Новый экологичный подход к восстановлению и стабилизации аромата Lavandula stoechas, сочетающий сверхкритический CO2 и натуральные глубокие эвтектические растворители.

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12443 (2023) Цитировать эту статью

В этой работе исследовался экологически чистый подход к получению и стабилизации летучих органических соединений Lavandula stoechas L. с характеристиками сенсорного аромата с использованием альтернативных растворителей, а именно сверхкритического диоксида углерода (scCO2) и глубоких эвтектических растворителей (DES). Экстракты CO2 диспергировали в различных смесях DES (бетаин:этиленгликоль (1:3), бетаин:глицерин (1:2) и глицерин:глюкоза (4:1)) и их стабильность контролировали в течение 6 месяцев хранения при комнатной температуры путем мониторинга профиля свободного пространства (HS). В качестве контроля использовали CO2-экстракт. Первоначально было установлено, что в экстрактах преобладает оксигенированные монотерпены (67,33–77,50%). В процессе хранения в ГВ образцов произошли существенные изменения, такие как уменьшение содержания терпеновых углеводородов, что также сказалось на присутствии кислородсодержащих терпенов, которое в некоторых случаях увеличивалось. При этом в контроле зафиксировано наибольшее образование новых компонентов, что может быть показателем снижения стабильности. DES-CO2 были более стабильными, чем контроль CO2, и среди них бетаин:этиленгликоль выделялся как наиболее адекватная система для поддержания стабильности компонентов ГС L. stoechas. Для визуальной оценки сходства и различия между образцами применялись подходы к хемометрическому распознаванию образов, включая иерархический кластерный анализ, анализ главных компонентов и сумму ранговых различий.

Различные летучие органические соединения (ЛОС) характеризуются сенсорными ароматическими свойствами, демонстрируют различные запахи и иначе известны как отдушки, ароматизаторы или ароматизаторы. Эти ЛОС используются в пищевой промышленности, производстве напитков, химической, косметической, парфюмерной и фармацевтической промышленности1,2,3, а рыночный спрос на ароматические соединения постоянно растет. По данным исследования Grand View Research4, объем рынка ароматизаторов и ароматизаторов на мировом уровне оценивается в 23,35 млрд долларов США в 2021 году, и ожидается, что совокупный годовой темп роста составит 4,3% в период с 2022 по 2030 год. Кроме того, существует огромная потребность и стремление промышленности заменить синтетические ароматизаторы натуральными для поддержания своей конкурентоспособности на рынке, что обусловлено потребительским спросом на натуральные продукты и нормативными актами. Кроме того, учитывая, что органолептические свойства продукта являются одним из ключевых факторов, определяющих его признание и использование, ароматические соединения играют важную роль в экономике5. Помимо использования для регулирования сенсорных характеристик продуктов, летучие ароматические соединения обладают дополнительными значимыми с медицинской точки зрения активностью. Следовательно, они представляют собой биологически активные и важные соединения.

Кроме того, растущий спрос на летучие компоненты природного происхождения создает потребность в исследованиях, направленных на поиск более эффективных, дешевых, простых и экологически чистых решений для их получения, а также на выявление новых возобновляемых источников летучих натуральных ароматических соединений.

Традиционные методы получения натуральных ароматизаторов и ароматизаторов, такие как гидро- и паровая дистилляция, мацерация, экстракция растворителем и анфлераж, представляют собой процессы с многочисленными недостатками, такими как необходимость очистки, неэффективное использование материалов, разложение компонентов и трудоемкие процессы3. Чтобы преодолеть эти недостатки, была разработана сверхкритическая экстракция диоксида углерода (CO2), и было продемонстрировано ее превосходство над традиционными методами6. Сверхкритическая экстракция CO2 объединяет несколько полезных аспектов и важных предпосылок для промышленного внедрения и сохранения конкурентоспособности на рынке: (i) окружающая среда — достигается более эффективное использование природного сырья и использование экологически безопасного растворителя; (ii) здоровье – получаются чистые продукты без присутствия токсичных органических растворителей; (iii) прибыль – за счет оптимизации процессов достигается эффективное использование и максимальный выход продукции при минимизации технологических затрат; условиями процесса можно манипулировать и варьировать в зависимости от цели, а также можно проводить фракционирование, что может увеличить использование растительного материала7,8. Кроме того, сверхкритическая экстракция CO2 снижает вероятность разложения, которое часто может происходить, например, во время паровой дистилляции9. Таким образом, запах CO2-экстрактов больше похож на запах экстрагируемого растительного сырья. Кроме того, стабильность и более длительный срок хранения CO2-экстрактов по сравнению с эфирным маслом могут быть результатом совместной экстракции липидных компонентов с более высокой молекулярной массой, которые не участвуют в формировании запаха, но могут играть роль в замедлении запаха. и/или предотвращение испарения ароматических ЛОС3.