VÝSKUM A VÝVOJ NOVÝCH PROCESOV IZOLÁCIE PRCHAVÝCH AROMATICKÝCH LÁTOK Z PRÍRODNÝCH MATERIÁLOV

Význam tématu

Prchavé aromatické organické látky (VOC) z rostlinných materiálů hrají klíčovou roli v potravinářství, farmacii a kosmetice. Dodávají produktům charakteristické aroma a biologicky aktivní vlastnosti (antioxidační, antiparazitické, antimikrobiální). Poptávka po přírodních VOC roste z důvodu vyšší akceptace spotřebiteli a ekologického přístupu.

Cíle a přehled studie / článku

Tento přehled shrnuje dostupné postupy separace, izolace a identifikace VOC z komplexních rostlinných matic. Popisuje klasické extrakční, destilační a adsorpční techniky i moderní membránové metody a metody analýzy, včetně plně automatizovaných i on-line technik.

Použitá metodika a instrumentace

V článku jsou diskutovány zejména tyto metody:

• Superkritická fluidní extrakce (SFE) s CO2 nebo freónem R134a
• Mikroextrakce na tuhé fázi (SPME) a HS-SPME
• Destilace vodní parou (SD) a hydrodestilace (HD), včetně podpory mikrovlnami (MAHD)
• Membránové separace: pervaporace (PV), reverzní osmóza (RO), přímá osmóza (FO), nanofiltrace (NF) a ultrafiltrace (UF)
• Adsorpce na makroporézních živicích a aktivním uhlí
• Plynová chromatografie jedno- i dvourozměrná (GC, GC×GC) s detektory FID, MS, TD-GC-MS a SIFT-MS
• Olfaktometrie (GC-O) a elektronický nos (E-nos) s chemickými senzory

Hlavní výsledky a diskuse

Comparativně byly hodnoceny výtěžky a selektivita:

• SPME identifikovalo výrazně více VOC než SFE a SDE z fazolí tonka (156 vs. 36 a 77 složek).
• SFE freónem poskytuje čisté extrakty s vysokou selektivitou vůči terpenoidům a minimalizací tepelných ztrát.
• MAHD zkracuje dobu HD z 3 h na 25 min bez změny složení esenciálního oleje z celeru.
• Pervaporace s PDMS a MWCNT membránami umožňuje koncentrovat aroma z fermentačních médií i čajových vzorků s >80% návratností klíčových složek.
• GC×GC identifikovala 3–4× více VOC v mindy překvapivě komplexních maticích než 1D GC.
• GC-O i E-nos prokazují potenciál pro senzometrické hodnocení aroma, přičemž E-nos odstraňuje subjektivitu lidského čichu.

Přínosy a praktické využití metody

Optimalizované techniky separace a analýzy VOC zvyšují výtěžky, šetří čas i náklady na organická rozpouštědla a umožňují zachovat tepelně citlivé složky. Metody SFE freónem či membránové pervaporace nabízejí ekologičtější a energeticky úsporné alternativy k tradičním postupům.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj membránových procesů a miniaturizace analýzy (on-line GC-MS, E-nos) otevře možnosti pro průmyslové kontinuální bioprocesy a v reálném čase řízenou kvalitu surovin i finálních produktů. Integrace chemometrických algoritmů zefektivní rozpoznávání komplexních aroma-profilů.

Závěr

Komplexní přehled ukazuje, že kombinace moderních extrakčních a membránových technik s pokročilou chromatografií a senzorickou analýzou poskytuje robustní a ekologicky šetrné strategie pro izolaci a identifikaci prchavých aromatických látek z přírodních materiálů.

Reference

1. Pozzer A. C., Gómez P. A., Weiss J.: Sci. Total Environ. 838, 156155 (2022).
2. Cordovez V., Carrion V. J., Etalo D. W., Mumm R., Gauci V. P. & van Wezel G. P.: Front. Microbiol. 6, 1081 (2015).
3. Poveda J.: Appl. Soil Ecol. 168, 104118 (2021).
4. Materić D., Bruhn D., Turner C., Morgan G., Mason N., Gauci V.: Appl. Plant Sci. 3, 1500044 (2015).
5. Yu S. M., Lee Y. H.: Plant Soil 370, 485 (2013).