פוליפנולים מקליפת מנגו – שיטת החילוץ חשובה

בחיפוש אחר חיים בריאים יותר, מדענים חוקרים ללא הרף מקורות אקולוגיים חדשים ושיטות יעילות להפקת תרכובות מועילות ממקורות טבעיים. פסולת מזון כגון תוצרי לוואי של פירות, כמו קליפות מנגו, עשירה בפוליפנולים וניתן להשתמש בה כמקור להפקת תרכובות פנוליות באיכות גבוהה. טכניקה שצוברת תאוצה בשנים האחרונות היא מיצוי באמצעות אולטרסאונד, תהליך המשתמש בגלי קול בתדר גבוה כדי להפיק ביעילות תרכובות ביו-אקטיביות מחומרים צמחיים. מבין תרכובות אלה, הפוליפנולים התבלטו ככוכבים בזכות יתרונותיהם הבריאותיים הרבים, כולל תכונות נוגדות חמצון ואנטי-דלקתיות. הצטרפו אלינו למחקר מעמיק על מיצוי פוליפנולים מקליפות מנגו ולמדו כיצד ציוד אולטרסאונד שונה משפיע באופן משמעותי על יעילות המיצוי ותפוקת הפוליפנולים.

מהם פוליפנולים?

פוליפנולים הם קבוצה מגוונת של תרכובות טבעיות הנמצאות בפירות, ירקות, תה, קפה, יין ומזונות צמחיים אחרים. הם ידועים בתכונות נוגדות החמצון שלהם, המסייעות להילחם בלחץ חמצוני בגוף, ומפחיתות את הסיכון למחלות כרוניות כגון מחלות לב וכלי דם, סרטן והפרעות נוירו-דגנרטיביות. בנוסף, לפוליפנולים תכונות אנטי-דלקתיות, אנטי-מיקרוביאליות ואנטי-סרטניות, מה שהופך אותם למרכיבים חשובים בתזונה בריאה. תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של מזונות צמחיים הן מקור זול שניתן להשתמש בו כתוספי מזון או תוספים התורמים לתזונה בריאה יותר.
קליפות מנגו הן מקור מצוין לתרכובות פנוליות (14.85–127.6 מ"ג/ג' DW). בנוסף, הן מכילות כמויות גבוהות של סיבים תזונתיים (36–78 ג'/100 ג' DW), ויטמינים (C ו-E) וקרוטנואידים (0.1–51 מ"ג/ג' DW).

המחקר המדעי של Aznar-Ramos ועמיתיו מספק תובנות מרתקות על העולם המרתק של מיצוי תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של קליפות מנגו ועל החשיבות של ציוד מיצוי מתאים. תוצאות המחקר שופכות אור על הביצועים המעולים של סוניקציה מסוג בדיקה במיצוי תרכובות פנוליות בהשוואה לאמבטיות אולטראסוניות מסורתיות.

תוצאות משכנעות: סיפור על יעילות ודיוק

עם התפתחות הנתונים, התברר כי סוניקציה מסוג בדיקה היא המפתח לשחרור השפע הטבעי ביעילות ובדיוק ללא תחרות. הערכים שהתקבלו עבור התוכן הפנולי הכולל (TPC) הראו הבדל משמעותי בין שתי שיטות החילוץ. בעוד שהאמבטיה הקולית הניבה ערכי TPC שנעו בין 1.6 ל-8.7 מ"ג GAE/g dw, החילוץ באמצעות סונוטרוד הניב ערכים גבוהים יותר, שנעו בין 3.9 ל-9.4 מ"ג GAE/g dw. תוצאות אלה הדגישו את העוצמה של מכשירי סוניקציה מסוג בדיקה במקסום החילוץ של תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של קליפת מנגו.

אך היתרונות של סוניקציה מסוג בדיקה לא הסתכמו בכך. בהעמקה נוספת בניתוח, החוקרים גילו מגמה מרתקת. – הסוניקציה מסוג בדיקה חילצה מגוון רחב יותר של תרכובות בהשוואה לאמבטיה הקולית. עם סך של 22 תרכובות כמותיות בתמציות הסונוטרוד לעומת 15 בדגימות האמבטיה הקולית, הועצמה עוד יותר העליונות של הסוניקציה מסוג בדיקה.

שחרור תרכובות פנוליות מפסולת פירות: ניצחון של סוניקציה מסוג בדיקה

מבין שלל התרכובות שהתגלו, הפלבנואידים היו הכוכבים של המופע. תמצית הסוניקציה מסוג בדיקה דיווחה על הכמויות הגבוהות ביותר של פלבנואידים, והדגימה את היכולת הבלתי תואמת שלה לחשוף את אוצר התרופות של הטבע במלוא הדרו. בפרט, תכולה גבוהה יותר של מתילגלאט התגלתה בתמציות סונוטרוד – יותר מפי שמונה מהתמציות באמבט אולטרסאונד – בעוד שסך האיזומרים של גלוילגלוקוז ומתילגלאט היה גבוה משמעותית בדגימות הסונוטרוד.

הרחבה לייצור מסחרי: מהמעבדה לתעשייה

חשוב לציין כי היתרונות של סוניקציה מסוג בדיקה חורגים מגבולות המעבדה. בזכות יכולת ההרחבה שלה ברמות פיילוט ותעשייתיות, הסוניקציה מסוג בדיקה פותחת דלתות לעולם של אפשרויות. מניסויים בקנה מידה קטן ועד לייצור בקנה מידה גדול, היעילות והאמינות של סוניקטורים מסוג בדיקה סוללים את הדרך לחדשנות מהפכנית בתעשיית החילוץ.

בתחום מדע החילוץ, שבו כל טיפה חשובה, מכשירי סוניקציה מסוג בדיקה מהווים סמל ליעילות ודיוק. בזכות ביצועיהם המדהימים בחילוץ תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של קליפות מנגו, פלאי הסוניקציה הללו שינו את תפיסתנו לגבי שיטות החילוץ. כשאנו מביטים לעתיד, המהפכה הסונית שהחלה עם מכשירי הסוניקציה מסוג בדיקה מבטיחה לפתוח אופקים חדשים של תגליות מדעיות, גל סוני אחד בכל פעם.

שיטות מיצוי מסורתיות לעומת מיצוי קולי

באופן מסורתי, פוליפנולים הופקו באמצעות שיטות כגון השרייה, מיצוי סוקסלט וזיקוק אדים. שיטות אלה אמנם יעילות, אך לעתים קרובות הן דורשות זמן מיצוי ממושך, טמפרטורות גבוהות ושימוש בממסים אורגניים, העלולים לפגוע בתרכובות רגישות ולפגוע באיכות התמצית.

הכירו את החילוץ הקולי – חלופה לא תרמית, ידידותית לסביבה ויעילה ביותר. שיטה זו מנצלת את עוצמת גלי הקול, בדרך כלל בטווח של 20 קילוהרץ עד 100 קילוהרץ, כדי לשבור את דפנות התאים ולשחרר תרכובות ביו-אקטיביות ממטריצות הצמחים. התהליך כולל טבילת חומר הצמח בממס (בדרך כלל מים או תערובת מים ואתנול) וחשיפתו לגלי קול אולטראסוניים, היוצרים בועות קוויטציה. בועות אלה מתפוצצות ליד תאי הצמח, ויוצרות כוחות גזירה עזים ומיקרו-סילונים המסייעים לתהליך החילוץ. כתוצאה מכך, לחילוץ אולטראסוני יתרונות רבים על פני שיטות מסורתיות, כולל זמן חילוץ קצר יותר, צריכת ממס נמוכה יותר ותפוקת חילוץ גבוהה יותר.

יתרונות של מיצוי פוליפנול באמצעות אולטרסאונד:

השימוש במיצוי אולטראסוני לבידוד פוליפנולים מציע יתרונות רבים:

1. יעילות מיצוי משופרת: גלי קול אולטרה-סוניים חודרים לרקמות הצמחים בצורה יעילה יותר מאשר שיטות מכניות, מה שמוביל ליעילות מיצוי גבוהה יותר ותפוקה רבה יותר של פוליפנולים.
2. זמן עיבוד קצר יותר: בהשוואה לטכניקות מסורתיות, מיצוי באמצעות גלי קול מקצר משמעותית את זמן המיצוי, מה שמאפשר ייצור מהיר יותר ותפוקה מוגברת.
3. שימור הפעילות הביולוגית: האופי העדין של החילוץ הקולי ממזער את השפעות החום והחמצון על הפוליפנולים, משמר את תכונותיהם הביולוגיות ומשפר את איכות התמצית.
4. ידידותי לסביבה: בניגוד לשיטות המשתמשות בכמויות גדולות של ממסים, מיצוי קולי דורש שימוש מינימלי בממסים ומבטל את הצורך בממסים אורגניים רעילים, מה שהופך אותו לבר-קיימא מבחינה סביבתית וכלכלית.

יישומים של מיצוי פוליפנול באמצעות אולטרסאונד:

הגמישות של מיצוי אולטראסוני הובילה לאימוצו הנרחב בתעשיות שונות, כולל תרופות, תוספי תזונה, מזון ומשקאות, קוסמטיקה ורפואה צמחית. כמה שימושים נפוצים כוללים:

• ייצור תמציות עשירות בפוליפנולים לתוספי תזונה ומזונות פונקציונליים
• פיתוח נוגדי חמצון טבעיים לשימוש בשימור מזון ובקוסמטיקה
• מיצוי תרכובות ביו-אקטיביות מצמחי מרפא לתכשירים פרמצבטיים
• אופטימיזציה של תהליכי מיצוי עבור תת-סוגים ספציפיים של פוליפנולים, כגון פלבנואידים, חומצות פנוליות וטאנינים.

 
הפניות:

• Aznar-Ramos, M.J.; Razola-Díaz, M.d.C.; Verardo, V.; Gómez-Caravaca, A.M. (2022): השוואה בין אמבטיה אולטראסונית לבין מיצוי סונוטרוד של תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של קליפות מנגו. Horticulturae 2022, 8, 1014.
• שרה מרסל, מנואלה פינטדו (2021): קליפות מנגו כמרכיב מזון / תוסף: ערך תזונתי, עיבוד, בטיחות ויישומים. מגמות במדעי המזון & טכנולוגיה, כרך 114, 2021. 472-489.