استخراج فراصوتی سیر بدون حلال

سیر (Allium sativum) سرشار از ترکیبات آلی گوگرددار (مانند آلیسین و گلوتاتیون) است که فواید متعددی برای سلامتی دارند. استخراج فراصوتی روشی قابل‌اعتماد و کارآمد برای تولید عصاره‌های بسیار غلیظ سیر است. فراصوت‌دهی در مدت‌زمانی بسیار کوتاه، عصاره‌هایی با بازده بالا، کیفیت مطلوب و طیف کامل ترکیبات به دست می‌دهد.

عصاره‌های برتر سیر با استخراج فراصوتی

استفاده از سونیکاتور پروبی برای استخراج آلیسین و ترکیبات آلی گوگرددار از سیر، مزایای متعددی دارد؛ از جمله بازده و کیفیت بالای عصارهٔ سیر، پردازش سریع و رویکردی بدون حلال و سازگار با محیط‌زیست. این عوامل در کنار هم به تولید عصاره‌های باکیفیت سیر با فعالیت زیستی بیشتر و ترکیب یکنواخت کمک می‌کنند و این روش را به گزینهٔ ترجیحی پژوهشگران و صنایعی تبدیل می‌کنند که به دنبال محصولات ممتاز مشتق‌شده از سیر هستند.
در ادامه، تأثیرات سودمند استخراج سیر به کمک فراصوت را به‌تفصیل بررسی می‌کنیم:

نخست، سونیکاتور پروبی از امواج فراصوت استفاده می‌کند که از طریق یک پروب تیتانیومی، موسوم به سونوتْرود، به محیط استخراج منتقل می‌شوند. انرژی مکانیکی امواج فراصوت، حباب‌های کاویتاسیون را در مایع ایجاد می‌کند و باعث فروریزش سریع آن‌ها می‌شود. طی این فرایند، ریزآشفتگی موضعی شدید و نیز تغییرات فشار و دما رخ می‌دهد. این نیروها به تخریب دیواره‌های سلولی سیر کمک می‌کنند. این تخریب، آزادسازی آلیسین و دیگر ترکیبات آلی گوگرددار محبوس در سلول‌ها را تسهیل می‌کند و به استخراج کارآمد می‌انجامد.
دوم، ماهیت کنترل‌شده و دقیق فراصوت‌دهی پروبی، امکان تنظیم اختصاصی فرایند استخراج را فراهم می‌کند. تولیدکنندگان عصاره و پژوهشگران می‌توانند پارامترهایی مانند زمان فراصوت‌دهی، دامنه و دما را برای بهینه‌سازی شرایط استخراج تنظیم کنند؛ به‌این‌ترتیب، بازده آلیسین و ترکیبات آلی گوگرددار را به حداکثر و تخریب ترکیبات حساس را به حداقل می‌رسانند. این سطح از کنترل برای دستیابی به عصاره‌های باکیفیت با ترکیب و اثربخشی یکنواخت ضروری است.
همچنین، فرایند فراصوت‌دهی در مقایسه با روش‌های سنتی استخراج، مانند خیساندن یا استخراج سوکسله، نسبتاً سریع است. این کارایی نه‌تنها در زمان صرفه‌جویی می‌کند، بلکه به حفظ تازگی و فعالیت زیستی ترکیبات استخراج‌شده نیز کمک می‌کند. کوتاه‌تر بودن مدت استخراج، تماس عصارهٔ سیر با گرما و اکسیژن را کاهش می‌دهد؛ عواملی که می‌توانند ترکیبات آلی گوگرددار حساس را تخریب کنند.
علاوه بر این، استخراج فراصوتی با هر حلالی سازگار است؛ از جمله حلال‌های ملایم و سازگار با محیط‌زیست مانند آب، اتانول آبی یا الکل. این موضوع به‌ویژه هنگامی اهمیت دارد که عصارهٔ سیر برای استفاده به‌عنوان افزودنی غذایی، طعم‌دهنده، مکمل غذایی، فراوردهٔ تغذیه‌ای‌درمانی یا دارو تولید می‌شود؛ در این کاربردها باید از خطر آلودگی ناشی از حلال‌ها یا سایر مواد شیمیایی جلوگیری شود تا خلوص و ایمنی محصول نهایی تضمین شود.

استخراج فراصوتی آلیسین بر پایهٔ آب

آلیسین فراوان‌ترین مولکول تیوسولفینات موجود در عصارهٔ سیر است. آلیسین دارای اثرات ضدباکتری، ضدویروس، ضدقارچ، ضدتک‌یاخته، ضدسرطان و کاهندهٔ قند خون است و به حمایت از سلامت قلب و عروق و دستگاه ایمنی نیز شناخته می‌شود. فعالیت‌های داروشناختی سیر عمدتاً با واکنش‌های تبادل تیول–دی‌سولفید با پروتئین‌های حاوی تیول مرتبط هستند.
برای تولید عصاره‌های بسیار غلیظ سیر با مقادیر بالای ترکیبات آلی گوگرددار، استخراج فراصوتی روشی قابل‌اعتماد و کارآمد برای جداسازی تیول‌ها و دیگر مواد زیست‌فعال از سیر است. فراصوت‌دهی، تیول‌ها را از درون سلول‌های سیر آزاد می‌کند و تهیهٔ عصاره‌ای با طیف کامل زیست‌مولکول‌های سیر را امکان‌پذیر می‌سازد. برای استخراج فراصوتی سیر می‌توان از آب به‌عنوان حلال استفاده کرد که غیرسمی، ارزان و سازگار با محیط‌زیست است.

استخراج فراصوتی سیر، آلیسین و دیگر ترکیبات آلی گوگرددار را با بازده بالا به دست می‌دهد.

مقطع عرضی حبهٔ سیر پیش و پس از فراصوت‌دهی
پژوهش و تصاویر از Bose et al. 2014

دستورالعمل‌های استخراج فراصوتی آلیسین

برای استخراج فراصوتی سیر، چندین دستورالعمل تدوین شده است. در مطالعات علمی، چندین گروه پژوهشی نشان داده‌اند که فراصوت‌دهی، آلیسین، آلئین، ترکیبات آلی گوگرددار و دیگر مواد فیتوشیمیایی را با بازده بالا از سیر استخراج می‌کند.
Arzanlou et al. (2010) استخراج فراصوتی آلیسین از حبه‌های سیر با استفاده از آب به‌عنوان حلال را گزارش کرده‌اند. آن‌ها از 20g حبهٔ سیر که به‌صورت دستی خرد شده بود استفاده کردند. سیر له‌شده را در 600mL آب مقطر، به‌مدت 5 min، با استفاده از Hielscher UP200S (200 وات) و دامنهٔ 100 % فراصوت‌دهی کردند. برای دفع گرما از حمام یخ استفاده شد. پس از استخراج فراصوتی، خمیر سیر با فشار از پارچهٔ صافی پنیر پنج‌لایه عبور داده شد. سوسپانسیون به لوله‌ای با حجم 50mL منتقل شد و در 1258g و دمای 4ºC به‌مدت 20 min سانتریفیوژ شد تا بقایای باقی‌مانده از مایع جدا شوند. مایع رویی به یک لولهٔ استریل 50mL منتقل و برای نگهداری درزبندی شد.

Bose et al. (2014) استخراج فراصوتی پروبی را با خیساندن سنتی، فراصوت‌دهی در حمام و استخراج با مایکروویو مقایسه کردند. نتایج نشان داد که استخراج فراصوتی پروبی بالاترین بازده آلیسین را به دست می‌دهد.

Ismail et al. (2014) استخراج فراصوتی کارآمد زیست‌مولکول‌های گوگرددار سیستئین و گلوتاتیون از سوخ‌های سیر را گزارش کرده‌اند. آن‌ها برای استخراج تیول‌ها از سوخ‌های سیر، استخراج فراصوتی بر پایهٔ آب را با استفاده از UP100H در تنظیم دامنهٔ 100% به کار گرفتند. آن‌ها دریافتند که غلظت بهینهٔ سیر برای استخراج در بشر روباز، 10% (w/v) است. مقدار تیول‌ها با روش معرف Ellman تعیین شد. آن‌ها بازده عصاره‌ای برابر با 0٫170mM تیول به دست آوردند. پژوهشگران نتیجه گرفتند که استخراج فراصوتی بر پایهٔ آب، روشی ساده، ایمن و مقرون‌به‌صرفه برای جداسازی تیول‌ها از سیر است.

در این ارائه، شما را با تولید عصاره‌های گیاهی آشنا می‌کنیم. چالش‌های تولید عصاره‌های گیاهی باکیفیت و نحوه کمک سونیکاتور به غلبه بر این چالش‌ها را توضیح می‌دهیم. این ارائه نحوه عملکرد استخراج فراصوتی را نشان می‌دهد. خواهید آموخت که استفاده از سونیکاتور برای استخراج چه مزایایی دارد و چگونه می‌توانید دستگاه استخراج فراصوتی را در فرآیند تولید عصاره خود به کار بگیرید.

مزایای استخراج فراصوتی سیر

بدون حلال / بر پایهٔ آب
بازده بالای استخراج
عصاره‌های باکیفیت
غیرحرارتی
عصاره‌های دارای طیف کامل ترکیبات
فرایند سریع
سبز و سازگار با محیط‌زیست
کاربری ساده و ایمن
نیاز اندک به نگهداری
بازگشت سریع سرمایه

سونیکاتورهای پربازده برای استخراج سیر

سامانه‌های استخراج Hielscher Ultrasonics در سراسر جهان در صنایع غذایی و دارویی برای تولید تجاری عصاره‌های گیاهی باکیفیت به کار می‌روند که به‌عنوان افزودنی غذایی، مکمل غذایی و عوامل درمانی استفاده می‌شوند. چه هدف شما تولید بچ‌های کوچک‌تر عصارهٔ سیر باشد و چه پردازش مقادیر زیاد عصاره‌های گیاهی باکیفیت، Hielscher Ultrasonics دستگاه استخراج فراصوتی ایدئال شما را در اختیار دارد.

مزایای رقابتی با استخراج فراصوتی

مزایای اصلی استخراج فراصوتی ترکیبات زیست‌فعال از مواد گیاهی مانند سیر عبارت‌اند از کاهش چشمگیر زمان استخراج و پردازش، سازگاری با محیط‌زیست به‌دلیل استخراج بر پایهٔ آب یا کاهش مصرف حلال و انتشار بسیار ناچیز CO₂، مصرف کم انرژی و نیز کاربری ساده و ایمن سامانه‌های فراصوتی.

آیا می‌خواهید عصاره‌های ادویه یا سس‌های خود را تولید کنید؟ چه برای آشپزخانهٔ رستوران، چه برای کمک‌سرآشپزی بلندپرواز و چه برای تولیدکنندگان تجاری، با تجهیزات فراصوتی Hielscher می‌توانید در زمانی کوتاه عصاره‌ها و سس‌هایی باکیفیت تولید کنید. عصاره‌های ارگانیک را خودتان تهیه کنید! مواد نگهدارنده را حذف کنید! فقط از موادی استفاده کنید که خودتان انتخاب می‌کنید!

استانداردسازی فرایند با Hielscher Ultrasonics

عصاره‌هایی که در مواد غذایی یا داروها استفاده می‌شوند، باید مطابق با اصول صحیح تولید (GMP) و مشخصات استانداردشدهٔ پردازش تولید شوند. سونیکاتورهای دیجیتال Hielscher Ultrasonics به نرم‌افزاری هوشمند مجهز هستند که تنظیم و کنترل دقیق فرایند فراصوت‌دهی را آسان می‌کند. ثبت خودکار داده‌ها، تمامی پارامترهای فرایند فراصوتی، مانند انرژی فراصوت (انرژی کل و خالص)، دامنه، دما و فشار (در صورت نصب حسگرهای دما و فشار) را همراه با برچسب تاریخ و زمان روی کارت SD داخلی ذخیره می‌کند. این قابلیت به شما امکان می‌دهد هر بچ پردازش‌شده با فراصوت را بازبینی کنید. هم‌زمان، تکرارپذیری و کیفیت بالای مستمر محصول تضمین می‌شود. استحکام تمامی سونیکاتورهای Hielscher امکان کارکرد 24/7 را تحت بار کاری سنگین و در محیط‌های دشوار فراهم می‌کند.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوت ما ارائه می‌دهد:

حجم بچ	دبی	دستگاه‌های پیشنهادی
1 تا 500mL	10 تا 200mL/min	UP100H
10 تا 2000mL	20 تا 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0٫1 تا 20L	0٫2 تا 4L/min	UIP2000hdT
10 تا 100L	2 تا 10L/min	UIP4000hdT
قابل‌اعمال نیست	10 تا 100L/min	UIP16000
قابل‌اعمال نیست	بیشتر	مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000

با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!

موضوعات مرتبط

منابع علمی / مراجع

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.

دانستنی‌های مفید

سیر و فواید آن برای سلامتی

سیر سرشار از زیست‌مولکول‌هایی است که به آن به‌عنوان گیاه دارویی و مکمل غذایی اثربخشی می‌بخشند. 200 ترکیب مختلف در اثرات مفید متعدد سیر بر سلامتی نقش دارند. حبه‌های سیر دارای مقدار فوق‌العاده بالایی از ترکیبات آلی گوگرددار، مانند آلئین، آلیسین و ترکیبات گاما‌گلوتامیل‌سیستئین از جمله گاما‌گلوتامیل-S-آلیل‌سیستئین و گاما‌گلوتامیل-S-ترانس-1-پروپنیل‌سیستئین هستند. سیر دست‌کم چهار برابر بیشتر از دیگر سبزیجات غنی از گوگرد، مانند پیاز، کلم بروکلی و گل‌کلم، گوگرد دارد. این ترکیبات گوگرددار، بو و طعم تند سیر را ایجاد می‌کنند.
زیست‌مولکول‌های گوگرددار، ترکیبات سولفیدریل نامیده می‌شوند و به گروه تیول‌ها تعلق دارند. آن‌ها در تمامی بافت‌ها و سلول‌های بدن انسان یافت می‌شوند و در بسیاری از واکنش‌های بیوشیمیایی حیاتی نقشی اساسی دارند. سیستئین و گلوتاتیون (GHS) دو تیول مهم موجود در سیر هستند. سیستئین یک اسیدآمینهٔ گوگرددار است که دارای گروه سولفیدریل با واکنش‌پذیری شیمیایی بسیار بالا است. گلوتاتیون (GHS)، تری‌پپتیدی متشکل از اسیدهای آمینهٔ گلوتامات، سیستئین و گلیسین، فراگیرترین ترکیب سولفیدریل با جرم مولکولی کم در بدن انسان است. گلوتاتیون به‌عنوان یک ابرآنتی‌اکسیدان عمل می‌کند و نقشی حیاتی در بدن انسان (برای مثال در دستگاه ایمنی) دارد.

آلیسین

آلیسین یکی از مهم‌ترین زیست‌مولکول‌های سیر است که اثرات گوناگونی در ارتقای سلامت دارد. آلیسین در حبهٔ سالم سیر وجود ندارد، بلکه هنگام برش‌دادن یا خردکردن سیر ساخته می‌شود. با له‌کردن بافت سیر، آنزیمی به نام آلئیناز فعال می‌شود. آلئیناز تبدیل اسیدآمینهٔ آلئین به آلیسین و دیگر آلیل‌تیوسولفینات‌ها را آغاز می‌کند. تشکیل آلیسین فرایندی سریع است که ظرف چند ثانیه پس از خردکردن یک سوخ تازهٔ سیر تکمیل می‌شود.

استخراج فراصوتی – سازوکار کاویتاسیون آکوستیکی

سازوکار استخراج فراصوتی (که با نام سونو‌استخراج نیز شناخته می‌شود) بر پدیدهٔ کاویتاسیون آکوستیکی استوار است. کاویتاسیون ایجادشده با فراصوت، نیروهای برشی زیاد، ریزآشفتگی‌ها، جت‌های مایع و اختلاف‌های شدید دما و فشار محدود به نواحی موضعی ایجاد می‌کند. اثرات مکانیکی فراصوت پربازده، دیواره‌های سلولی را تخریب می‌کنند، نفوذ حلال به درون سلول را بهبود می‌بخشند و انتقال جرم را افزایش می‌دهند. فراصوت‌دهی به‌عنوان روشی غیرحرارتی برای استخراج، از تخریب حرارتی ترکیبات زیست‌فعال جلوگیری می‌کند. پارامترهای فرایند فراصوتی را می‌توان دقیقاً متناسب با مادهٔ اولیه و مواد هدف تنظیم کرد تا کیفیت برتر عصاره تضمین شود.