Адсорбційне вилучення антоціанів Solanum melongena на волокнистому катіоніті ФІБАН К-1

Альтернативна назва
Adsorptione removal of Solanum melongena anthocyanins of fibrous cation exchanger FIBAN K-1
Вантажиться...
Ескіз
Дата
2025
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
2304-0947
E-ISSN
2414-5963
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
В роботі представлено результати дослідження процесу адсорбційного вилучення антоціанів із шкірки баклажана (Solanum melongena L.) темноплодового сорту «Чорний красень» із застосуванням волокнистого катіоніту ФІБАН К-1. Антоціани екстрагували з висушеної і подрібненої шкірки баклажану за допомогою водного розчину хлоридної кислоти. Адсорбційне вилучення антоціанів з екстрактів проводили в статичних умовах за різних значень рН, доз адсорбенту, початкових концентрацій антоціанів, температур і часу адсорбції. Найкращі умови адсорбційного вилучення антоціанів встановлені при рН = 1,2–2,0, витраті адсорбенту 15 г/л і початковій концентрації антоціанів 20–40 мг/л. Кінетичні криві адсорбції антоціанів баклажану на катіоніті ФІБАН К-1 краще описуються кінетичною моделлю псевдодругого порядку. Отримані результати показали, що катіоніт ФІБАН К-1 ефективно вилучає антоціани баклажану з водних розчинів хлоридної кислоти.
The powerful antioxidant, anti-inflammatory, and pharmacological properties of anthocyanins have fueled their demand across the food, cosmetic, and pharmaceutical industries. This growing demand necessitates the implementation of environmentally safe production methods that ensure high product yields without the use of toxic reagents. Consequently, a priority task is the development of efficient technologies for extracting compounds from cheap secondary raw materials, thereby contributing to rational resource utilization. In this regard, the peel of dark-fruited eggplants emerges as a particularly valuable raw material due to its high concentration of stable delphinidin derivatives and widespread availability as an agro-industrial by-product. However, despite the high adsorption rates typically associated with fibrous materials, the specific kinetic and equilibrium characteristics of isolating these anthocyanins using the cation exchanger FIBAN K-1 have remained unexplored until now. In this study, anthocyanins were extracted from the dried skin (313 K, particle size 3–5 mm) of the eggplant variety “Black Beauty” using 0.1 M hydrochloric acid to ensure stability. The research evaluated the effects of key operating parameters, including pH (1.2–4.0), adsorbent dosage (3–15 g/L), initial concentration of anthocyanins (20–100 mg/L), contact time (15–240 min), and temperature (293–333 K), on adsorption efficiency. Kinetic analysis revealed that the process, driven by an ion-exchange mechanism, is best described by the pseudo-second order model. Most importantly, the pseudo-second order rate constants were found to increase with rising temperature, confirming the activated nature of the adsorption interaction. The activation energy of 31.3 kJ/mol, calculated from these constants, indicates a relatively low energy barrier for adsorption. Furthermore, desorption experiments demonstrated that distilled water failed to elute the anthocyanins, whereas a solution of 95% ethanol with the addition of 5% hydrochloric acid achieved a maximum recovery rate of 75%. Ethanol promotes the diffusion of anthocyanin molecules within the near-surface layer, while the acidic component facilitates desorption by altering the charge state of the system. These results highlight the potential of FIBAN K-1 as a cost-effective and sustainable material for the industrial isolation of eggplant anthocyanins.
Опис
Ключові слова
антоціани, шкірка баклажану, ФІБАН К-1, адсорбція, anthocyanins, eggplant skin, FIBAN K-1, adsorption
Бібліографічний опис
Солдаткіна Л. М., Тарасова О. О. Адсорбційне вилучення антоціанів Solanum melongena на волокнистому катіоніті ФІБАН К-1. Вісник Одеського національного університету. Хімія. 2025. Т. 30, вип. 2(90). С. 89–100.
УДК
544.723:547.973