Viinirypäleet (Vitis vinifera), viiniköynnökset ja viinin sivutuotteet sisältävät runsaasti polyfenoleja ja muita bioaktiivisia aineita, jotka ovat arvokkaita yhdisteitä lääke- ja ravintolisien valmistuksessa. Ultraääniuutto mahdollistaa rypäleistä ja viiniköynnöksestä peräisin olevien yhdisteiden (esim. rypäleiden puristemassan, siementen, lehtien, varsien, lee) yksinkertaisen ja erittäin tehokkaan eristämisen. Ultraääniavusteinen uutto on nopeaa, luotettavaa ja ylittää muut uuttomenetelmät korkeammilla saannoilla, lievemmillä uutto-olosuhteilla, lyhyemmällä uuttoajalla ja pienemmillä kustannuksilla.

Fytokemikaalien ultraääniuutto rypäleestä ja viiniköynnöksestä

Viinitarhojen ja viininvalmistusprosessin sivutuotteita ovat rypäleen massa, puristemassa (nahat ja siemenet), sakka, rypäleen lehdet, varret ja ruoko, joiden osuus on jopa 30–40% kiinteistä aineista, jotka enimmäkseen heitetään pois käyttämättöminä jätteenä. Kun teollisuus havaitsee polyfenolien ja muiden bioaktiivisten yhdisteiden rikkauden näissä rypäleiden ja viinin sivutuotteissa, se käyttää yhä enemmän näitä kasvipohjaisia materiaaleja arvokkaiden uutteiden tuottamiseen. Resveratrolia, antosyanidiinia, proantosyanidiinia, kvertsitiiniä ja muita viinirypäleissä ja viiniköynnöksissä esiintyviä aineita (Vitis vinifera) käytetään jo laajalti lääke- ja ravintolisinä. Terveyttä edistävien yhdisteiden lähteenä lääke- ja elintarviketeollisuudessa käytetään Vitis vinifera -sivutuotteiden uutteita ja tuetaan samalla kestävää maataloutta. Ultraääniuutto helpottaa bioaktiivisten yhdisteiden vapautumista rypäleistä ja rypäleiden sivutuotteista. Ultraääniavusteinen uuttaminen on pitkäaikainen vakiintunut uuttotekniikka, jota käytetään farmaseuttisiin ja elintarvikeyhdisteisiin. Se antaa erittäin korkeat uutesadot lyhyessä uuttomenettelyssä ja toimii minkä tahansa liuottimen kanssa (esim. vesi, etanoli, isopropanoli, heksaani jne.)

Polyfenolien ultraääniuutto rypäleen siemenistä

Viinirypäleiden siemenet sisältävät runsaasti proantosyanidiinia ja ovat siksi loistava lähde proantosyanidiiniuutteiden tuottamiseen lääke- ja ravintolisille. Thilakarathna ja Rupasinghe (2022) voisivat osoittaa ultrasonicationin erinomaisen tehokkuuden kontrolloiduissa korotetuissa lämpötiloissa, mikä johti korkeampiin proantosyanidiinisatoihin ja huomattavasti lyhyempään uuttoaikaan (ultraääni 53 min. vs. tavanomainen liuotinuutto 150 h!).
Lämmön ja ultrasonicationin käyttöönotto lyhensi merkittävästi uuttoaikaa (sonikaatioaika 53 min) ja vesipitoisen etanolin tarvetta (10,14:1 v:w) ja lisäsi samalla huomattavasti PAC-saantoa (16,1 mg CE/g FW vs. 26,6 ennustettu mg CE/g FW). Lopulliset optimaaliset olosuhteet olivat 47% etanolia, suhde 10: 1 s: s (v: w), 53 min sonikaatioaika ja 60 ◦C uuttolämpötila.

Tehokas rypäleenlehtiuutteen tuotanto sonifikaation avulla

Tavallisen rypäleen viiniköynnöksen (Vitis vinifera) lehdissä on runsaasti reseveratrolia, antosyanidiinia, kvertsetiiniä, isoversetiiniä sekä monia muita bioaktiivisia yhdisteitä, joita subministeroidaan usein uutemuodossa lääketieteellisiin ja terveydellisiin tarkoituksiin.
Ultraääniuuton on osoitettu antavan suuren määrän täyden spektrin uutetta rypäleen lehdistä, mikä tekee uuttoprosessista erittäin tehokkaan. Vesipitoisen etanolin on osoitettu olevan parempi liuotin rypäleen viiniköynnösuutteissa, koska sillä on erinomainen liukenemiskyky kohdemolekyyleille eikä sillä ole myrkyllisyyttä. Ultraääniä käyttävä uuttoprosessi kestää vain muutaman minuutin ja se voidaan suorittaa eräprosessissa sekä jatkuvassa läpivirtaustilassa.
Esimerkiksi ultraäänellä uutettu resveratroli rypäleenlehdistä voidaan puhdistaa käyttämällä mesohuokoisen hiilen saraketta, joka parantaa resveratrolin puhtautta 2,1 - 20,6%. (vrt. Sun et al., 2018)

Ultraääni Stilbenoidin uuttaminen rypäleen varresta

(2013) johtaa stilbeenien, kuten trans-resveratrolin, ε-viniferiinin, pikeatannolin ja vitisiini B: n, korkeaan talteenottoon, joita esiintyy enimmäkseen rypäleen tölkeissä ja rypäleen varressa.

Graafinen tiivistelmä tutkimuksesta ultraäänistilbenoidien uuttamiseksi rypäleen varresta.
(Tutkimus ja kuva: Piñeiro et al., 2013)

Ultraäänilaitteella UP200S (200W, 24kHz) rypäleen varressa olevat tärkeimmät stilbenoidit voidaan uuttaa 15 minuutissa käyttäen 75 ° C uuttolämpötilana ja 80% etanolia uuttoliuottimena, eikä puhdistusvaihetta tarvita orgaanisella liuottimella. Optimoitu menetelmä mahdollisti stilbenoidipitoisuuden yksinkertaisen ja tehokkaan analysoinnin 22 rypäleen varren näytteestä.

Tärkeimmät vaikutukset juonivat keskimääräiseen talteenottoon (alue 10,000−1) ultraääniuutolla käyttäen UP200S: ää soveltamalla erilaisia parametreja: piceatannoli (a), trans-resveratroli (b), ε-viniferiini (c) ja vitisiini-B (d).
(Tutkimus ja kaaviot: Piñeiro et ai., 2013)

HPLC-DAD-kromatogrammi, joka vastaa stilbenoidilla rikastettua vertailuuutetta.
(Tutkimus ja kaaviot: Piñeiro et ai., 2013)

Korkean suorituskyvyn ultraääniprosessorit rypäleiden ja viiniköynnösten uuttamiseen

Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteet ovat vakiintuneita kasvitieteellisen uuttamisen alalla riippumatta siitä, mitä kasvimateriaaleja tai liuotinta käytetään. Uutteen tuottajat – sekä eksklusiivisia boutique-uutteiden valmistajia että suuria massatuottajia – löytää Hielscherin laajasta laitevalikoimasta ihanteelliset ultraääniuuttolaitteet tuotantotarpeisiinsa. Erä- ja jatkuvat sisäiset prosessiasetukset ovat helposti saatavilla, ja ne voidaan lähettää pois samana päivänä.

Tehokas uutto Hielscherin ultraäänilaitteilla

Hielscherin ultraääniuuttimet häiritsevät tehokkaasti kasvisoluja, lisäävät kasvimateriaalin pinta-alaa liuottimen tunkeutumiseen sekä parantavat massansiirtoa, mikä johtaa fytokemikaalien (sekundaaristen metaboliittien) nopeaan ja täydelliseen vapautumiseen. Käyttäjäystävällisyyden kannalta suunnitellut Hielscher-imurit asennetaan nopeasti ja ne voidaan käyttää turvallisesti ja intuitiivisesti.
 
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista: