Ultralydsekstraktion af aktive forbindelser fra drue- og vinbiprodukter

Druer (Vitis vinifera), vinstokke og vinbiprodukter er rige på polyfenoler og andre bioaktive stoffer, som er værdifulde forbindelser til fremstilling af medicinske og ernæringsmæssige kosttilskud. Ultralydsekstraktion giver mulighed for enkel og meget effektiv isolering af drue- og vin-afledte forbindelser (f.eks. Druepresserester, frø, blade, stængler, lee). Ultralydassisteret ekstraktion er hurtig, pålidelig og udmærker sig ved andre ekstraktionsmetoder ved højere udbytter, mildere ekstraktionsforhold, kortere ekstraktionstid og lavere omkostninger.

Ultralydsekstraktion af fytokemikalier fra drue og vinstokke

Biprodukter fra vinmarker og vinfremstillingsprocessen omfatter druemasse, presserester (skind og frø), bærme, drueblade, stængler og sukkerrør, som udgør op til 30-40 % w/w tørstof, som for det meste kasseres ubrugt som affald. Ved at opdage rigdommen af polyfenoler og andre bioaktive forbindelser i disse drue- og vinbiprodukter bruger industrien i stigende grad disse plantebaserede materialer til at producere værdifulde ekstrakter. Resveratrol, anthocyanidiner, proanthocyanidin, quercitin og andre stoffer, der findes i druer og vinstokke (Vitis vinifera), forbruges allerede i vid udstrækning som medicinske og ernæringsmæssige kosttilskud. Som kilde til sundhedsfremmende stoffer anvendes ekstrakter fra Vitis vinifera-biprodukter i medicinal- og fødevareindustrien, samtidig med at de understøtter bæredygtigt landbrug. Ultralydsekstraktion letter frigivelsen af de bioaktive forbindelser fra drue- og druebiprodukter. Ultralydsassisteret ekstraktion er en længe etableret ekstraktionsteknik, der bruges til farmaceutiske og fødevareforbindelser. Det giver meget høje ekstraktudbytter inden for en kort ekstraktionsprocedure og fungerer med ethvert opløsningsmiddel (f.eks. vand, ethanol, isopropanol, hexan osv.)

Ultralydsekstraktion af polyfenoler fra vindruekerner

Vindruekerner er rige på proanthocyanidiner og er derfor en god kilde til fremstilling af proanthocyanidinekstrakter til medicinske og ernæringsmæssige kosttilskud. Thilakarathna og Rupasinghe (2022) kunne demonstrere den overlegne effektivitet af ultralydbehandling under kontrollerede forhøjede temperaturer, hvilket resulterede i højere proanthocyanidinudbytter og signifikant kortere ekstraktionstid (ultralyd 53 min. vs konventionel opløsningsmiddelekstraktion 150 timer!).
Introduktionen af varme og ultralydbehandling reducerede signifikant ekstraktionstiden (sonikeringstid på 53 min) og vandig ethanol (10,14: 1 v: w), samtidig med at PAC-udbyttet øges betydeligt (16,1 mg CE / g FW vs. 26,6 forudsagt mg CE / g FW). De endelige optimale betingelser var 47% ethanol, 10: 1 s:s forhold (v: w), 53 minutters sonikeringstid og 60 ◦ C ekstraktionstemperatur.

Effektiv produktion af vindruebladekstrakt ved hjælp af sonificering

Bladene på den almindelige druevinstok (Vitis vinifera) er rige på reseveratrol, anthocyanidiner, quercetin, isoquercetin samt mange andre bioaktive forbindelser, som ofte administreres i ekstraktform til medicinske og sundhedsmæssige formål.
Ultralydsekstraktion har vist sig at give høje udbytter af fuldspektret ekstrakt fra drueblade, hvilket gør ekstraktionsprocessen meget effektiv. Vandig ethanol er blevet påvist som foretrukket opløsningsmiddel til vindrueekstrakter, da det har fremragende opløsningsevne for målmolekylerne og ikke har nogen toksicitet. Ekstraktionsprocessen ved hjælp af ultralyd tager kun et par minutter og kan køres i batchproces såvel som i kontinuerlig gennemstrømningstilstand.
For eksempel kan ultralydekstraheret resveratrol fra drueblade renses ved hjælp af en kolonne af mesoporøst kulstof, hvilket forbedrer resveratrol-renheden fra 2,1 til 20,6%. (jf. Sun et al., 2018)

Ultralyd Stilbenoid ekstraktion fra druestængler

Ultralydsekstraktionsprotokollen af Piñeiro et al. (2013) resulterer i høj genvinding af stilbener såsom trans-resveratrol, ε-viniferin, piceatannol og vitisin B, som for det meste er til stede i druerør og i druestængler.

Grafisk abstrakt af undersøgelsen for ultralydsstilbenoidekstraktion fra druestængler.
(Studie og billede: Piñeiro et al., 2013)

Med ultralydsapparatet UP200S (200W, 24kHz) kan de vigtigste stilbenoider, der findes i druestængler, ekstraheres på 15 minutter ved hjælp af 75 °C som ekstraktionstemperatur og 80% ethanol som ekstraktionsopløsningsmiddel, og der er ikke behov for rengøringstrin med organisk opløsningsmiddel. Den optimerede metode muliggjorde enkel og effektiv analyse af stilbenoidindhold fra 22 druestængelprøver.

Hovedeffekter plotter på den gennemsnitlige genvinding (område 10.000-1) ved ultralydsekstraktion ved hjælp af UP200S ved anvendelse af forskellige parametre: piceatannol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferin (c) og vitisin-B (d).
(Undersøgelse og grafer: Piñeiro et al., 2013)

HPLC-DAD-kromatogram svarende til det stilbenoidberigede referenceekstrakt.
(Undersøgelse og grafer: Piñeiro et al., 2013)

Højtydende ultralydsprocessorer til drue- og vinudvinding

Hielscher Ultrasonics-ekstraktorer er veletablerede inden for botanisk ekstraktion, uanset hvilke plantematerialer eller opløsningsmidler der anvendes. Producenter af ekstrakter – Både eksklusive boutique-ekstraktproducenter såvel som store masseproducenter – Find på Hielschers brede udstyrssortiment det ideelle ultralydsekstraktionsudstyr til deres produktionskrav. Batch- og kontinuerlige inline-procesopsætninger er let tilgængelige og kan sendes afsted samme dag.

Højeffektiv ekstraktion med Hielscher ultralydapparater

Hielscher Ultralydsekstraktorer forstyrrer effektivt vegetabilske celler, øger overfladearealet af plantematerialet til opløsningsmiddelindtrængning samt forbedret masseoverførsel, hvilket resulterer i hurtig og fuldstændig frigivelse af fytokemikalier (sekundære metabolitter). Hielscher emhætter er designet med hensyn til brugervenlighed og installeres hurtigt og kan betjenes sikkert og intuitivt.
 
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: