البوليفينول من قشر المانجو – طريقة الاستخراج مهمة

في إطار البحث عن حياة أكثر صحة، يعمل العلماء باستمرار على استكشاف مصادر بيئية جديدة وطرق فعالة لاستخلاص المركبات المفيدة من المصادر الطبيعية. تعتبر مخلفات الأغذية مثل المنتجات الثانوية للفاكهة مثل قشور المانجو غنية بالبوليفينول ويمكن استخدامها كمصدر للحصول على مركبات فينولية عالية الجودة. ومن بين هذه التقنيات التي اكتسبت زخمًا في السنوات الأخيرة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية، وهي عملية تطبق موجات صوتية عالية التردد لاستخلاص المركبات النشطة بيولوجيًا بكفاءة من المواد النباتية. ومن بين هذه المركبات، برزت مركبات البوليفينول كأحد أبرز هذه المركبات نظراً لفوائدها الصحية العديدة، بما في ذلك الخصائص المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات. انضم إلينا في تعمقنا في استخلاص البوليفينول من قشور المانجو وتعرف على كيفية اختلاف معدات الموجات فوق الصوتية في إحداث فرق كبير في كفاءة الاستخلاص وإنتاجية البوليفينول.

ما هي البوليفينول؟

البوليفينول هي مجموعة متنوعة من المركبات الموجودة بشكل طبيعي في الفواكه والخضروات والشاي والقهوة والنبيذ وغيرها من الأطعمة النباتية. وهي معروفة بخصائصها المضادة للأكسدة، والتي تساعد على مكافحة الإجهاد التأكسدي في الجسم، مما يقلل من خطر الإصابة بالأمراض المزمنة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسرطان والاضطرابات العصبية التنكسية. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر البوليفينولات تأثيرات مضادة للالتهابات ومضادة للميكروبات ومضادة للسرطان، مما يجعلها مكونات قيمة في النظام الغذائي الصحي. تُعد مركبات الفينول من المنتجات الغذائية النباتية الثانوية مصدرًا منخفض التكلفة يمكن استخدامه كإضافات غذائية أو مكملات غذائية تساهم في اتباع نظام غذائي صحي.
تُعد قشور المانجو مصدرًا كبيرًا للمركبات الفينولية (14.85-127.6 ملغم/غم من الوزن اليومي). بالإضافة إلى ذلك، فهي توفر كميات عالية من الألياف (36-78 جم/غرام من الوزن اليومي)؛ والفيتامينات (C وE)؛ والكاروتينات (0.1-51 ملغم/غرام من الوزن اليومي).

تقدم الدراسة العلمية التي أجراها أزنار-راموس وزملاؤه رؤى مقنعة في عالم استخلاص المركبات الفينولية الرائع من المنتجات الثانوية لقشر المانجو وأهمية معدات الاستخلاص المناسبة. تسلط النتائج الواردة في الدراسة الضوء على الأداء المتفوق للصوتنة من نوع المسبار في استخلاص المركبات الفينولية مقارنةً بأحواض الاستحمام بالموجات فوق الصوتية التقليدية.

نتائج مقنعة: حكاية الكفاءة والدقة في الأداء

ومع تكشّف البيانات، أصبح من الواضح أن الصوتيات من نوع المسبار تحمل المفتاح لفتح خيرات الطبيعة بكفاءة ودقة لا مثيل لها. أظهرت القيم التي تم الحصول عليها للمحتوى الفينولي الكلي (TPC) فرقًا ملحوظًا بين طريقتي الاستخلاص. فبينما أسفر الحمام بالموجات فوق الصوتية عن قيم TPC تتراوح بين 1.6 و8.7 ملغم من مكافئ غازي/غرام من مكافئ غازي/غرام من الوزن الجاف، فإن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية أظهر قيمًا أعلى تتراوح بين 3.9 و9.4 ملغم من مكافئ غازي/غرام من مكافئ غازي/غرام من الوزن الجاف. أكدت هذه النتائج على فاعلية أجهزة الصوتيات من نوع المسبار في تعظيم استخلاص المركبات الفينولية من المنتجات الثانوية لقشر المانجو.

ولكن لم تتوقف مزايا الصوتيات من نوع المسبار عند هذا الحد. عند التعمق في التحليل، اكتشف الباحثون اتجاهًا رائعًا – استخلصت الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار مجموعة أكبر من المركبات مقارنةً بحمام الموجات فوق الصوتية. ومع وجود ما مجموعه 22 مركباً كمياً في مستخلصات السونوترود مقابل 15 مركباً في عينات الحمام فوق الصوتي، تم التأكيد على تفوق السوننة من نوع المسبار.

استخلاص المركبات الفينولية من نفايات الفاكهة: انتصار للصوتيات من نوع المسبار

ومن بين المركبات الكثيرة التي تم اكتشافها، برزت مركبات الفلافونويد كنجوم العرض. وأظهر المستخلص الصوتي من نوع المسبار الصوتي أعلى كميات من مركبات الفلافونويد، مما يدل على قدرته التي لا مثيل لها على كشف صيدلية الطبيعة بكل مجدها. وعلى وجه الخصوص، تم الكشف عن محتوى أعلى من الميثيل جالات في مستخلصات الموجات فوق الصوتية - أكثر من ثمانية أضعاف ما تم الكشف عنه في مستخلصات الموجات فوق الصوتية في الحمام - في حين أن مجموع أيزومرات الغالويلجلوكوز والميثيل جالات كان أعلى بكثير في عينات الموجات فوق الصوتية.

التوسع في الإنتاج التجاري: من المختبر إلى الصناعة

من المهم ملاحظة أن مزايا الصوتنة من نوع المجس تتجاوز جدران المختبر. فمع قابليتها للتطوير على المستويين التجريبي والصناعي، تفتح أجهزة الصوتنة من النوع المسباري الأبواب أمام عالم من الإمكانيات. من التجارب على نطاق صغير إلى الإنتاج على نطاق واسع، تمهد كفاءة وموثوقية أجهزة الصوتنة من النوع المسباري الطريق للابتكارات التحويلية في صناعة الاستخلاص.

في مجال علم الاستخلاص، حيث كل قطرة مهمة، تقف أجهزة الصوتيات من نوع المسبار كمنارات للكفاءة والدقة. من خلال أدائها الرائع في استخلاص المركبات الفينولية من المنتجات الثانوية لقشر المانجو، أعادت هذه الأعاجيب الصوتية تشكيل فهمنا لمنهجيات الاستخلاص. بينما نتطلع إلى المستقبل، فإن الثورة الصوتية التي أشعلتها أجهزة الصوتية من النوع المسباري تعد بفتح آفاق جديدة للاكتشافات العلمية، موجة صوتية واحدة في كل مرة.

طرق الاستخلاص التقليدية مقابل الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية

تقليديًا، يتم استخلاص البوليفينول باستخدام طرق مثل النقع واستخلاص السوكسلت والتقطير بالبخار. وعلى الرغم من فعالية هذه التقنيات، إلا أنها غالبًا ما تتطلب أوقات استخلاص طويلة ودرجات حرارة عالية واستخدام مذيبات عضوية، مما قد يؤدي إلى تدهور المركبات الحساسة ويضر بجودة المستخلص.

أدخل الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية - وهو بديل غير حراري وصديق للبيئة وعالي الكفاءة. تسخّر هذه الطريقة قوة الموجات فوق الصوتية، عادةً في نطاق 20 كيلو هرتز إلى 100 كيلو هرتز، لتعطيل جدران الخلايا وإطلاق المركبات النشطة بيولوجيًا من المصفوفات النباتية. وتتضمن العملية غمر المادة النباتية في مذيب (عادةً ماء أو خليط ماء وإيثانول) وتعريضها للموجات فوق الصوتية التي تخلق فقاعات تجويف. تنفجر هذه الفقاعات بالقرب من الخلايا النباتية، مما يولد قوى قص مكثفة ونفثات دقيقة تسهل عملية الاستخلاص. ونتيجة لذلك، يوفر الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية، بما في ذلك أوقات استخلاص أقصر، واستهلاك أقل للمذيبات، وعائدات استخلاص أعلى.

فوائد استخلاص البوليفينول بالموجات فوق الصوتية:

يوفر استخدام الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لعزل البوليفينول العديد من الفوائد:

1. كفاءة استخلاص محسّنة: تخترق الموجات فوق الصوتية الأنسجة النباتية بفعالية أكبر من الطرق الميكانيكية، مما يؤدي إلى كفاءة استخلاص أعلى وإنتاجية أكبر من البوليفينول.
2. تقليل وقت المعالجة: مقارنةً بالتقنيات التقليدية، يقلل الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية بشكل كبير من أوقات الاستخراج، مما يسمح بإنتاج أسرع وزيادة الإنتاجية.
3. الحفاظ على النشاط الحيوي: تقلل الطبيعة اللطيفة للاستخلاص بالموجات فوق الصوتية من التدهور الحراري وأكسدة البوليفينول، مما يحافظ على خصائصها النشطة بيولوجيًا ويعزز جودة المستخلص.
4. صديقة للبيئة: على عكس الطرق كثيفة الاستخدام للمذيبات، يتطلب الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية الحد الأدنى من استخدام المذيبات ويزيل الحاجة إلى المذيبات العضوية السامة، مما يجعلها مستدامة بيئيًا ومجدية اقتصاديًا.

تطبيقات استخلاص البوليفينول بالموجات فوق الصوتية:

وقد أدى تعدد استخدامات الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية إلى اعتماده على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بما في ذلك المستحضرات الصيدلانية والمغذيات والأغذية والمشروبات ومستحضرات التجميل والأدوية العشبية. وتشمل بعض التطبيقات الشائعة ما يلي:

• إنتاج المستخلصات الغنية بالبوليفينول للمكملات الغذائية والأغذية الوظيفية
• تطوير مضادات الأكسدة الطبيعية لاستخدامها في حفظ الأغذية ومستحضرات التجميل
• استخلاص المركبات النشطة بيولوجيًا من النباتات الطبية للتركيبات الصيدلانية
• تعظيم الاستفادة من عمليات الاستخلاص لفئات فرعية محددة من البوليفينول، مثل الفلافونويد والأحماض الفينولية والعفص

 
المراجع:

• Aznar-Ramos, M.J.; Razola-Díaz, M.d.C.; Verardo, V.; Gómez-Caravaca, A.M. (2022): مقارنة بين استخلاص مركبات الفينول من المنتجات الثانوية لقشر المانجو بالموجات فوق الصوتية واستخلاصها بالموجات فوق الصوتية. البستنة 2022، 8، 8، 1014.
• سارة مارسال، مانويلا بينتادو (2021): قشور المانجو كمكونات/مضافات غذائية: القيمة الغذائية والمعالجة والسلامة والاستخدامات. الاتجاهات في علوم الأغذية & التكنولوجيا، المجلد 114، 2021. 472-489.