מיצוי זיתים באמצעות אולטרסאונד – הפקת תרכובות ביו-אקטיביות באופן בר-קיימא

תוצרי לוואי של עיבוד פירות, במיוחד תוצרי לוואי של זיתים, מהווים מאגר בלתי מנוצל של תרכובות ביו-אקטיביות עם יישומים פוטנציאליים בתרופות תזונתיות, בתוספי מזון ובתרופות. עם זאת, השבת תרכובות אלה ביעילות ובאופן בר-קיימא נותרת אתגר טכני. בין טכנולוגיות החילוץ הירוקות המתפתחות, חילוץ בסיוע אולטרסאונד באמצעות סוניקטורים מסוג בדיקה משיג תשואות השבה מצוינות. אולטרסוניקציה מאפשרת מיצוי מהיר ויעיל בממסים של תרכובות פנוליות, חומצות טריטרפניות ותרכובות ביו-אקטיביות אחרות ממטריצות צמחיות כגון תוצרי לוואי של תפוחים.

מיצוי יעיל של תוצרי לוואי של פירות באמצעות מיצוי אולטראסאונד

מיצוי זרעי פרי באמצעות אולטרסאונד הוא דרך יעילה להפקת ערך מוסף מתוצרי לוואי של ייצור מיץ, יין וסיידר. – זהו פתרון מדעי, תעשייתי, חסכוני ומאושר לשימוש, המיועד למיחזור פסולת פירות. מכיוון שהשיטה יעילה ורב-תכליתית, היא מציעה אסטרטגיית מיצוי ירוקה לניצול הפוטנציאל של תוצרי לוואי חקלאיים כמו תוצרי לוואי של תפוחים.
כפי שהוכח במחקרים אחרונים, שילוב של זמני סוניקציה קצרים, ריכוזי אתנול מתונים ומשרעת מבוקרת מאפשר השבה סלקטיבית ויעילה של תרכובות המקדמות את הבריאות.
בחתירה למעגליות, סוניקציה היא לא רק כלי – סוניקציה פירושה העצמת תהליכים ויעילות.

מיצוי תוצרי לוואי באמצעות מיצוי אולטראסוני

תוצרי לוואי של ייצור מיץ ויין, הכוללים קליפות, עיסה, גרעינים וגבעולים. בעבר, תוצרי לוואי אלה לא נוצלו כראוי או שימשו ליישומים בעלי ערך נמוך, כגון מזון לבעלי חיים או ביומסה, אך כיום הם מוכרים כמקור חשוב לפוליפנולים (כגון גליקוזידים של קוורצטין, פלורידיזין), פלבנואידים, דיהידרוכלקונים וחומצות טריטרפניות (בפרט חומצה אורסולית). מולקולות אלה קשורות לתכונות נוגדות חמצון, נוגדות דלקת ונוגדות מיקרוביאליות.
מיצוי אולטראסוני מציע גישה מהפכנית למיצוי תוצרי לוואי של זיתים, בכך שהוא מאפשר שחרור יעיל של חומרים ביו-אקטיביים אלה. בהשוואה לשיטות מיצוי קונבנציונליות, מיצוי אולטראסוני מספק:

• זמני עיבוד קצרים יותר
• צריכת ממס נמוכה יותר
• תשואות גבוהות יותר
• תנאי מיצוי מתונים יותר, השומרים על תרכובות רגישות לחום

מה המדע אומר על מיצוי זגוגית באמצעות אולטרסאונד

שני מחקרים לדוגמה מדגימים באופן מדעי את היתרונות של מיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE) עבור תוצרי לוואי של תפוחים.

מחקר 1: Pando Bedriñana et al., 2024
באמצעות תכנון מרוכב מרכזי, החוקרים שיפרו את החילוץ הסימולטני של הפוליפנולים הכוללים וחומצה אורסולית מתוצרי לוואי של תעשיית הסיידר באמצעות מכשיר סוניקציה Hielscher UP200Ht. בתנאים מיטביים (5.1 דקות, 68% אתנול, 90% אמפליטודה), תוצרת תוצרי הלוואי של תפוחים שלמים הייתה:

• ~1300 מיקרוגרם/גרם של פלבנולים
• ~1200 מיקרוגרם/גרם של דיהידרוכלקונים
• ~4200 מיקרוגרם/גרם של חומצה אורסולית

ראוי לציין כי בקליפת התפוח נמצאו ריכוזים גבוהים עוד יותר, עם חומצה אורסולית שהגיעה ל-8500 מיקרוגרם/גרם חומר יבש. הפעילות האנטי-חמצונית של התמציות הייתה בקורלציה חזקה עם תכולת הפוליפנולים, ומודלים מתמטיים אישרו את יעילות החילוץ.

מחקר 2: Razola-Díaz et al., 2022
עבודה זו התמקדה במיטוב מיצוי הפלורטין והפלורידיזין. – שני דיהידרוכלקונים נוגדי חמצון חזקים. באמצעות סוניקטור מסוג Hielscher UP400St, התקבלו התשואות הבאות:

• ~13 מיקרוגרם/גרם של פלורטין
• ~67 מיקרוגרם/גרם של פלורידיזין
• ~1878 מיקרוגרם/גרם משקל יבש של פנולים סה"כ
• פעילות נוגדת חמצון (FRAP): עד 3.58 מ"ג TE/ג'

רב-תכליתיות – סוניקציה עבור תוצרי לוואי, מיצים ושייקים

מיצוי אולטראסוני לא מוגבל לתפוחים; הוא יושם בהצלחה במגוון רחב של פירות. בעסיס של פירות כגון תפוזים, השימוש באולטרסוניקה משפר את שחרור הפוליפנולים, הפלבנואידים והנוגדי חמצון, תוך שמירה על תכונותיהם התפקודיות. באופן דומה, קליפות של פירות הדר – כולל אשכולית, לימון ותפוז – עשירים בפקטינים ותרכובות פנוליות, אשר ניתן לשחרר ביעילות באמצעות פירוק דופן התא באמצעות קוויטציה. אפילו גרעיני ענבים, הידועים בתכולת הפוליפנולים הצפופה שלהם (למשל, קטכין ופרואנטוציאנידינים), מגיבים היטב לטיפול אולטראסוני, ומניבים ריכוזים גבוהים של נוגדי חמצון. גמישות זו ברקמות צמחיות מדגישה את השימוש בסוניקציה ככלי יעיל להפקת חומרים ביו-אקטיביים מתוצרי לוואי חקלאיים-תעשייתיים מגוונים.

יתרה מכך, הרב-תכליתיות של מכשירי הקוליזציה של Hielscher מתפרשת על מגוון רחב של מוצרים ויישומים:

• מיצוי בשלב נוזלי במיצים וברסקים
• הומוגניזציה של משקאות צמחיים ותחליבים
• השבתת פעילות מיקרוביאלית ואנזימטית להארכת חיי המדף ללא נזק תרמי

בייצור מיצים ושייקים, סוניקציה בעלת ביצועים גבוהים מבטיחה:

• פיזור יציב של סיבים ומוצקים
• תחושת פה משופרת
• זמינות ביולוגית משופרת של פנולים
• שימור תכונות חושיות ותזונתיות

השימוש הרב-תכליתי במכשירים הקוליים של Hielscher מאפשר לגשר בקלות על הפער בין עיבוד תוצרי לוואי של פירות לעיבוד מיץ. – מאפשר מיצוי, הומוגניזציה ופסטור באמצעות אותה מערכת אולטראסונית.

זרקור על קיימות

אולטראסוניקציה תורמת באופן משמעותי לקיימות על ידי כך שהיא מאפשרת השבה של תרכובות ביו-אקטיביות בעלות ערך גבוה מתוצרי לוואי של עיבוד פירות, אשר אחרת היו תורמים לבזבוז מזון עולמי. בתעשיית המיץ, שבה עד 25% מהפירות והירקות נזרקים לאחר הקטיף או במהלך העיבוד, סוניקציה מציעה פתרון ממוקד ויעיל. לדוגמה, טיפול אולטראסוני בתערובת של קליפות ותוך תפוזים הוכח כמשפר תכונות מרכזיות של סיבים תזונתיים, מה שתומך בשימוש חוזר בהם כמרכיבים חדשים במזון. מסלול מיצוי זה לא רק מפחית את הנטל הסביבתי של פסולת מזון חקלאית, אלא גם תואם את יעד הפיתוח בר-קיימא 12 של האו"ם. – קידום צריכה וייצור אחראיים.
חשוב לציין כי סוניקציה היא טכנולוגיה חסכונית באנרגיה וידידותית לסביבה. – הצריכה האנרגטית נמוכה והשימוש בממסים חזקים מופחת, שכן התהליך מתבצע באמצעות מים, אתנול מימי ו-NADES.
על ידי הפיכת זרמי פסולת למרכיבים פונקציונליים, הסוניקציה תורמת לכלכלה מעגלית ומשפרת את הקיימות האקולוגית והכלכלית בתחום עיבוד המזון.

שפרו את תהליך עיבוד הזיתים עם מכשירי הסוניקציה של Hielscher

Hielscher Ultrasonics היא יצרנית מובילה של מערכות אולטרה-סוניות בעלות ביצועים גבוהים המיועדות ליישומים במעבדות ובתעשייה. הסוניקטורים התעשייתיים שלה – כגון UIP2000hdT, UIP4000hdT, UIP6000hdT ו-UIP16000hdT – הצעה:

• תפוקה הניתנת להרחבה (מליטרים לטונות בשעה)
• בקרת משרעת מדויקת
• פעולה 24/7 בסביבות תובעניות
• כורים אולטראסוניים הניתנים ללחץ
• תאימות לעיבוד רציף מוטמע
• שילוב פשוט בקווי ייצור (קיימים)

הסוניקטים של Hielscher כבר אושרו במחקרים שפורסמו להפקת פוליפנולים, נוגדי חמצון ותרכובות ביו-אקטיביות אחרות, עם יעילות ושיחזוריות מוכחות.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:

תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה

Hielscher ultrasonicators ידועים באיכות הגבוהה ביותר שלהם סטנדרטים עיצוב. חוסן ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של האולטרסאונד שלנו במתקנים תעשייתיים. תנאים קשים וסביבות תובעניות מטופלים בקלות על ידי אולטרסוניקטורים Hielscher.

Hielscher Ultrasonics היא חברה מוסמכת ISO לשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים שמציעות טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher ultrasonicators הם תואמי CE ולעמוד בדרישות של UL, CSA ו RoHs.

ספרות / מקורות