riche en ressources de riz noir, et le traitement en profondeur et l’utilisation complète du riz noir a de larges perspectives. L’extrait de riz noir a une bonne activité physiologique et est un pigment naturel idéal. Par conséquent, les industries alimentaires et pharmaceutiques ont une demande croissante pour les anthocyanes du riz noir. Cependant, la recherche et l’application de l’extrait de riz noir nécessitent encore des efforts supplémentaires de la part des chercheurs scientifiques concernés. Par exemple, la recherche et le développement de meilleures techniques d’extraction, de séparation et de purification de l’anthocyanine de riz noir, l’amélioration de la qualité des pigments de riz noir par des techniques physiques, chimiques et biologiques, la poursuite de la recherche sur l’activité biologique, la relation structure-activité et le mécanisme d’action de l’extrait de riz noir, et le développement deExtrait de riz noir de haute qualité aliments fonctionnels et médicaments.

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