Cecənin ultrasəslə ekstraksiyası – Bioaktiv birləşmələrin dayanıqlı şəkildə əldə edilməsi

Meyvə emalının əlavə məhsulları, xüsusilə cecə, nutrasevtiklərdə, qidaların zənginləşdirilməsində və əczaçılıq məhsullarında potensial tətbiqləri olan bioaktiv birləşmələrin istifadə olunmamış ehtiyatını təşkil edir. Bununla belə, bu birləşmələrin səmərəli və dayanıqlı şəkildə əldə edilməsi texniki çətinlik olaraq qalır. Yeni yaranan ekoloji ekstraksiya texnologiyaları arasında zond tipli sonikatorlardan istifadə edən ultrasəs dəstəkli ekstraksiya olduqca yüksək çıxım təmin edir. Ultrasəslə emal alma cecəsi kimi bitki matrislərindən fenol birləşmələrinin, triterpen turşularının və digər bioaktiv birləşmələrin sürətli və həlledicidən səmərəli istifadə etməklə ekstraksiyasına imkan verir.

Ultrasəs ekstraksiyası ilə meyvə emalının əlavə məhsullarının səmərəli dəyərləndirilməsi

Cecənin ultrasəslə ekstraksiyası şirə, şərab və sidr istehsalının əlavə məhsulunu dəyərləndirməyin səmərəli yoludur – bu, meyvə tullantılarının dəyərləndirilməsi üçün elmi cəhətdən təsdiqlənmiş, sənaye miqyasına genişləndirilə bilən və tətbiq olunan, qənaətli həll yoludur. Ultrasəslə emal səmərəli və çoxşaxəli olduğundan, alma cecəsi kimi aqrar-ərzaq əlavə məhsullarının potensialından istifadə etmək üçün ekoloji ekstraksiya strategiyası təklif edir.
Son tədqiqatların göstərdiyi kimi, qısa ultrasəs emalı müddətlərinin, orta etanol konsentrasiyalarının və nəzarət olunan amplitudanın birləşdirilməsi sağlamlığı dəstəkləyən birləşmələrin seçici və səmərəli şəkildə əldə edilməsinə imkan verir.
Resursların dövri istifadəsinə nail olmaq baxımından ultrasəslə emal yalnız bir vasitə deyil – ultrasəslə emal prosesin intensivləşdirilməsi və səmərəlilik deməkdir.

Ultrasəs ekstraksiyası ilə cecənin dəyərləndirilməsi

Şirə və şərab istehsalının əlavə məhsulu olan meyvə cecəsi qabıqdan, lətdən, toxumlardan və saplaqlardan ibarətdir. Ənənəvi olaraq kifayət qədər istifadə olunmayan və ya heyvan yemi yaxud biokütlə kimi aşağı dəyərli tətbiqlərə yönəldilən cecə indi polifenolların (məsələn, kversetin qlikozidləri, floridzin), flavonoidlərin, dihidroxalkonların və triterpen turşularının (xüsusilə ursol turşusunun) qiymətli mənbəyi kimi qəbul edilir. Bu molekullar antioksidant, iltihab əleyhinə və antimikrob xüsusiyyətlərlə əlaqələndirilir.
Ultrasəs ekstraksiyası bu bioaktiv maddələrin səmərəli şəkildə ayrılmasına imkan verərək cecənin dəyərləndirilməsinə köklü dəyişiklik gətirən yanaşma təklif edir. Ənənəvi ekstraksiya üsulları ilə müqayisədə ultrasəs ekstraksiyası aşağıdakıları təmin edir:

• Daha qısa emal müddətləri
• Daha az həlledici sərfi
• Daha yüksək çıxım
• İstiliyə həssas birləşmələri qoruyan daha yumşaq ekstraksiya şəraiti

Elm cecənin ultrasəslə ekstraksiyası haqqında nə deyir?

İki nümunəvi tədqiqat alma cecəsi üçün ultrasəs dəstəkli ekstraksiyanın (UAE) üstünlüklərini elmi cəhətdən nümayiş etdirir.

Tədqiqat 1: Pando Bedriñana və b., 2024
Mərkəzi kompozit eksperiment planından istifadə edən tədqiqatçılar Hielscher UP200Ht sonikatoru ilə sidr sənayesinin cecəsindən ümumi polifenolların və ursol turşusunun eyni vaxtda ekstraksiyasını optimallaşdırıblar. Optimallaşdırılmış şəraitdə (5,1 min, 68% etanol, 90% amplituda) bütöv alma cecəsindən aşağıdakılar əldə edilib:

• ~1300 µg/g flavonol
• ~1200 µg/g dihidroxalkon
• ~4200 µg/g ursol turşusu

Xüsusilə, alma qabığı fraksiyasında daha da yüksək konsentrasiyalar müşahidə edilib və ursol turşusunun miqdarı quru maddədə 8500 µg/g-a çatıb. Ekstraktların antioksidant aktivliyi polifenol miqdarı ilə güclü korrelyasiya göstərib və riyazi modelləşdirmə ekstraksiyanın səmərəliliyini təsdiqləyib.

Tədqiqat 2: Razola-Díaz və b., 2022
Bu iş iki güclü antioksidant dihidroxalkonun – floretin və floridzinin ekstraksiyasının optimallaşdırılmasına yönəlib. Hielscher UP400St zond tipli sonikatorundan istifadə etməklə aşağıdakı ekstraksiya çıxımları əldə edilib:

• ~13 µg/g floretin
• ~67 µg/g floridzin
• Quru kütləyə görə ~1878 µg/g ümumi fenol birləşmələri
• Antioksidant aktivliyi (FRAP): 3,58 mg TE/g-a qədər

Çoxşaxəlilik – Cecə, şirələr və smuzilər üçün ultrasəslə emal

Ultrasəs ekstraksiyası yalnız alma cecəsi ilə məhdudlaşmır; o, geniş çeşiddə meyvə matrislərinə uğurla tətbiq edilib. Portağal kimi meyvələrin lətində ultrasəslə emal polifenolların, flavonoidlərin və antioksidantların funksional bütövlüyünü qoruyaraq onların ayrılmasını artırır. Eynilə, qreypfrut, limon və portağal da daxil olmaqla sitrus meyvələrinin qabıqları pektinlər və fenol birləşmələri ilə zəngindir; bunlar kavitasiya nəticəsində hüceyrə divarının parçalanması ilə səmərəli şəkildə ayrıla bilər. Hətta yüksək polifenol miqdarı (məsələn, katexinlər və proantosianidinlər) ilə tanınan üzüm toxumları da ultrasəslə emala yaxşı cavab verir və yüksək konsentrasiyalı antioksidantların əldə edilməsinə imkan yaradır. Müxtəlif bitki toxumalarında bu çoxşaxəlilik ultrasəslə emalı müxtəlif aqrar-sənaye əlavə məhsullarından bioaktiv maddələrin ekoloji ekstraksiyası üçün etibarlı vasitə kimi önə çıxarır.

Bundan əlavə, Hielscher sonikatorlarının çoxşaxəliliyi müxtəlif məhsul və tətbiqləri əhatə edir:

• Şirələrdə və pürelərdə maye fazada ekstraksiya
• Bitki əsaslı içkilərin və emulsiyaların homogenləşdirilməsi
• İstilik zədələnməsi olmadan saxlama müddətini uzatmaq üçün mikroorqanizmlərin və fermentlərin inaktivasiyası

Şirə və smuzi istehsalında yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs emalı aşağıdakıları təmin edir:

• Liflərin və bərk hissəciklərin sabit dispersiyası
• Ağızda hiss olunan teksturanın yaxşılaşması
• Fenol birləşmələrinin biomənimsənilməsinin artması
• Sensor və qidalandırıcı xüsusiyyətlərin qorunması

Hielscher sonikatorlarının çoxşaxəli istifadəsi cecə və şirə emalı arasındakı fərqi asanlıqla aradan qaldırır – eyni ultrasəs qurğusu ilə ekstraksiya, homogenləşdirmə və pasterizasiyaya imkan verir.

Dayanıqlılığa xüsusi diqqət

Ultrasəslə emal, əks halda qlobal qida tullantılarının artmasına səbəb olacaq meyvə emalı əlavə məhsullarından bioaktiv birləşmələrin yüksək dəyərli formada əldə edilməsinə imkan verərək dayanıqlılığa əhəmiyyətli töhfə verir. Meyvə və tərəvəzlərin 25%-ə qədərinin məhsul yığımından sonra və ya emal zamanı atıldığı şirə sənayesində ultrasəslə emal məqsədyönlü, səmərəli həll təklif edir. Məsələn, portağal ləti və qabığı qarışıqlarının ultrasəslə emalının qida liflərinin əsas xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırdığı göstərilib və bu, onların yeni qida inqrediyentləri kimi təkrar istifadəsini dəstəkləyir. Bu dəyərləndirmə yolu aqrar-ərzaq tullantılarının ətraf mühitə yükünü azaltmaqla yanaşı, məsuliyyətli istehlak və istehsalı təşviq edən BMT-nin Dayanıqlı İnkişaf Məqsədi 12 ilə də uyğun gəlir.
Əhəmiyyətli məqam odur ki, ultrasəslə emal enerjidən səmərəli istifadə edən ekoloji texnologiyadır – az enerji sərf edir və su, sulu etanol və NADES ilə işlədiyi üçün aqressiv ekstraksiya həlledicilərinin istifadəsini azaldır.
Tullantı axınlarını funksional inqrediyentlərə çevirərək ultrasəslə emal dövri iqtisadiyyata töhfə verir və qida emalı sektorunda həm ekoloji, həm də iqtisadi dayanıqlılığı yaxşılaşdırır.

Hielscher sonikatorları ilə cecə emalı prosesinizi təkmilləşdirin

Hielscher Ultrasonics həm laboratoriya, həm də sənaye tətbiqləri üçün nəzərdə tutulmuş yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs sistemlərinin aparıcı istehsalçısıdır. Şirkətin UIP2000hdT, UIP4000hdT, UIP6000hdT və UIP16000hdT kimi sənaye sonikatorları aşağıdakıları təklif edir:

• Miqyasa uyğun artırıla bilən emal məhsuldarlığı (saatda litrlərdən tonlara qədər)
• Amplitudaya dəqiq nəzarət
• Çətin mühitlərdə 24/7 işləmə
• Təzyiq altında işlədilə bilən ultrasəs reaktorları
• Axın xəttində fasiləsiz emalla uyğunluq
• (Mövcud) istehsal xətlərinə sadə inteqrasiya

Hielscher sonikatorlarının polifenolların, antioksidantların və digər bioaktiv birləşmələrin ekstraksiyası üçün istifadəsi artıq dərc olunmuş tədqiqatlarda təsdiqlənib; onların səmərəliliyi və nəticələrin təkrarlana bilməsi sübuta yetirilib.

Aşağıdakı cədvəl ultrasəs prosessorlarımızın təxmini emal gücü barədə məlumat verir:

Layihələndirmə, istehsal və məsləhət xidmətləri – Almaniya istehsalının keyfiyyəti

Hielscher ultrasəs prosessorları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Möhkəmlik və asan idarəetmə ultrasəs prosessorlarımızın sənaye müəssisələrinə problemsiz inteqrasiyasına imkan verir. Hielscher ultrasəs prosessorları sərt şəraitin və çətin mühitlərin öhdəsindən asanlıqla gəlir.

Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatlı şirkətdir və ən müasir texnologiyaya, eləcə də istifadə rahatlığına malik yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs prosessorlarına xüsusi önəm verir. Əlbəttə, Hielscher ultrasəs prosessorları CE tələblərinə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.

Ədəbiyyat / İstinadlar

• Razola-Díaz, M.d.C.; Aznar-Ramos, M.J.; Guerra-Hernández, E.J.; García-Villanova, B.; Gómez-Caravaca, A.M.; Verardo, V. (2022): Establishment of a Sonotrode Ultrasound-Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Apple Pomace. Foods 2022, 11, 3809.
• Pando Bedriñana, R.; Rodríguez Madrera, R.; Loureiro Rodríguez, M.D.; López-Benítez, K.; Picinelli Lobo, A. (2024): Green Extraction of Bioactive Compounds from Apple Pomace from the Cider Industry. Antioxidants 2024, 13, 1230.
• Dalmau, E.; Rosselló, C.; Eim, V.; Ratti, C.; Simal, S. (2020): Ultrasound-Assisted Aqueous Extraction of Biocompounds from Orange Byproduct: Experimental Kinetics and Modeling. Antioxidants 2020, 9, 352.
• Razola-Díaz, M.d.C.; Guerra-Hernández, E.J.; Rodríguez-Pérez, C.; Gómez-Caravaca, A.M.; García-Villanova, B.; Verardo, V. (2021): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction via Sonotrode of Phenolic Compounds from Orange By-Products. Foods 2021, 10, 1120.