Εκχύλιση σκόρδου με υπερήχους χωρίς διαλύτες

Το σκόρδο (Allium sativum) είναι πλούσιο σε οργανοθειούχες ενώσεις (π.χ. αλλισίνη, γλουταθειόνη), οι οποίες προσφέρουν πολλά οφέλη για την υγεία. Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια αξιόπιστη και αποδοτική τεχνική για την παραγωγή εκχυλισμάτων σκόρδου υψηλής συγκέντρωσης. Η κατεργασία με υπερήχους επιτυγχάνει υψηλές αποδόσεις εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας και πλήρους φάσματος σε πολύ σύντομο χρόνο εκχύλισης.

Εκχυλίσματα σκόρδου ανώτερης ποιότητας μέσω εκχύλισης με υπερήχους

Η χρήση συσκευής υπερήχων με ακίδα για την εκχύλιση αλλισίνης και οργανοθειούχων ενώσεων από το σκόρδο προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα, όπως υψηλές αποδόσεις και υψηλή ποιότητα του εκχυλίσματος σκόρδου, ταχεία επεξεργασία και μια προσέγγιση χωρίς διαλύτες, φιλική προς το περιβάλλον. Οι παράγοντες αυτοί συμβάλλουν από κοινού στην παραγωγή εκχυλισμάτων σκόρδου υψηλής ποιότητας με ενισχυμένη βιοδραστικότητα και σταθερή σύσταση, καθιστώντας την την προτιμώμενη μέθοδο για ερευνητές και βιομηχανίες που αναζητούν προϊόντα κορυφαίας ποιότητας προερχόμενα από σκόρδο.
Παρακάτω εξετάζουμε αναλυτικά τις ευεργετικές επιδράσεις της υποβοηθούμενης με υπερήχους εκχύλισης σκόρδου:

• Πρώτον, μια συσκευή υπερήχων με ακίδα χρησιμοποιεί υπερηχητικά κύματα, τα οποία μεταδίδονται στο μέσο εκχύλισης μέσω μιας ακίδας τιτανίου, του λεγόμενου ηχοτροδίου. Η μηχανική ενέργεια των υπερηχητικών κυμάτων δημιουργεί φυσαλίδες σπηλαίωσης στο υγρό, προκαλώντας την ταχεία κατάρρευσή τους. Κατά τη διαδικασία αυτή εμφανίζονται έντονες τοπικές μικροαναταράξεις, καθώς και μεταβολές της πίεσης και της θερμοκρασίας. Οι δυνάμεις αυτές προάγουν τη διάρρηξη των κυτταρικών τοιχωμάτων του σκόρδου. Η διάρρηξη αυτή διευκολύνει την απελευθέρωση της αλλισίνης και άλλων οργανοθειούχων ενώσεων που είναι εγκλωβισμένες μέσα στα κύτταρα, οδηγώντας σε αποδοτική εκχύλιση.
• Δεύτερον, ο ελεγχόμενος και ακριβής χαρακτήρας της κατεργασίας με υπερήχους μέσω ακίδας επιτρέπει την προσαρμογή της διαδικασίας εκχύλισης. Οι παραγωγοί εκχυλισμάτων, καθώς και οι ερευνητές, μπορούν να ρυθμίζουν παραμέτρους όπως ο χρόνος κατεργασίας με υπερήχους, το πλάτος ταλάντωσης και η θερμοκρασία, ώστε να βελτιστοποιούν τις συνθήκες εκχύλισης, μεγιστοποιώντας έτσι την απόδοση σε αλλισίνη και οργανοθειούχες ενώσεις και ελαχιστοποιώντας παράλληλα την αποδόμηση των ευαίσθητων ενώσεων. Αυτό το επίπεδο ελέγχου είναι καθοριστικό για τη λήψη εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας με σταθερή σύσταση και δραστικότητα.
• Επιπλέον, η διαδικασία κατεργασίας με υπερήχους είναι σχετικά γρήγορη σε σύγκριση με παραδοσιακές μεθόδους εκχύλισης, όπως η εκχύλιση με διαβροχή ή η εκχύλιση Soxhlet. Η αποδοτικότητα αυτή όχι μόνο εξοικονομεί χρόνο, αλλά συμβάλλει και στη διατήρηση της φρεσκάδας και της βιοδραστικότητας των εκχυλιζόμενων ενώσεων. Η μικρότερη διάρκεια εκχύλισης μειώνει την έκθεση του εκχυλίσματος σκόρδου στη θερμότητα και στο οξυγόνο, τα οποία μπορούν να αποδομήσουν τις ευαίσθητες οργανοθειούχες ενώσεις.
• Επιπρόσθετα, η εκχύλιση με υπερήχους είναι συμβατή με οποιονδήποτε διαλύτη, συμπεριλαμβανομένων ήπιων και φιλικών προς το περιβάλλον διαλυτών, όπως το νερό, η υδατική αιθανόλη ή η αλκοόλη. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν το εκχύλισμα σκόρδου παράγεται για χρήση ως πρόσθετο τροφίμων, αρωματική ύλη, συμπλήρωμα διατροφής, διατροφοφαρμακευτικό ή φαρμακευτικό προϊόν, όπου πρέπει να αποφεύγεται ο κίνδυνος επιμόλυνσης από διαλύτες ή άλλες χημικές ουσίες, ώστε να διασφαλίζονται η καθαρότητα και η ασφάλεια του τελικού προϊόντος.

Εκχύλιση αλλισίνης με υπερήχους με βάση το νερό

Η αλλισίνη είναι το θειοσουλφινικό μόριο που απαντά σε μεγαλύτερη αφθονία στο εκχύλισμα σκόρδου. Η αλλισίνη παρουσιάζει αντιβακτηριακές, αντιιικές, αντιμυκητιασικές, αντιπρωτοζωικές, αντικαρκινικές και υπογλυκαιμικές δράσεις και είναι επίσης γνωστό ότι υποστηρίζει την καρδιαγγειακή υγεία και το ανοσοποιητικό σύστημα. Οι φαρμακολογικές δράσεις του σκόρδου σχετίζονται κυρίως με αντιδράσεις ανταλλαγής θειόλης–δισουλφιδίου με πρωτεΐνες που περιέχουν θειολικές ομάδες.
Για την παραγωγή εκχυλισμάτων σκόρδου υψηλής συγκέντρωσης με μεγάλες ποσότητες οργανοθειούχων ενώσεων, η εκχύλιση με υπερήχους αποτελεί αξιόπιστη και αποδοτική τεχνική για την απομόνωση θειολών και άλλων βιοδραστικών ουσιών από το σκόρδο. Η κατεργασία με υπερήχους απελευθερώνει τις θειόλες από το εσωτερικό των κυττάρων του σκόρδου και επιτρέπει την παρασκευή εκχυλίσματος πλήρους φάσματος των βιομορίων του σκόρδου. Για την εκχύλιση σκόρδου με υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διαλύτης το νερό, το οποίο είναι μη τοξικό, οικονομικό και φιλικό προς το περιβάλλον.
 

Εγκάρσια τομή σκελίδας σκόρδου πριν και μετά την κατεργασία με υπερήχους
μελέτη και εικόνες από τους Bose et al. 2014

Πρωτόκολλα εκχύλισης αλλισίνης με υπερήχους

Για την εκχύλιση σκόρδου με υπερήχους έχουν καθιερωθεί διάφορα πρωτόκολλα. Σε επιστημονικές μελέτες, διάφορες ερευνητικές ομάδες έχουν καταδείξει ότι η κατεργασία με υπερήχους προσφέρει υψηλές αποδόσεις αλλισίνης, αλλιίνης, οργανικών ενώσεων του θείου και άλλων φυτοχημικών ουσιών από το σκόρδο.
Οι Arzanlou et al. (2010) περιγράφουν την εκχύλιση αλλισίνης από σκελίδες σκόρδου με υπερήχους, χρησιμοποιώντας νερό ως διαλύτη. Χρησιμοποίησαν 20g σκελίδων σκόρδου που είχαν συνθλιβεί με το χέρι. Υπέβαλαν το πολτοποιημένο σκόρδο σε κατεργασία με υπερήχους μέσα σε 600mL απεσταγμένου νερού για 5 min, χρησιμοποιώντας το Hielscher UP200S (200watts) σε πλάτος ταλάντωσης 100 %. Για την απαγωγή της θερμότητας χρησιμοποιήθηκε λουτρό πάγου. Μετά την εκχύλιση με υπερήχους, ο πολτός σκόρδου πιέστηκε ώστε να περάσει μέσα από τυρόπανο πέντε στρώσεων. Το εναιώρημα μεταφέρθηκε σε σωληνάριο 50mL και φυγοκεντρήθηκε στα 1258g στους 4ºC για 20 min, ώστε να διαχωριστούν τα υπολειπόμενα στερεά από το υγρό. Το υπερκείμενο υγρό μεταφέρθηκε σε αποστειρωμένο σωληνάριο 50mL, το οποίο σφραγίστηκε για αποθήκευση.

Οι Bose et al. (2014) συνέκριναν την εκχύλιση με συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα με την παραδοσιακή εκχύλιση με εμβάπτιση, την κατεργασία σε λουτρό υπερήχων και την εκχύλιση με μικροκύματα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η εκχύλιση με συσκευή υπερήχων τύπου καθετήρα έδωσε τις υψηλότερες αποδόσεις αλλισίνης.

Οι Ismail et al. (2014) περιγράφουν την αποδοτική εκχύλιση των θειούχων βιομορίων κυστεΐνης και γλουταθειόνης από βολβούς σκόρδου με υπερήχους. Εφάρμοσαν εκχύλιση με υπερήχους με βάση το νερό για την εκχύλιση θειολών από βολβούς σκόρδου, χρησιμοποιώντας ένα UP100H με ρύθμιση πλάτους ταλάντωσης 100%. Διαπίστωσαν ότι η βέλτιστη συγκέντρωση σκόρδου ήταν 10% (w/v) κατά την εκχύλιση σε ανοικτό ποτήρι ζέσεως. Η ποσοτικοποίηση των θειολών πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο του αντιδραστηρίου Ellman. Πέτυχαν απόδοση εκχυλίσματος 0,170mM θειολών. Οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η εκχύλιση με υπερήχους με βάση το νερό είναι μια απλή, ασφαλής και οικονομικά αποδοτική μέθοδος για την απομόνωση θειολών από το σκόρδο.
 
 

Συσκευές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για την εκχύλιση σκόρδου

Τα συστήματα εκχύλισης της Hielscher Ultrasonics χρησιμοποιούνται παγκοσμίως στη βιομηχανία τροφίμων και στη φαρμακοβιομηχανία για την εμπορική παραγωγή φυτικών εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας που χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα τροφίμων, συμπληρώματα διατροφής και θεραπευτικά σκευάσματα. Είτε στόχος σας είναι η παραγωγή μικρότερων παρτίδων εκχυλισμάτων σκόρδου είτε η επεξεργασία μεγάλων ποσοτήτων φυτικών εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας, η Hielscher Ultrasonics διαθέτει τον ιδανικό εκχυλιστή υπερήχων για εσάς.

Ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα χάρη στην εκχύλιση με υπερήχους

Τα κύρια οφέλη της εκχύλισης βιοδραστικών ενώσεων από φυτικές ύλες, όπως το σκόρδο, με υπερήχους περιλαμβάνουν τον σημαντικά μειωμένο χρόνο εκχύλισης και επεξεργασίας, τη φιλικότητά της προς το περιβάλλον χάρη στην εκχύλιση με βάση το νερό ή τη μειωμένη χρήση διαλυτών και τις αμελητέα μικρές εκπομπές CO₂, τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, καθώς και την απλή και ασφαλή λειτουργία των συστημάτων υπερήχων.

Τυποποίηση της διεργασίας με τη Hielscher Ultrasonics

Τα εκχυλίσματα που χρησιμοποιούνται σε τρόφιμα ή φαρμακευτικά προϊόντα θα πρέπει να παράγονται σύμφωνα με τις Ορθές Παρασκευαστικές Πρακτικές (GMP) και βάσει τυποποιημένων προδιαγραφών επεξεργασίας. Οι ψηφιακές συσκευές υπερήχων της Hielscher Ultrasonics διαθέτουν έξυπνο λογισμικό που διευκολύνει την ακριβή ρύθμιση και τον έλεγχο της διεργασίας κατεργασίας με υπερήχους. Η αυτόματη καταγραφή δεδομένων αποθηκεύει όλες τις παραμέτρους της διεργασίας υπερήχων, όπως την ενέργεια υπερήχων (συνολική και καθαρή ενέργεια), το πλάτος ταλάντωσης, τη θερμοκρασία και την πίεση (όταν έχουν εγκατασταθεί αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης), με σήμανση ημερομηνίας και ώρας στην ενσωματωμένη κάρτα SD. Αυτό σας επιτρέπει να επανεξετάζετε κάθε παρτίδα που έχει υποβληθεί σε επεξεργασία με υπερήχους. Παράλληλα, διασφαλίζονται η αναπαραγωγιμότητα και η σταθερά υψηλή ποιότητα των προϊόντων. Η ανθεκτική κατασκευή όλων των συσκευών υπερήχων της Hielscher επιτρέπει τη λειτουργία 24/7 υπό συνθήκες βαριάς χρήσης και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας: