Aktiivühendite ultraheliekstraktsioon viinamarjade ja veini kõrvalsaadustest

Viinamarjad (Vitis vinifera), viinapuu ja veini kõrvalsaadused on rikkad polüfenoolide ja teiste bioaktiivsete ainete poolest, mis on väärtuslikud ühendid ravi- ja toidulisandite tootmiseks. Ultraheliekstraktsioon võimaldab viinamarjadest ja viinapuust pärinevaid ühendeid (nt viinamarjade pressijäägid, seemned, lehed, vars, setted) isoleerida lihtsalt ja väga tõhusalt. Ultraheliabiga ekstraktsioon on kiire, töökindel ja ületab teisi ekstraktsioonimeetodeid suurema saagise, leebemate ekstraktsioonitingimuste, lühema ekstraktsiooniaja ja madalamate kuludega.

Fütokemikaalide ultraheliekstraktsioon viinamarjadest ja viinapuust

Viinamarjaistanduste ja veinivalmistamise kõrvalsaadused hõlmavad viinamarjamassi, pressijääke (koored ja seemned), setteid, viinamarjalehti, vars ja võrseid, mis moodustavad kuni 30−40% w/w tahkeid aineid ning mis visatakse enamasti kasutamata jäätmetena minema. Polüfenoolide ja teiste bioaktiivsete ühendite rohkust nendes viinamarja- ja veinitootmise kõrvalsaadustes avastades kasutab tööstus neid taimseid materjale üha enam väärtuslike ekstraktide tootmiseks. Viinamarjades ja viinapuus (Vitis vinifera) leiduvaid resveratrooli, antotsüanidiine, proantotsüanidiini, quercitini ja teisi aineid tarbitakse juba laialdaselt ravi- ja toidulisanditena. Tervist edendavate ühendite allikana kasutatakse Vitis vinifera kõrvalsaadustest saadud ekstrakte farmaatsia- ja toiduainetööstuses, toetades samal ajal säästvat põllumajandust. Ultraheliekstraktsioon hõlbustab bioaktiivsete ühendite vabanemist viinamarjadest ja viinamarjade kõrvalsaadustest. Ultraheliabiga ekstraktsioon on ammu väljakujunenud ekstraktsioonitehnika, mida kasutatakse farmaatsia- ja toiduainete ühendite jaoks. See annab väga kõrge ekstraktisaagise lühikese ekstraktsiooniprotseduuriga ja töötab mis tahes lahustiga (nt vesi, etanool, isopropanool, heksaan jne)

Polüfenoolide ultraheliekstraktsioon viinamarjaseemnetest

Viinamarjaseemned on rikkad proantotsüanidiinide poolest ja seetõttu suurepärane allikas proantotsüanidiini ekstraktide tootmiseks ravi- ja toidulisanditele. Thilakarathna ja Rupasinghe (2022) suutsid näidata ultraheli töötluse (sonikeerimise) paremat tõhusust kontrollitud kõrgendatud temperatuuridel, mille tulemuseks olid suuremad proantotsüanidiini saagised ja oluliselt lühem ekstraktsiooniaeg (ultraheli 53 min vs tavapärane lahustiga ekstraktsioon 150 h!).
Soojuse ja ultraheli töötluse rakendamine vähendas oluliselt ekstraktsiooniaega (sonikeerimisaeg 53 min) ja vesietanooli vajadust (10,14:1 v:w), suurendades samal ajal märkimisväärselt PAC saagist (16,1 mg CE/g FW Vs. 26,6 prognoositud mg CE/g FW). Lõplikud optimaalsed tingimused olid 47% etanooli, 10:1 s:s suhe (v:w), 53 min sonikeerimisaeg ja ekstraktsioonitemperatuur 60◦C.

Viinamarjalehtede ekstrakti tõhus tootmine sonikeerimise abil

Harilikul viinapuul (Vitis vinifera) on lehed rikkad resveratrooli, antotsüanidiinide, kvertsetiini, isokvertsetiini ja paljude teiste bioaktiivsete ühendite poolest, mida manustatakse sageli ekstrakti kujul ravi- ja tervise eesmärgil.
Ultraheliekstraktsiooni on näidatud andvat viinamarjalehtedest täisspektriekstrakti kõrget saagist, muutes ekstraktsiooniprotsessi väga tõhusaks. Vesietanooli on näidatud olevat eelistatud lahusti viinapuuekstraktide jaoks, kuna sellel on sihtmolekulide jaoks suurepärane lahustusvõime ja see ei ole toksiline. Ultraheli abil toimuv ekstraktsiooniprotsess võtab vaid mõne minuti ning seda saab läbi viia nii partiiprotsessina kui ka pidevas läbivoolurežiimis.
Näiteks viinamarjalehtedest ultrahelil ekstraheeritud resveratrooli saab puhastada mesopoorse süsiniku kolonni abil, mis tõstab resveratrooli puhtuse vahemikust 2,1 kuni 20,6%. (vrd Sun et al., 2018)

Stilbenoidide ultraheliekstraktsioon viinamarjavartest

Piñeiro et al. (2013) ultraheliekstraktsiooni protokoll annab stilbeenide, nagu trans-resveratrool, ε-viniferiin, piceatannool ja vitisiin B, kõrge saagise, mida leidub peamiselt viinapuuvõrsetes ja viinamarjavartes.

Uuringu graafiline kokkuvõte stilbenoidide ultraheliekstraktsioonist viinamarjavartest.
(Uuring ja pilt: Piñeiro et al., 2013)

Sonikaatoriga UP200S (200W, 24kHz) saab viinamarjavartes leiduvad peamised stilbenoidid ekstraheerida 15 min jooksul, kasutades ekstraktsioonitemperatuurina 75°C ja ekstraktsioonilahustina 80% etanooli, ning orgaanilise lahustiga puhastusetappi ei ole vaja. Optimeeritud meetod võimaldas lihtsalt ja tõhusalt analüüsida stilbenoidide sisaldust 22 viinamarjavarre proovis.

Peamiste mõjude graafik keskmisele taastumisele (pindala 10.000−1) ultraheliekstraktsioonil UP200S abil erinevate parameetrite rakendamisel: piceatannool (a), trans-resveratrool (b), ε-viniferiin (c) ja vitisiin-B (d).
(Uuring ja graafikud: Piñeiro et al., 2013)

HPLC-DAD kromatogramm, mis vastab stilbenoididega rikastatud võrdlusekstraktile.
(Uuring ja graafikud: Piñeiro et al., 2013)

Suure jõudlusega ultraheliprotsessorid viinamarja- ja viinapuuekstraktsiooniks

Hielscher Ultrasonics ekstraktorid on taimeekstraktsiooni vallas hästi väljakujunenud, olenemata sellest, millist taimset materjali või lahustit kasutatakse. Ekstraktitootjad – nii eksklusiivsed butiikekstraktide valmistajad kui ka suuremahulised masstootjad – leiavad Hielscheri laiast seadmevalikust oma tootmisnõuetele ideaalsed ultraheliekstraktsiooniseadmed. Partii- ning pidevad inline-protsessiseadistused on kohe saadaval ja neid saab saata välja samal päeval.

Kõrge tõhususega ekstraktsioon Hielscheri sonikaatoritega

Hielscher Ultrasonics ekstraktorid lõhuvad tõhusalt taimerakke, suurendavad taimse materjali pindala lahusti tungimiseks ning parandavad massiülekannet, mille tulemusel vabanevad fütokemikaalid (sekundaarsed metaboliidid) kiiresti ja täielikult. Kasutajasõbralikkust silmas pidades kavandatud Hielscheri ekstraktorid paigaldatakse kiiresti ning neid saab ohutult ja intuitiivselt kasutada.

Alloleval tabelil on toodud ligikaudne ülevaade meie sonikaatorite töötlusvõimsusest: