Ultraheli abil teostatav lahustivaba küüslaugu ekstraheerimine

Küüslauk (Allium sativum) on rikas väävliorgaaniliste ühendite poolest (nt allitsiin, glutatioon), mis aitavad kaasa paljudele tervisemõjudele. Ultraheli ekstraheerimine on usaldusväärne ja tõhus meetod väga kontsentreeritud küüslauguekstraktide valmistamiseks. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) annab väga lühikese ekstraheerimisaja jooksul kõrge saagise ning kvaliteetsed täisspektriga ekstraktid.

Parema kvaliteediga küüslauguekstraktid ultraheli ekstraheerimise abil

Sondtüüpi sonikaatori kasutamisel allitsiini ja väävliorgaaniliste ühendite ekstraheerimiseks küüslaugust on mitmeid eeliseid, sealhulgas küüslauguekstrakti kõrge saagis ja kõrge kvaliteet, kiire töötlus ning lahustivaba, keskkonnasõbralik lähenemine. Need tegurid aitavad koos kaasa kõrge kvaliteediga küüslauguekstraktide tootmisele, millel on tõhustatud bioaktiivsus ja ühtlane koostis, mistõttu on see eelistatud meetod teadlastele ja tööstusharudele, kes otsivad esmaklassilisi küüslaugupõhiseid tooteid.
Allpool käsitleme ultraheli abil toimuva küüslauguekstraheerimise kasulikke mõjusid üksikasjalikult:

Esiteks kasutab sondtüüpi sonikaator ultraheli laineid, mis kantakse titaanist sondi, niinimetatud sonotroodi kaudu ekstraktsioonikeskkonda. Ultraheli lainete mehaaniline energia tekitab vedelikus kavitatsioonimulle, mis kiiresti kollabeeruvad. Selle protsessi käigus tekivad intensiivne lokaalne mikroturbulents ning rõhu- ja temperatuurimuutused. Need jõud soodustavad küüslaugu rakuseinte lõhkumist. See lõhkumine hõlbustab rakkudes kinni olevate allitsiini ja teiste väävliorgaaniliste ühendite vabanemist, mis viib tõhusa ekstraheerimiseni.
Teiseks võimaldab sondtüüpi ultraheli töötluse (sonikeerimise) kontrollitud ja täpne iseloom kohandada ekstraheerimisprotsessi. Ekstraktide tootjad ja teadlased saavad reguleerida selliseid parameetreid nagu sonikeerimisaeg, amplituud ja temperatuur, et optimeerida ekstraheerimistingimusi ning seeläbi maksimeerida allitsiini ja väävliorgaaniliste ühendite saagist, minimeerides samal ajal tundlike ühendite lagunemist. Selline kontrolli tase on ülioluline, et saada kvaliteetseid ekstrakte ühtlase koostise ja toimevõimsusega.
Lisaks on ultraheli töötlus (sonikeerimine) traditsiooniliste ekstraheerimismeetoditega, nagu leotamine (maseratsioon) või Soxhleti ekstraheerimine, võrreldes suhteliselt kiire. See tõhusus mitte ainult ei säästa aega, vaid aitab ka säilitada ekstraheeritud ühendite värskust ja bioaktiivsust. Lühem ekstraheerimisaeg vähendab küüslauguekstrakti kokkupuudet kuumuse ja hapnikuga, mis võivad tundlikke väävliorgaanilisi ühendeid lagundada.
Lisaks sobib ultraheli ekstraheerimine kasutamiseks mis tahes lahustiga, sealhulgas leebete ja keskkonnasõbralike lahustitega, nagu vesi, vesi-etanool või alkohol. See on eriti oluline siis, kui küüslauguekstrakti toodetakse kasutamiseks toidu lisaainena, maitseainena, toidulisandina, nutraseutikumina või ravimina, kus tuleb vältida lahustitest või muudest kemikaalidest tuleneva saastumise ohtu, et tagada lõpptoote puhtus ja ohutus.

Ultraheli abil teostatav veepõhine allitsiini ekstraheerimine

Allitsiin on küüslauguekstraktis kõige rohkem leiduv tiosulfinaadi molekul. Allitsiinil on bakteriivastane, viirusevastane, seenevastane, algloomavastane, vähivastane ja veresuhkrut langetav toime ning samuti on teada, et see toetab südame-veresoonkonna tervist ja immuunsüsteemi. Küüslaugu farmakoloogiline aktiivsus on enamasti seotud tiool-disulfiid-vahetusreaktsioonidega tioolrühma sisaldavate valkudega.
Väga kontsentreeritud, suure väävliorgaaniliste ühendite sisaldusega küüslauguekstraktide tootmiseks on ultraheli ekstraheerimine usaldusväärne ja tõhus meetod tioolide ja muude bioaktiivsete ainete eraldamiseks küüslaugust. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) vabastab tioolid küüslaugurakkude seest ning võimaldab valmistada küüslaugu biomolekulide täisspektriga ekstrakti. Küüslaugu ultraheli ekstraheerimisel võib lahustina kasutada vett, mis on mittetoksiline, odav ja keskkonnasõbralik.

Ultraheli abil küüslaugu ekstraheerimine annab aliitsiini ja teiste orgaaniliste väävliühendite kõrge saagise.

Küüslaugugeeli ristlõige enne ja pärast ultraheli töötlust
Bose et al. 2014 uuring ja fotod

Ultraheliga allitsiini ekstraheerimise protokollid

Küüslaugu ultraheliekstraktsiooniks on välja töötatud mitu protokolli. Teadusuuringutes on mitmed uurimisrühmad näidanud, et ultraheli töötlus annab küüslaugust kõrge saagise allitsiini, alliini, orgaaniliste väävliühendite ja muude fütokemikaalide osas.
Arzanlou et al. (2010) kirjeldavad allitsiini ultraheliekstraktsiooni küüslaugu küüntest, kasutades lahustina vett. Nad kasutasid 20g käsitsi purustatud küüslaugu küüsi. Nad sonikeerisid maatsereeritud küüslauku 600mL destilleeritud vees 5 min jooksul, kasutades Hielscher UP200S (200watti) 100 % amplituudil. Soojuse hajutamiseks kasutati jäävanni. Pärast ultraheliekstraktsiooni pressiti küüslaugupuder läbi viiekordse marli. Suspensioon viidi 50mL tuubi ja tsentrifuugiti 1258g juures 4ºC juures 20 min, et eraldada vedelikust allesjäänud praht. Supernatant viidi steriilsesse 50mL tuubi ja suleti säilitamiseks.

Bose et al. (2014) võrdlesid ultraheli sondtüüpi ekstraktsiooni traditsioonilise maatseratsiooni, ultrahelivanni sonikeerimise ja mikrolaineekstraktsiooniga. Tulemused näitasid, et ultraheli sondtüüpi ekstraktsioon andis kõrgeima allitsiini saagise.

Ismail et al. (2014) kirjeldavad väävlit sisaldavate biomolekulide tsüsteiini ja glutatiooni tõhusat ultraheliekstraktsiooni küüslaugupeadest. Nad kasutasid vesipõhist ultraheliekstraktsiooni, et ekstraheerida tioolid küüslaugupeadest, kasutades UP100H amplituudi seadistusel 100%. Nad leidsid, et küüslaugu optimaalne kontsentratsioon oli 10% (w/v) avatud keeduklaasis ekstraheerimisel. Tioolide kvantifitseerimine tehti Ellmani reagendi meetodil. Nad said ekstrakti saagiseks 0,170mM tioole. Teadlased järeldavad, et ultraheliga vesipõhine ekstraktsioon on lihtne, ohutu ja kulutõhus meetod tioolide eraldamiseks küüslaugust.

Selles ettekandes tutvustame taimsete ekstraktide valmistamist. Selgitame kvaliteetsete taimsete ekstraktide tootmisega seotud raskusi ja seda, kuidas ultraheliseade aitab neid ületada. Ettekanne näitab, kuidas ultraheliga ekstraheerimine toimib. Saate teada, milliseid eeliseid pakub ultraheliseadme kasutamine ekstraheerimisel ja kuidas võtta ultraheliekstraktor kasutusele oma ekstraktide tootmises.

Küüslaugu ultraheliekstraktsiooni eelised

Lahustivaba / vesipõhine
Kõrge ekstraktsioonisaagis
Kvaliteetsed ekstraktid
Mittetermiline
Täisspektriga ekstraktid
Kiire protsess
Roheline, keskkonnasõbralik
Lihtne ja ohutu kasutus
Väike hooldusvajadus
Kiire investeeringu tasuvus

Suure jõudlusega sonikaatorid küüslaugu ekstraheerimiseks

Hielscher Ultrasonics ekstraktsioonisüsteeme kasutatakse kogu maailmas toiduaine- ja farmatsiaööstuses kvaliteetsete taimeekstraktide kommertstootmiseks, mida kasutatakse toidulisanditena, toidu lisaainetena ja ravimitena. Olenemata sellest, kas soovite toota väiksemaid partiisid küüslaugu ekstrakte või töödelda suuri koguseid kvaliteetseid taimeekstrakte, on Hielscher Ultrasonicsil teie jaoks ideaalne ultraheliekstraktor.

Ultraheliekstraktsiooni konkurentsieelised

Bioaktiivsete ühendite ultraheliekstraktsiooni peamised eelised taimsetest materjalidest, näiteks küüslaugust, hõlmavad oluliselt lühenenud ekstraktsiooni- ja töötlusaega, keskkonnasõbralikkust tänu vesipõhisele ekstraktsioonile või väiksemale lahustikasutusele ning tühiselt väikesi CO₂heiteid, väikest energiakulu ning ultrahelisüsteemide lihtsat ja ohutut kasutust.

Kas soovite valmistada oma maitseaineekstrakte või kastmeid? Hielscher ultraheliseadmetega saab kiiresti valmistada kvaliteetseid ekstrakte ja kastmeid nii restoraniköögis, ambitsioonika sous-chef'i käe all kui ka tööstuslikus tootmises. Valmistage ise maheekstrakte! Loobuge säilitusainetest! Kasutage ainult enda valitud koostisosi!

Protsessi standardimine Hielscher Ultrasonicsiga

Toidus või farmaatsiatoodetes kasutatavaid ekstrakte tuleks toota vastavalt head tootmistava (GMP) nõuetele ja standardiseeritud töötlemisspetsifikatsioonide kohaselt. Hielscher Ultrasonicsi digitaalsed sonikaatorid on varustatud intelligentse tarkvaraga, mis muudab ultraheli töötluse protsessi täpse seadistamise ja juhtimise lihtsaks. Automaatne andmete salvestamine kirjutab kõik ultraheliprotsessi parameetrid, nagu ultraheli energia (kogu- ja netoenergia), amplituud, temperatuur ja rõhk (kui temperatuuri- ja rõhuandurid on paigaldatud), koos kuupäeva ja kellaaja märgistusega sisseehitatud SD-kaardile. See võimaldab teil iga ultraheliga töödeldud partiid tagantjärele üle vaadata. Samal ajal on tagatud reprodutseeritavus ja pidevalt kõrge tootekvaliteet. Kõigi Hielscheri sonikaatorite töökindlus võimaldab 24/7 tööd suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades.
Allolev tabel annab ülevaate meie ultraheliseadmete ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Partii maht	Vooluhulk	Soovitatavad seadmed
1 kuni 500 mL	10 kuni 200 mL/min	UP100H
10 kuni 2000 mL	20 kuni 400 mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 kuni 20 L	0,2 kuni 4 L/min	UIP2000hdT
10 kuni 100 L	2 kuni 10 L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 kuni 100 L/min	UIP16000
n.a.	suurem	klaster, mis koosneb seadmetest UIP16000

Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!

Seotud teemad

Kirjandus / viited

Arzanlou M., Bohlooli S. (2010): Inhibition of streptolysin O by allicin – an active component of garlic. Journal of Medical Microbiology Volume 59, Issue 9, 2010. 1044-1049.
Ghasemi, Kamran; Bolandnazar, Sahebali; Tabatabaei, Seyed Jalal; Pirdashti, Hemmatollah; Arzanlou, Mohsen; Ebrahimzadeh, Mohammad; Fathi, Hamed (2015): Antioxidant properties of garlic as affected by selenium and humic acid treatments. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 43, 2015. 1-9.
Nur Izzah Ismail, Yumi Zuhanis Has-Yun Hashim, Parveen Jamal, Hamzah MohdSalleh, Rashidi Othman (2014): Ultrasonic-Assisted Extraction of Thiols from Garlic Bulbs. Advances in Environmental Biology, 8(3) Special 2014. 725-728.
Sankhadip Bose, Bibek Laha, Subhasis Banerjee (2014): Quantification of allicin by high performance liquid chromatography‐ultraviolet analysis with effect of post‐ultrasonic sound and microwave radiation on fresh garlic cloves. Pharmacognosy Magazine Vol 10, Issue 38. April-June 2014, S288-S293.

Teada väärt fakte

Küüslauk ja selle tervisega seotud kasulikud mõjud

Küüslauk on rikas biomolekulide poolest, mis annavad küüslaugule selle toime ravimtaimena ja toidulisandina. 200 erinevat ühendit aitavad kaasa küüslaugu paljudele kasulikele tervisemõjudele. Küüslauguküüntes on erakordselt palju orgaanilisi väävliühendeid, nagu alliin, allitsiin ja γ-glutamüültsüsteiini ühendid, näiteks γ-glutamüül-S-allüültsüsteiin ja γ-glutamüül-S-trans-1-propenüültsüsteiin. Küüslauk sisaldab vähemalt neli korda rohkem väävlit kui teised väävlirikkad köögiviljad, näiteks sibul, brokoli ja lillkapsas. Need väävlit sisaldavad ühendid annavad küüslaugule selle terava lõhna ja maitse.
Väävlit sisaldavaid biomolekule nimetatakse sulfhüdrüülühenditeks ja need kuuluvad tioolide rühma. Neid leidub kõigis inimkeha kudedes ja rakkudes ning need mängivad olulist rolli paljudes elulistes biokeemilistes reaktsioonides. Tsüsteiin ja glutatioon (GHS) on kaks olulist küüslauguski sisalduvat tiooli. Tsüsteiin on väävlit sisaldav aminohape, millel on keemiliselt väga reaktiivne sulfhüdrüülrühm. Glutatioon (GHS), glutamaadist, tsüsteiinist ja glütsiinist koosnev tripeptiid, on inimkehas kõige levinum väikese molekulmassiga sulfhüdrüülühend. Glutatioon toimib superantioksüdandina ja täidab inimkehas olulist funktsiooni (nt immuunsüsteemis).

Allitsiin

Allitsiin on üks küüslaugu tähtsamaid biomolekule, millel on mitmesuguseid tervist edendavaid toimeid. Allitsiini ei esine terves küüslauguküünes, vaid see sünteesitakse siis, kui küüslauk lõigatakse viiludeks või purustatakse. Küüslaugukoe maatseerimisel aktiveerub ensüüm nimega alliinaas. Alliinaas käivitab aminohappe alliini muundumise allitsiiniks ja teisteks allüültiosulfinaatideks. Allitsiini teke on kiire protsess, mis lõpeb mõne sekundi jooksul pärast värske küüslaugupea purustamist.

Ultraheliekstraktsioon – akustilise kavitatsiooni toimeprintsiip

Ultraheliekstraktsiooni (tuntud ka kui sonoekstraktsioon) toimeprintsiip põhineb akustilise kavitatsiooni nähtusel. Ultraheli abil tekitatud kavitatsioon põhjustab suuri nihkejõude, mikroturbulentsi, vedelikujugasid ning lokaalselt piiratud äärmuslikke temperatuuri- ja rõhuerinevusi. Suure võimsusega ultraheli mehaanilised mõjud lõhuvad rakuseinu, soodustavad lahusti tungimist raku sisemusse ja suurendavad massiülekannet. Mittetermilise ekstraktsioonitehnikana hoiab ultraheli töötlus ära bioaktiivsete ühendite termilise lagunemise. Ultraheliprotsessi parameetreid saab täpselt häälestada vastavalt toorainele ja sihtainetele, nii et on tagatud parem ekstrakti kvaliteet.