Оптимизация ультразвуковой водной экстракции фенольных соединений из ягод облепихи (Hippophae rhamnoides L.) методом Бокса—Бенкена
Автор: Иванов М.С., Яковченко Н.В., Кравцова Е.В., Ширяев В.А.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевые системы
Статья в выпуске: 1 (107) т.88, 2026 года.
Бесплатный доступ
Облепиха (Hippophae rhamnoides L.) является ценным источником биологически активных веществ, в том числе фенольных соединений с выраженной антиоксидантной активностью. Целью исследования являлась оптимизация параметров ультразвуковой водной экстракции ягод облепихи для максимизации выхода фенольных соединений и антиоксидантной активности с использованием метода планирования эксперимента Бокса-Бенкена. В качестве независимых переменных выбраны температура экстракции (50-90 °C), время ультразвуковой обработки сонотродом (0-5 мин в рамках 45 мин общего времени экстракции) и гидромодуль (1:10-1:30). Оценивались три отклика: антирадикальная активность IC50, общее содержание фенольных соединений (ОСФС) по методу Фолина-Чокальтеу и содержание сухих веществ СВ (%). Проведено 15 экспериментов, включая три повтора в центральной точке. Разработаны математические модели второго порядка с высокими коэффициентами детерминации (R² = 0.898 для IC50, R² = 0.983 для ОСФС, R² = 0.889 для СВ). Установлено, что температура экстракции оказывает значимое положительное влияние на IC50 (-2,45) и на ОСФС (+3.74). А гидромодуль на СВ - отрицательное влияние (-1,11). Время ультразвуковой обработки статистически незначимо влияло на все исследуемые отклики. Определены оптимальные параметры: для максимизации FRSA - температура 90 °C, гидромодуль 1:12-15 (прогноз IC50 ≈ 5,4-7,6); для максимизации ОСФС - температура 90 °C, гидромодуль 1:30 (прогноз TPC ≈ 22 мг ГК/г). Разработанные модели могут применяться для промышленного получения экстрактов облепихи с заданными свойствами.
Облепиха (hippophae rhamnoides l.), фенольные соединения, ультразвуковая экстракция, сонотрод, оптимизация, метод бокса-бенкена, антиоксидантная активность, планирование эксперимента
Короткий адрес: https://sciup.org/140314816
IDR: 140314816 | УДК: 664.858:66.061 | DOI: 10.20914/2310-1202-2026-1-176-183
Optimization of ultrasound aqueous extraction of phenolic compounds from sea buckthorn berries (Hippophae rhamnoides L.) using Box-Behnken design
Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) is a valuable source of bioactive compounds, including phenolic compounds with pronounced antioxidant activity. The aim of this study was to optimize ultrasound-assisted aqueous extraction parameters from sea buckthorn berries to maximize phenolic compounds yield and antioxidant activity using Box-Behnken experimental design. Extraction temperature (50-90 °C), ultrasonic treatment time with sonotrode (0-5 min within 45 min total extraction time), and liquid-to-solid ratio (1:10-1:30) were selected as independent variables. Three responses were evaluated: free radical scavenging activity FRSA (%), total phenolic content TPS by Folin-Ciocalteu method, and dry matter content DM (%). Fifteen experiments were conducted, including three replicates at the center point. Second-order mathematical models with high determination coefficients were developed (R² = 0.898 for IC50, R² = 0.983 for TPC, R² = 0.889 for DM). It was established that extraction temperature has a significant positive effect on IC50 (-2,45), and TPC (+3.74). As for liquid-to-solid ratio - negative effect (-1,11). Ultrasound treatment time had no statistically significant effect on all studied responses. Optimal parameters were determined: for IC50 miniization - temperature 90 °C, liquid-to-solid ratio 1:12-15 (predicted FRSA ≈ 5,4-7,6); for TPC maximization - temperature 50 °C, liquid-to-solid ratio 1:30 (predicted TPS ≈ 22 mg GAE/g). The developed models can be applied for industrial production of sea buckthorn extracts with specified properties
