פוליפנולים מקליפת מנגו – מדוע שיטת החילוץ חשובה

פורסם ב: 2024-02-28

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 כגון קליפות מנגו עשירה בפוליפנולים ומשמשת כמקור לקבלת תרכובות פנוליות איכותיות. טכניקה כזו שצוברת תאוצה בשנים האחרונות היא מיצוי על-קולי, תהליך המפעיל גלי קול בתדר גבוה כדי לחלץ ביעילות תרכובות ביו-אקטיביות מחומרים צמחיים. בין תרכובות אלה, פוליפנולים התגלו כשחקני כוכבים בשל היתרונות הבריאותיים הרבים שלהם, כולל תכונות נוגדות חמצון ואנטי דלקתיות. הצטרפו אלינו להעמקה במיצוי פוליפנולים מקליפות מנגו ולמדו כיצד ציוד אולטרסאונד שונה עושה הבדל משמעותי ביעילות המיצוי ובתפוקת הפוליפנולים.

מהם פוליפנולים?

קליפות מנגו עשירות בתרכובות מקדמות בריאות כמו פוליפנולים וקרוטנואידים. בדיקות אולטראסוניות יעילות מאוד למיצוי פיטוכימיקלים יקרי ערך מתוצרי לוואי של פירות כגון קליפת מנגו.פוליפנולים הם קבוצה מגוונת של תרכובות טבעיות המצויות בפירות, ירקות, תה, קפה, יין ומזונות צמחיים אחרים. הם ידועים בתכונות נוגדות החמצון שלהם, אשר מסייעות להילחם בעקה חמצונית בגוף, הפחתת הסיכון למחלות כרוניות כגון מחלות לב וכלי דם, סרטן והפרעות נוירודגנרטיביות. נוסף על כך, יש לפוליפנולים השפעות נוגדות דלקת, אנטי-מיקרוביאליות ונוגדות סרטן, מה שהופך אותם למרכיבים חשובים בתזונה בריאה. תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של מזון צמחי הן מקור בעלות נמוכה שיכול לשמש כתוספי מזון או תוספי תזונה התורמים לתזונה בריאה יותר.
קליפות מנגו הן מקור נהדר לתרכובות פנוליות (14.85-127.6 מ"ג/gDW). בנוסף, הם מציעים כמויות גבוהות של סיבים (36-78 גרם / 100 גרם של DW); ויטמינים (C ו- E); וקרוטנואידים (0.1-51 מ"ג/gDW).

המחקר המדעי של אזנר-ראמוס ועמיתיו מספק תובנות משכנעות על העולם המרתק של מיצוי תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של קליפות מנגו והרלוונטיות של ציוד המיצוי הנכון. תוצאות המחקר שופכות אור על הביצועים המעולים של סוניקציה מסוג בדיקה בחילוץ תרכובות פנוליות בהשוואה לאמבטיות אולטראסוניות מסורתיות.

תוצאות משכנעות: סיפור של יעילות ודיוק

ככל שהנתונים התגלגלו, התברר כי סוניקציה מסוג גשושית החזיקה את המפתח לשחרור השפע של הטבע ביעילות ובדיוק שאין שני להם. הערכים שהתקבלו עבור התוכן הפנולי הכולל (TPC) הראו הבדל מדהים בין שתי שיטות החילוץ. בעוד שהאמבטיה העל-קולית הניבה ערכי TPC שנעו בין 1.6 ל-8.7 מ"ג GAE/g dw, מיצוי הסונוטרוד התהדר בערכים גבוהים יותר שנעו בין 3.9 ל-9.4 מ"ג GAE/g dw. תוצאות אלה הדגישו את העוצמה של סוניקטורים מסוג בדיקה במיצוי מרבי של תרכובת פנולית מתוצרי לוואי של קליפות מנגו.

אבל היתרונות של סוניקציה מסוג בדיקה לא נעצרו שם. כשהתעמקו בניתוח, גילו החוקרים מגמה מרתקת – הסוניקציה מסוג בדיקה חילצה מגוון גדול יותר של תרכובות בהשוואה לאמבטיה העל-קולית. עם סך של 22 תרכובות מכומתות בתמציות סונוטרודים לעומת 15 בדגימות אמבטיה על-קוליות, העליונות של סוניקציה מסוג בדיקה הודגשה עוד יותר.

בדיקה קולית (סונוטרודה) UP400St כפי שנעשה בה שימוש במחקר מיצוי קליפות המנגו על ידי Aznar-Ramos et al. 2022

בדיקה קולית (סונוטרודה) UP400St כפי שנעשה בה שימוש במחקר מיצוי קליפות המנגו על ידי Aznar-Ramos et al. 2022

שחרור תרכובות פנוליות מפסולת פירות: ניצחון הסוניקציה מסוג בדיקה

בין שלל התרכובות שנחשפו, פלבנואידים התגלו ככוכבי התוכנית. תמצית הסוניקציה מסוג בדיקה דיווחה על הכמויות הגבוהות ביותר של פלבנואידים, והראתה את יכולתה חסרת התקדים לפתוח את הפרמקופיאה של הטבע במלוא תפארתה. בפרט, תוכן גבוה יותר של מתילגלט זוהה בתמציות סונוטרודה - יותר מפי שמונה מאשר בתמציות אולטרסאונד אמבטיה - בעוד שסכום האיזומרים של גלואילגלוקוז ומתילגלט היה גבוה משמעותית בדגימות סונוטרודה.

מקנה מידה לייצור מסחרי: ממעבדה לתעשייה

חשוב לציין כי היתרונות של סוניקציה מסוג בדיקה משתרעים מעבר לקירות המעבדה. עם יכולת ההרחבה שלה הן ברמת הטייס והן ברמת התעשייה, הסוניקציה מסוג הגשושית פותחת דלתות לעולם של אפשרויות. מניסויים בקנה מידה קטן לייצור בקנה מידה גדול, היעילות והאמינות של סוניקטורים מסוג גשושית סוללים את הדרך לחידושים טרנספורמטיביים בתעשיית המיצוי.

בתחום מדע המיצוי, שבו כל טיפה נחשבת, סוניקטורים מסוג גשושית עומדים כמגדלורים של יעילות ודיוק. באמצעות הביצועים יוצאי הדופן שלהם במיצוי תרכובות פנוליות מתוצרי לוואי של קליפות מנגו, פלאים קוליים אלה עיצבו מחדש את הבנתנו את מתודולוגיות המיצוי. במבט אל העתיד, המהפכה הקולית שחוללה סוניקציה מסוג גשושית מבטיחה לפתוח אופקים חדשים של תגליות מדעיות, גל קולי אחד בכל פעם.

שיטות מיצוי מסורתיות לעומת מיצוי קולי

באופן מסורתי, פוליפנולים הופקו בשיטות כגון maceration, מיצוי Soxhlet וזיקוק בקיטור. למרות יעילותן, טכניקות אלה דורשות לעתים קרובות זמני מיצוי ארוכים, טמפרטורות גבוהות ושימוש בממסים אורגניים, שעלולים לפרק תרכובות רגישות ולפגוע באיכות התמצית.

היכנסו למיצוי אולטראסוני – חלופה לא תרמית, ידידותית לסביבה ויעילה במיוחד. שיטה זו רותמת את כוחם של גלים על-קוליים, בדרך כלל בטווח של 20 קילו-הרץ עד 100 קילו-הרץ, כדי לשבש את דפנות התאים ולשחרר תרכובות ביו-אקטיביות ממטריצות צמחיות. התהליך כולל טבילה של החומר הצמחי בממס (בדרך כלל מים או תערובת מים-אתנול) וחשיפתו לגלים על-קוליים, היוצרים בועות קוויטציה. בועות אלה מתפוצצות ליד תאי הצמח, ומייצרות כוחות גזירה אינטנסיביים ומיקרו-סילונים המאפשרים את תהליך המיצוי. כתוצאה מכך, מיצוי קולי מציע מספר יתרונות על פני שיטות מסורתיות, כולל זמני מיצוי קצרים יותר, צריכת ממס נמוכה יותר ותפוקות מיצוי גבוהות יותר.

היתרונות של מיצוי פוליפנול קולי:

השימוש במיצוי קולי לבידוד פוליפנולים מציע יתרונות רבים:

  1. יעילות מיצוי משופרת: גלים על-קוליים חודרים לרקמות הצמח ביעילות רבה יותר מאשר שיטות מכניות, מה שמוביל ליעילות מיצוי גבוהה יותר ולתשואות גדולות יותר של פוליפנולים.
  2. זמן עיבוד מופחת: בהשוואה לטכניקות מסורתיות, מיצוי קולי מקצר באופן משמעותי את זמני החילוץ, ומאפשר ייצור מהיר יותר ותפוקה מוגברת.
  3. שימור פעילות ביולוגית: האופי העדין של מיצוי קולי ממזער פירוק תרמי וחמצון של פוליפנולים, משמר את התכונות הביו-אקטיביות שלהם ומשפר את איכות התמצית.
  4. ידידותי לסביבה: שלא כמו שיטות עתירות ממסים, מיצוי קולי דורש שימוש מינימלי בממס ומבטל את הצורך בממסים אורגניים רעילים, מה שהופך אותו לבר-קיימא מבחינה סביבתית וכלכלי.

יישומים של מיצוי פוליפנול קולי:

הרבגוניות של מיצוי קולי הובילה לאימוץ נרחב שלה בתעשיות שונות, כולל תרופות, nutraceuticals, מזון ומשקאות, קוסמטיקה, ורפואת צמחים. כמה יישומים נפוצים כוללים:

  • ייצור תמציות עשירות בפוליפנולים לתוספי תזונה ומזונות פונקציונליים
  • פיתוח נוגדי חמצון טבעיים לשימוש בשימור מזון וקוסמטיקה
  • מיצוי תרכובות ביו-אקטיביות מצמחי מרפא לפורמולציות פרמצבטיות
  • אופטימיזציה של תהליכי מיצוי עבור תת-קבוצות פוליפנולים ספציפיות, כגון פלבנואידים, חומצות פנוליות וטאנינים

 
הפניות:

 

 

מסחטת בדיקה אולטראסונית ברמה תעשייתית לעיבוד מוטבע של תוצרי לוואי של פירות על מנת לבודד תרכובות ביו-אקטיביות כגון פוליפנולים.

Sonicator MSR-4 עם 4x 4kW בדיקות קוליות (סה"כ 16kW כוח אולטרסאונד) עבור מיצוי תעשייתי של תרכובות ביו-אקטיביות מקליפת מנגו.

נשמח לדון בתהליך שלך.

בואו ניצור קשר.