Ekstrakcja nadkrytyczna dwutlenkiem węgla otrąb pszennych

Ekstrakcja nadkrytyczna dwutlenkiem węgla otrąb
pszennych
W typowym przetwórstwie zbożowym otręby stanowią naturalny roślinny produkt
uboczny, który powstaje na etapie przetwarzania ziarna na mąkę. Stanowią one mieszaninę
różnorodnych składników powstających w trakcie przemiału zewnętrznych części ziarna i
wykazują zmienną zawartością cząstek bielma i różny stopień rozdrobnienia. Efektem tego
jest fakt, że otręby stanowią produkt nieustandaryzowany, zarówno ze względu na
zróżnicowany skład chemiczny, jak i stopień granulacji. Przeprowadzone intensywne badania
składu i właściwości wykazały, że otręby pszenne stanowią cenny rezerwuar substancji
aktywnych biologicznie [1].
-glukan
Wśród związków chemicznych obecnych w otrębach pszennych istotnym udziałem
wykazują się witaminy, minerały, kwasy fenolowe, czy włókna pokarmowe, popularnie znane
jako błonnik. Są więc, najczęściej wykorzystywane są jako źródło tego ostatniego składnika,
który stanowi mieszaninę polisacharydów takich jak celuloza, hemicelulozy, pektyny, gumy,
śluzy i lignina. Polisacharydy nieskrobiowe, wchodzące w skład błonnika pokarmowego,
mają około 10% udział w puli polisacharydów i stanowią zespół substancji budulcowych
ściany komórkowej roślin, które nie ulegają trawieniu i wchłanianiu w przewodzie
pokarmowym człowieka. Są to przede wszystkim arabinoksylany, β – glukany i celuloza. Nie
stwierdzono udziału pektyn oraz substancji pektynowych. Dane dotyczące zawartości
błonnika w otrębach są dość rozbieżne. Za najbardziej prawdopodobne uznaje się dane
Schwiezera i Wurscha, którzy podają, iż zawartość błonnika pokarmowego ogółem waha się
w granicach od 46,6 do 60,9%, frakcji rozpuszczalnej od 7,4 do 9,7% i nierozpuszczalnej od
39,2 do 51,2% [1].
Odzysk błonnika a także samego glukanu z otrąb jest wskazany, ponieważ liczne
doniesienia
naukowe
mówią,
iż
ten
polisacharyd
posiada
silne
właściwości
immunostymulacyjne [2]. Stosowany jest również w kuracjach obniżających zawartość
„złego” cholesterolu we krwi. β-glukan wykorzystywany jest w przemyśle kosmetycznym ma mocno nawilżające właściwości, jak również uważa się, że w połączeniu z innymi
składnikami przyczynia się do procesu gojenia się skóry. Z tego powodu znajduje on
zastosowanie w śmietankach i płynach kosmetycznych, jak również rozwija się jego
zastosowanie jako składnika mokrych chirurgicznych opatrunków.
Furfural
Otręby stanowią surowiec, z którego można otrzymać furfural i wiele jego związków
pochodnych, jednakże ostatnio faktyczny popyt na furfural i inne furany przerósł dostępność
łusek jako surowca. Jest bardzo często stosowany w przemyśle chemicznym jako surowiec do
otrzymywania: alkohol furfurylowy, alkohol tetrahydrofurfurylowy, furan, tetrahydrofuran i
politetrametylenowy eter glikolu.
Przemysłowe zastosowanie furfuralu, mieszanin pochodnych i produktów ubocznych
dotyczy
ekstrakcji
rozpuszczalnikowej
ropy
naftowej,
przemysłu
nylonowego,
rozpuszczalników dla barwników, żywic, farb i lakierów, produkcji elastomerów i tworzyw
termoplastycznych, produkcji fenolowych klejów do żywicy i klejów do sklejki, materiałów
wybuchowych opartych na nadtlenku wodoru, składników zabezpieczających przed
poślizgiem powierzchnie toczne, użycia jako substancja pomocnicza w filtrach w browarach,
przy produkcji materiałów konstrukcyjnych i pulpy celulozowej.
Analiza ilościowa furfuralu – pomiar absorbancji:
1) Do 1.0ml próbki ekstraktu dodajemy 1.0ml odczynnika orcynowego
Odczynnik orcynowy:

100ml HClstęż.

100mg FeCl36H2O

1g orcyny – dodany bezpośrednio przed użyciem
2) Inkubujemy 20min w 100˚C
3) Oziębić i dodać 2ml H2O
4) Mierzyć przy długości fali λ=670nm
Analiza ilościowa -glkukanów – pomiar lepkości:
1) Zmierzenie 3 – krotnie szybkości opadania kulki w aparacie Hoepplera dla wody w
mierzonej temperaturze:
2) Obliczenie stałej K (korzystając z danych dotyczących wody):
η=K*(ρk – ρc)*t
gdzie:
η – lepkość mierzonego medium w temperaturze pomiaru [mPa*s]
K – stała kulki [mPa*s*cm3/(g*s)]
ρk – gęstość kulki [g/cm3] – odczytać z tablic
ρk – gęstość mierzonego medium w temperaturze pomiaru [g/cm3]
t – srednia arytmetyczna pomiaru czasu spadku kulki [s]
3) Pomiar lepkości ekstraktu przy pomocy wiskozymetru Hoepplera i odczyt zawartości
glukanów z krzywej standardowej [7]:
η[%] = 1.14 Zβ[cP] – 1.49
Analiza składu ekstraktu na HPLC (na PWr)
Literatura:
[5] J. Harasym, Biorafineria zbożowa – substancje czynne w otrębach pszennych i metody ich
otrzymywaniaPrzegląd Zbożowo-Młynarski Lipiec 2015, 20 - 22, 2015
[6] http://biotechnologia.pl/farmacja/artykuly/immunostymulujace-wlasciwosci-betaglukanu,13477