Ultrazvučna ekstrakcija aktivnih spojeva iz nusproizvoda grožđa i vina

Grožđe (Vitis vinifera), vinova loza i nusproizvodi vina bogati su polifenolima i drugim bioaktivnim supstancama, koje su vrijedna jedinjenja za proizvodnju ljekovitih i nutritivnih dodataka. Ultrazvučna ekstrakcija omogućava jednostavnu i visoko efikasnu izolaciju jedinjenja iz grožđa i vinove loze (npr. komina grožđa, semenke, listovi, stabljike, zatašćina). Ekstrakcija uz pomoć ultrazvuka je brza, pouzdana i nadmašuje druge metode ekstrakcije po većim prinosima, blažim uvjetima ekstrakcije, kraćem vremenu ekstrakcije i nižoj cijeni.

Ultrazvučna ekstrakcija fitokemikalija iz grožđa i vinove loze

Nusproizvodi iz vinograda i procesa proizvodnje vina uključuju kašu grožđa, kominu (kožicu i sjemenke), talog, listove grožđa, stabljike i trsku, koji čine do 30-40% w/w čvrste tvari, koji se uglavnom odbacuju neiskorišteni. kao otpad. Otkrivajući bogatstvo polifenola i drugih bioaktivnih spojeva u ovim nusproizvodima grožđa i vina, industrija sve više koristi ove biljne materijale za proizvodnju vrijednih ekstrakata. Resveratrol, antocijanidini, proantocijanidin, kvercitin i druge supstance koje se nalaze u grožđu i vinovoj lozi (Vitis vinifera) već se široko konzumiraju kao medicinski i nutritivni dodaci. Kao izvor jedinjenja koja promovišu zdravlje, ekstrakti nusproizvoda Vitis vinifera koriste se u farmaceutskoj i prehrambenoj industriji, dok u isto vrijeme podržavaju održivu poljoprivredu. Ultrazvučna ekstrakcija olakšava oslobađanje bioaktivnih jedinjenja iz grožđa i nusproizvoda grožđa. Ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom je dugogodišnja tehnika ekstrakcije koja se koristi za farmaceutske i prehrambene spojeve. Daje vrlo visoke prinose ekstrakta u kratkom postupku ekstrakcije i radi sa bilo kojim rastvaračem (npr. voda, etanol, izopropanol, heksan itd.)

Ultrazvučna ekstrakcija polifenola iz sjemenki grožđa

Sjemenke grožđa su bogate proantocijanidinima i stoga su odličan izvor za proizvodnju ekstrakata proantocijanidina za medicinske i prehrambene dodatke. Thilakarathna i Rupasinghe (2022) mogli su pokazati superiornu efikasnost ultrazvučne obrade pod kontroliranim povišenim temperaturama, što je rezultiralo većim prinosima proantocijanidina i značajno kraćim vremenom ekstrakcije (ultrazvuk 53 min. u odnosu na konvencionalnu ekstrakciju rastvaračem 150 h!).
Uvođenje topline i ultrazvučne obrade značajno je smanjilo vrijeme ekstrakcije (vrijeme ultrazvučne obrade od 53 min) i potrebe za vodenim etanolom (10,14:1 v:w) uz značajno povećanje prinosa PAC-a (16,1 mg CE/g FW naspram 26,6 predviđenih mg CE/ g FW). Konačni optimalni uslovi bili su 47% etanola, 10:1 s:s odnos (v:w), 53 min vreme ultrazvuka i temperatura ekstrakcije 60◦C.

Efikasna proizvodnja ekstrakta listova grožđa pomoću sonifikacije

Listovi obične vinove loze (Vitis vinifera) bogati su reseveratrolom, antocijanidinima, kvercetinom, izokvercetinom kao i mnogim drugim bioaktivnim spojevima, koji se često daju u obliku ekstrakta u medicinske i zdravstvene svrhe.
Pokazalo se da ultrazvučna ekstrakcija daje visoke prinose ekstrakta punog spektra iz listova grožđa, čime proces ekstrakcije čini vrlo efikasnim. Vodeni etanol se pokazao kao poželjno otapalo za ekstrakte vinove loze jer ima odličan kapacitet rastvaranja za ciljne molekule i nema toksičnost. Proces ekstrakcije pomoću ultrazvuka traje samo nekoliko minuta i može se izvoditi u serijskom procesu kao iu kontinuiranom protočnom načinu.
Na primjer, ultrazvučno ekstrahirani resveratrol iz listova grožđa može se pročistiti pomoću kolone mezoporoznog ugljika, što poboljšava čistoću resveratrola sa 2,1 na 20,6%. (usp. Sun et al., 2018.)

Ultrazvučna ekstrakcija stilbenoida iz stabljika grožđa

Protokol ultrazvučne ekstrakcije Piñeira et al. (2013) rezultira visokim iskorištavanjem stilbena kao što su trans-resveratrol, ε-viniferin, piceatannol i vitisin B, koji su uglavnom prisutni u trsci i stabljikama grožđa.

Grafički sažetak studije ultrazvučne ekstrakcije stilbenoida iz stabljika grožđa.
(Studija i slika: Piñeiro et al., 2013.)

Uz ultrasonikator UP200S (200W, 24kHz), glavni stilbenoidi koji se nalaze u stabljikama grožđa mogu se ekstrahirati za 15 minuta, koristeći 75°C kao temperaturu ekstrakcije i 80% etanol kao rastvarač za ekstrakciju, i nije potreban korak čišćenja organskim rastvaračem. . Optimizirana metoda omogućila je jednostavnu i efikasnu analizu sadržaja stilbenoida iz 22 uzorka stabljike grožđa.

Prikaz glavnih efekata na srednji oporavak (područje 10.000−1) ultrazvučnom ekstrakcijom pomoću UP200S primjenom različitih parametara: piceatannol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferin (c) i vitisin-B (d).
(Studija i grafikoni: Piñeiro et al., 2013.)

HPLC-DAD hromatogram koji odgovara referentnom ekstraktu obogaćenom stilbenoidom.
(Studija i grafikoni: Piñeiro et al., 2013.)

Ultrazvučni procesori visokih performansi za ekstrakciju grožđa i vinove loze

Hielscher Ultrasonics ekstraktori su dobro poznati u području botaničke ekstrakcije, bez obzira koji se biljni materijal ili otapalo koristi. Proizvođači ekstrakta – kako ekskluzivni proizvođači butik ekstrakta, tako i veliki masovni proizvođači – pronađite u Hielscherovom širokom asortimanu opreme idealnu opremu za ultrazvučnu ekstrakciju za njihove proizvodne zahtjeve. Serijski, kao i kontinuirani inline procesi su lako dostupni i mogu se otpremiti istog dana.

Ekstrakcija visoke efikasnosti sa Hielscher ultrasonikatorima

Hielscher ultrazvučni ekstraktori učinkovito ometaju biljne stanice, povećavaju površinu biljnog materijala za prodiranje otapala, kao i poboljšani prijenos mase, što rezultira brzim i potpunim oslobađanjem fitokemikalija (sekundarnih metabolita). Dizajnirani s obzirom na jednostavnost za korištenje, Hielscher ekstraktori se brzo instaliraju i mogu se bezbedno i intuitivno upravljati.
 
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: