Ултразвукова екстракция на активни съединения от гроздови и винени второпродукти
Гроздето (Vitis vinifera), лозовите и винените субпродукти са богати на полифеноли и други биоактивни вещества, които са ценни съединения за производството на лекарствени и хранителни добавки. Ултразвуковата екстракция позволява простата и високоефективна изолация на гроздови- и лозови производни съединения (например, гроздова помаце, семена, листа, стъбла, лий). Екстракцията, подпомагана с ултразвук, е бърза, надеждна и превъзхождава други методи за екстракция чрез по-високи добиви, по-мек условия на екстракция, по-кратко време на екстракция и по-ниска цена.
Ултразвукова екстракция на фитохимики от грозде и лоза
Второстепенните продукти от лозята и процеса на производство на вино включват гроздова каша, помаце (кожи и семена), утайки, гроздови листа, стъбла, и тръстика, които съставляват до 30−40% масови части в брой твърди вещества, които най-вече се изхвърлят неизползвани като отпадъци. Откривайки богатството на полифеноли и други биоактивни съединения в тези гроздови и винени второпродукти, индустрията все повече използва тези материали на растителна основа, за да произвежда ценни екстракти. Ресвератрол, антоцианидини, проантоцианидин, кверцитин и други вещества, намерени в грозде и лоза (Vitis vinifera) вече са широко консумирани като лекарствени и хранителни добавки. Като източник на съединения, насърчаващи здравето, екстракти от vitis vinifera съпътстващи продукти се използват във фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост, докато в същото време подпомагат устойчивото селско стопанство. Ултразвуковата екстракция улеснява отделянето на биоактивните съединения от гроздовите и гроздовите второпродукти. Екстракцията, подпомагана с ултразвук, е дългогодишна установена техника за екстракция, използвана за фармацевтични и хранителни съединения. Той дава много високи добиви на екстракт в рамките на кратка процедура на екстракция и работи с всеки разтворител (напр., вода, етанол, изопропанол, хексан и т.н.)

Промишлен монтаж на ултразвуков екстрактор UIP4000hdT за производството на растителни екстракти.
- висок добив екстракция
- Висококачествен екстракт
- бърз процес
- Нетермично третиране
- Съвместим с всеки разтворител
- безопасен и лесен за работа
- енергийна ефективност
Ултразвукова екстракция на полифеноли от гроздови семена
Гроздовите семена са богати на проантоцианидини и следователно са чудесен източник за производство на проантоцианидин екстракти за лекарствени и хранителни добавки. Thilakarathna и Rupasinghe (2022) биха могли да демонстрират превъзходната ефективност на ултразвука при контролирани повишени температури, което е довело до по-високи добиви на проантоцианидин и значително по-кратко време на екстракция (ултразвук 53 мин. срещу екстракция с конвенционален разтворител 150 ч!).
Въвеждането на топлина и ултразвук значително намалява времето за екстракция (времето за ултразвук от 53 мин) и изискването за воден етанол (10.14:1 v:w), като същевременно значително увеличава добива на PAC (16,1 mg CE/g FW Vs. 26,6 прогнозира mg CE/g FW). Крайните оптимални условия бяха 47% етанол, 10:1 s:s съотношение (v:w), 53 мин ултразвуково време и температура на екстракция 60C.
Ефективно производство на екстракт от гроздови листа с помощта на сонификация
Листата на общата гроздова лоза (Vitis vinifera) са богати на резевератрол, антоцианидини, кверцетин, изокерцетин, както и много други биоактивни съединения, които се прилагат често в екстрактова форма за лекарствени и здравни цели.
Доказано е, че ултразвуковата екстракция дава високи добиви на екстракт от пълен спектър от гроздови листа, като по този начин процесът на екстракция е много ефективен. Воден етанол е доказан като за предпочитане разтворител за екстракти от гроздова лоза, тъй като има отличен капацитет за разтваряне за целевите молекули и няма токсичност. Процесът на екстракция с помощта на ултразвук отнема само няколко минути и може да се изпълнява в пакетен процес, както и в непрекъснат режим на поток.
Например, ултразвуково извлечени ресвератрол от гроздови листа могат да бъдат пречистени с помощта на колона от месопорозен въглерод, което подобрява чистотата на ресвератрол от 2.1 до 20.6%. (срв. Слънце и др., 2018)

Монтаж на ултразвуков мотор UIP4000hdT за промишлена лозаро-винарска обработка с високи дебити.
Ултразвукова извличане на стилбеноид от гроздови стъбла
Протоколът за ултразвукова екстракция на Piñeiro et al. (2013) води до високо възстановяване на стилбените като транс-ресвератрол, ε-виниферин, пицеатанол, и витизин В, които присъстват най-вече в гроздови бастуни и в гроздови стъбла.

Графичен абстракт на изследването за ултразвукова екстракция на стилбеноид от гроздови стъбла.
(Проучване и картина: Piñeiro et al., 2013)
С ultrasonicator UP200S (200W, 24kHz), основните стилбеноиди, открити в гроздовите стъбла, могат да бъдат извлечени в 15 мин, като се използва 75°C като температура на екстракция и 80% етанол като екстракционен разтворител и не е необходима стъпка за почистване с органичен разтворител. Оптимизираният метод, разрешен за простия и ефикасен анализ на съдържанието на стилбеноид от 22 гроздови стволови проби.

Ултразвуков аспиратор UP400St за приготвяне на екстракти от грозде и лоза (напр., гроздова помаце, семена, листа, стъбла, лий).
Високопроизводителни ултразвукови процесори за извличане на грозде и лоза
Hielscher Ultrasonics екстрактори са добре установени в областта на ботаническата екстракция, без значение какви растителни материали или разтворител се използва. Производители на екстракти – и двете, изключителни производители на бутикови екстракти, както и широкомащабни масови производители – намерите в широката гама оборудване на Hielscher идеалното ултразвуково оборудване за екстракция за техните производствени изисквания. Пакетните, както и настройките на непрекъснатия инлайн процес са лесно достъпни и могат да бъдат експедирани в същия ден.
Висока ефективност извличане с Hielscher ultrasonicators
Hielscher Ултразвукови екстрактори ефективно нарушават зеленчуковите клетки, увеличават повърхността на растителния материал за проникване на разтворители, както и подобрен трансфер на маса, което води до бързо и пълно освобождаване на фитохимикъли (вторични метаболити). Проектирани по отношение на удобното за ползване, екстракторите Hielscher бързо се инсталират и могат да бъдат безопасни и интуитивно управлявани.
Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:
Партида том | Дебит | Препоръчителни Devices |
---|---|---|
1 до 500mL | 10 до 200 ml / мин | UP100H |
10 до 2000mL | 20 до 400 ml / мин | Uf200 ः т, UP400St |
00,1 до 20L | 00,2 до 4 л / мин | UIP2000hdT |
10 до 100L | 2 до 10 л / мин | UIP4000hdT |
п.а. | 10 до 100 L / мин | UIP16000 |
п.а. | по-голям | струпване на UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитай ни!
Литература / Препратки
- Ceferino Carrera, Ana Ruiz-Rodríguez, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2015): Ultrasound-assisted extraction of amino acids from grapes. Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 22, 2015. 499-505.
- Piñeiro, Z.; Guerrero, R. F.; Fernández-Marin, M. I.; Cantos-Villar, Emma; Palma, M. (2013): Ultrasound-Assisted Extraction of Stilbenoids from Grape Stems. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(51), 2013. 12549–12556.
- M. Palma; C.G. Barroso (2002): Ultrasound-assisted extraction and determination of tartaric and malic acids from grapes and winemaking by-products. Analytica Chimica Acta, 458(1), 2002. 119–130.
- Thilakarathna, W.P.D.W.; Rupasinghe, H.P.V. (2022): Optimization of the Extraction of Proanthocyanidins from Grape Seeds Using Ultrasonication-Assisted Aqueous Ethanol and Evaluation of Anti-Steatosis Activity In Vitro. Molecules 27, 1363.

Химични структури на пицеатанол (а), транс-ресвератрол (б), изорхапонтигенин (в), ε-виниферин (г), и витизин-В (д).
(Проучване и графики: Piñeiro et al., 2013)
Факти заслужава да се знае
Работен принцип на ултразвукова екстракция
Високомощният, нискочестотен ултразвук създава трептене и акустична кавитация в течна среда, което води до интензивни турбуленции, смесване, разрушаване на клетките и трансфер на висока маса. Тези ултразвукови ефекти се прилагат към растителни материали, за да се счупят клетъчни структури като клетъчни стени и везикули. Поради високия масов трансфер, вътреклетъчните съединения като фитохимикали (полифеноли, флаваноли, антиоксиданти и т.н.) се освобождават в закръгляващия разтворител. Този интензитет на ултразвук превръща ултразвукова екстракция в превъзходен метод изолация за производството на естествен продукт компонент. Ултразвукова екстракция е установена техника за екстракция, която се използва в производството на храни и фармацевтични продукти от десетилетия.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.