Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1
In the last decades there has been an increased interest of researchers in the obtaining anthocyanins from available and low–cost plant materials, not only as natural food dyes but also for pharmaceutical products. Among plant sources of anthocyanins chokeberries and elderberries have attracted the...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/660 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543943655686144 |
|---|---|
| author | Soldatkina, L. M. |
| author_facet | Soldatkina, L. M. |
| author_sort | Soldatkina, L. M. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-03-05T11:11:56Z |
| description | In the last decades there has been an increased interest of researchers in the obtaining anthocyanins from available and low–cost plant materials, not only as natural food dyes but also for pharmaceutical products. Among plant sources of anthocyanins chokeberries and elderberries have attracted the interest of consumers due to abundant anthocyanin contents. In this study, adsorption equilibrium and thermodynamics of anthocyanins from chokeberry and elderberry extracts by fibrous cation exchanger FIBAN K–1 were investigated. The anthocyanin extracts were obtained by macerated in 0.1 M HCl under the follow extraction parameters: solid-liquid ratio = 1:2 at 293 K for 24 h. The total anthocyanin content in the extracts was determined by pH-differential method. Adsorption experiments were carried out under static conditions, shaking mixtures of anthocyanin extracts of the berries with FIBAN K–1. The adsorption isotherms were of L-type according to the classification of Giles. The adsorption capacity of FIBAN K– 1 for the chokeberry and elderberry anthocyanins increased as the temperature increased from 293 to 313 K. The Langmuir, Freundlich, and Temkin adsorption models were used to describe the experimental adsorption isotherms. These models had a good agreement with the experimental data for adsorption of the anthocyanins, but the Langmuir model was the most favorable model for studying the adsorption equilibrium of the chokeberry and elderberry anthocyanins on FIBAN K–1. Thermodynamic parameters of the anthocyanin adsorption, such as DG°, DH°, and DS° were calculated. The ?G° values were negative, thus indicating that the adsorption of the chokeberry and elderberry anthocyanins on FIBAN K-1 was spontaneous and favorable process under the experimental conditions. The decrease of the ?G° values with increasing temperature shows that adsorption is more favorable at high temperature. The ?H°values were positive for the anthocyanins of both kind of berries, which indicates the adsorption was an endothermic reaction. The ?S°values were positive, which means that the anthocyanins in the aqueous phase are more organized than those in the adsorbent-liquid interface. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:48Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-660 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:29Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6602023-03-05T11:11:56Z Equilibrium and thermodynamic studies of anthocyanin adsorption on fibrous cation exchanger FIBAN K-1 Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1 Soldatkina, L. M. anthocyanins FIBAN K-1 adsorption equilibrium isotherms thermodynamics антоціани ФИБАН K–1 адсорбція рівновага ізотерми термодинаміка In the last decades there has been an increased interest of researchers in the obtaining anthocyanins from available and low–cost plant materials, not only as natural food dyes but also for pharmaceutical products. Among plant sources of anthocyanins chokeberries and elderberries have attracted the interest of consumers due to abundant anthocyanin contents. In this study, adsorption equilibrium and thermodynamics of anthocyanins from chokeberry and elderberry extracts by fibrous cation exchanger FIBAN K–1 were investigated. The anthocyanin extracts were obtained by macerated in 0.1 M HCl under the follow extraction parameters: solid-liquid ratio = 1:2 at 293 K for 24 h. The total anthocyanin content in the extracts was determined by pH-differential method. Adsorption experiments were carried out under static conditions, shaking mixtures of anthocyanin extracts of the berries with FIBAN K–1. The adsorption isotherms were of L-type according to the classification of Giles. The adsorption capacity of FIBAN K– 1 for the chokeberry and elderberry anthocyanins increased as the temperature increased from 293 to 313 K. The Langmuir, Freundlich, and Temkin adsorption models were used to describe the experimental adsorption isotherms. These models had a good agreement with the experimental data for adsorption of the anthocyanins, but the Langmuir model was the most favorable model for studying the adsorption equilibrium of the chokeberry and elderberry anthocyanins on FIBAN K–1. Thermodynamic parameters of the anthocyanin adsorption, such as DG°, DH°, and DS° were calculated. The ?G° values were negative, thus indicating that the adsorption of the chokeberry and elderberry anthocyanins on FIBAN K-1 was spontaneous and favorable process under the experimental conditions. The decrease of the ?G° values with increasing temperature shows that adsorption is more favorable at high temperature. The ?H°values were positive for the anthocyanins of both kind of berries, which indicates the adsorption was an endothermic reaction. The ?S°values were positive, which means that the anthocyanins in the aqueous phase are more organized than those in the adsorbent-liquid interface. В останні десятиліття спостерігається підвищена зацікавленість дослідників щодо отримання антоціанів з доступної та недорогої рослинної сировини з метою їхнього застосування не тільки як природних харчових барвників, але й як фармацевтичних препаратів. Серед рослинних джерел антоціанів аронія та бузина відносяться до перспективної сировини завдяки великому вмісту антоціанів. У даній роботі досліджено адсорбційну рівновагу та термодинаміку антоціанів екстрактів аронії та бузини на волокнистому катіоніті ФИБАН К–1, який містить у своєму складі сильнокислотні SO3H–групи, що приєднані до ароматичних кілець. Екстракти антоціанів отримували мацерацією сировини в 0.1 М HCl за наступними умовами екстракції: співвідношення сировина-рідина = 1:2 при 293 K протягом 24 год. Загальний вміст антоціанів в екстрактах визначали рН-диференціальним методом. Адсорбційні досліди проводили в статичних умовах, струшуючи суміші антоціанових екстрактів ягід з ФИБАН К–1. Отримані адсорбційні ізотерми віднесено до L-типу за класифікацією Джайлса. Адсорбційна здатність ФИБАН К–1 зростала при підвищенні температури від 293 до 313 K. Для опису експериментальних ізотерм адсорбції застосовано адсорбційні моделі Ленгмюра, Фрейндліха та Тьомкіна. Ці моделі добре узгоджувалися з експериментальними даними, але модель Ленгмюра була найбільш сприятливою для дослідження адсорбційної рівноваги антоціанів аронії та бузини на ФИБАН K–1. Розраховано термодинамічні параметри адсорбції антоціанів: DG°, DH° і DS°. Значення DG° були від’ємними, що свідчить про те, що адсорбція антоціанів аронії та бузини на ФИБАН K-1 була спонтанною та сприятливою в умовах експерименту. Зменшення значень ?G° зі збільшенням температури показало, що адсорбція більш сприятлива при високій температурі. Значення ?H° були позитивними при адсорбції антоціанів обох видів ягід, що свідчить про ендотермічний процес. Значення ?S° були позитивними, тобто антоціани аронії та бузини у водній фазі є більш організованими системами, ніж на межі поділу адсорбент-рідина. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2023-02-25 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/660 10.15407/hftp14.01.067 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 14 No. 1 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 67-75 Химия, физика и технология поверхности; Том 14 № 1 (2023): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 67-75 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 14 № 1 (2023): Хімія, фізика та технологія поверхні; 67-75 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp14.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/660/674 Copyright (c) 2023 L. M. Soldatkina |
| spellingShingle | антоціани ФИБАН K–1 адсорбція рівновага ізотерми термодинаміка Soldatkina, L. M. Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1 |
| title | Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1 |
| title_alt | Equilibrium and thermodynamic studies of anthocyanin adsorption on fibrous cation exchanger FIBAN K-1 |
| title_full | Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1 |
| title_fullStr | Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1 |
| title_full_unstemmed | Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1 |
| title_short | Рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті ФИБАН К-1 |
| title_sort | рівноважні та термодинамічні дослідження адсорбції антоціанів на волокнистому катіоніті фибан к-1 |
| topic | антоціани ФИБАН K–1 адсорбція рівновага ізотерми термодинаміка |
| topic_facet | anthocyanins FIBAN K-1 adsorption equilibrium isotherms thermodynamics антоціани ФИБАН K–1 адсорбція рівновага ізотерми термодинаміка |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/660 |
| work_keys_str_mv | AT soldatkinalm equilibriumandthermodynamicstudiesofanthocyaninadsorptiononfibrouscationexchangerfibank1 AT soldatkinalm rívnovažnítatermodinamíčnídoslídžennâadsorbcííantocíanívnavoloknistomukatíonítífibank1 |