מיצוי אולטרסוני של שום ללא ממסים

שום (Allium sativum) עשיר בתרכובות אורגנו־גופריתיות (למשל אליצין וגלוטתיון), התורמות ליתרונות בריאותיים רבים. מיצוי אולטרסוני הוא טכניקה אמינה ויעילה להפקת תמציות שום בריכוז גבוה מאוד. הטיפול באולטרסאונד מניב נצולות גבוהות של תמציות איכותיות בעלות ספקטרום מלא בזמן מיצוי קצר מאוד.

תמציות שום באיכות מעולה באמצעות מיצוי אולטרסוני

השימוש בסוניקטור מסוג גשוש למיצוי אליצין ותרכובות אורגנו־גופריתיות משום מציע כמה יתרונות, ובהם נצולות גבוהות ואיכות גבוהה של תמצית השום, עיבוד מהיר וגישה ידידותית לסביבה ללא ממסים. גורמים אלה תורמים יחד להפקת תמציות שום איכותיות בעלות פעילות ביולוגית מוגברת והרכב עקבי, והופכים שיטה זו למועדפת על חוקרים ועל ענפי תעשייה המבקשים מוצרים באיכות מעולה המופקים משום.
להלן נדון בפירוט בהשפעות המועילות של מיצוי שום בסיוע אולטרסאונד:

• ראשית, סוניקטור מסוג גשוש משתמש בגלים אולטרסוניים, המועברים דרך גשוש מטיטניום, המכונה סונוטרודה, אל תווך המיצוי. האנרגיה המכנית של גלי האולטרסאונד יוצרת בנוזל בועות קוויטציה וגורמת להן לקרוס במהירות. במהלך תהליך זה מתרחשות מיקרו־מערבולות מקומיות עזות וכן שינויים בלחץ ובטמפרטורה. כוחות אלה מסייעים לפירוק דופנות תאי השום. פירוק זה מקל על שחרור אליצין ותרכובות אורגנו־גופריתיות אחרות הכלואות בתוך התאים, וכך מוביל למיצוי יעיל.
• שנית, אופייה המבוקר והמדויק של סוניקציה באמצעות גשוש מאפשר התאמה של תהליך המיצוי. יצרני תמציות וחוקרים יכולים להתאים פרמטרים כגון משך הסוניקציה, המשרעת והטמפרטורה כדי למטב את תנאי המיצוי, ובכך למקסם את נצולת האליצין והתרכובות האורגנו־גופריתיות תוך מזעור הפירוק של תרכובות רגישות. רמת בקרה זו חיונית לקבלת תמציות איכותיות בעלות הרכב ועוצמת פעילות עקביים.
• בנוסף, תהליך הסוניקציה מהיר יחסית לשיטות מיצוי מסורתיות כגון השריה או מיצוי סוקסלט. יעילות זו לא רק חוסכת זמן, אלא גם מסייעת לשמר את הטריות ואת הפעילות הביולוגית של התרכובות שמוצו. משך המיצוי הקצר יותר מפחית את חשיפת תמצית השום לחום ולחמצן, העלולים לפרק את התרכובות האורגנו־גופריתיות הרגישות.
• יתר על כן, מיצוי אולטרסוני מתאים לשימוש עם כל ממס, לרבות ממסים מתונים וידידותיים לסביבה כגון מים, אתנול מימי או אלכוהול. הדבר חשוב במיוחד כאשר תמצית השום מיוצרת לשימוש כתוסף מזון, כחומר טעם, בתוספי תזונה, במוצרים נוטרצבטיים או בתכשירים פרמצבטיים, שבהם יש להימנע מסיכון לזיהום מממסים או מכימיקלים אחרים כדי להבטיח את טוהר המוצר הסופי ואת בטיחותו.

מיצוי אולטרסוני של אליצין על בסיס מים

אליצין הוא מולקולת התיוסולפינאט הנפוצה ביותר בתמצית שום. לאליצין השפעות אנטי־בקטריאליות, אנטי־ויראליות, אנטי־פטרייתיות, אנטי־פרוטוזואליות, אנטי־סרטניות והיפוגליקמיות, והוא ידוע גם כתומך בבריאות הלב וכלי הדם ובמערכת החיסון. הפעילויות הפרמקולוגיות של השום קשורות בעיקר לתגובות חילוף תיול–דיסולפיד עם חלבונים המכילים תיול.
לצורך הפקת תמציות שום בריכוז גבוה מאוד, המכילות כמויות גדולות של תרכובות אורגנו־גופריתיות, מיצוי אולטרסוני הוא טכניקה אמינה ויעילה לבידוד תיולים וחומרים פעילים ביולוגית אחרים משום. סוניקציה משחררת את התיולים מתוך תאי השום ומאפשרת להכין תמצית בעלת ספקטרום מלא של הביומולקולות שבשום. למיצוי אולטרסוני של שום אפשר להשתמש במים כממס שאינו רעיל, זול וידידותי לסביבה.
 

חתך רוחב של שן שום לפני סוניקציה ואחריה
המחקר והתמונות מאת Bose ואחרים, 2014

פרוטוקולים למיצוי אולטרסוני של אליצין

פותחו כמה פרוטוקולים למיצוי אולטרסוני של שום. במחקרים מדעיים, כמה צוותי מחקר הראו שסוניקציה מפיקה תפוקות גבוהות של אליצין, אליאין, תרכובות אורגנו־גופריתיות ופיטוכימיקלים אחרים משום.
Arzanlou ואחרים (2010) מדווחים על מיצוי אולטרסוני של אליצין משיני שום באמצעות מים כממס. הם השתמשו ב־20g של שיני שום שנכתשו ידנית. הם ביצעו סוניקציה של השום הכתוש ב־600mL מים מזוקקים במשך 5 min, באמצעות Hielscher UP200S (200watts) באמפליטודה של 100 %. אמבט קרח שימש לפיזור החום. לאחר המיצוי האולטרסוני, מחית השום נסחטה דרך בד גבינה בעל חמש שכבות. התרחיף הועבר למבחנה בנפח 50mL ועבר צנטריפוגה ב־1258g וב־4ºC במשך 20 min כדי להפריד את הפסולת שנותרה מהנוזל. הנוזל העליון הועבר למבחנה סטרילית בנפח 50mL ונאטם לאחסון.

Bose ואחרים (2014) השוו מיצוי אולטרסוני באמצעות גשושית להשריה מסורתית, לסוניקציה באמבט ולמיצוי במיקרוגל. התוצאות הראו שמיצוי אולטרסוני באמצעות גשושית הניב את תפוקות האליצין הגבוהות ביותר.

Ismail ואחרים (2014) מדווחים על מיצוי אולטרסוני יעיל של הביומולקולות המכילות גופרית ציסטאין וגלוטתיון מפקעות שום. הם השתמשו במיצוי אולטרסוני על בסיס מים כדי למצות תיולים מפקעות שום באמצעות UP100H בהגדרת אמפליטודה של 100%. הם מצאו שריכוז השום המיטבי במיצוי בכוס כימית פתוחה היה 10% (w/v). כימות התיולים בוצע בשיטת ריאגנט אלמן. הם השיגו תפוקת מיצוי של 0.170mM תיולים. החוקרים מסיקים שמיצוי אולטרסוני על בסיס מים הוא שיטה פשוטה, בטוחה וחסכונית לבידוד תיולים משום.
 
 

סוניקטורים בעלי ביצועים גבוהים למיצוי שום

מערכות המיצוי של Hielscher Ultrasonics משמשות ברחבי העולם בתעשיות המזון והתרופות לייצור מסחרי של תמציות צמחים באיכות גבוהה המשמשות כתוספי מזון, תוספי תזונה ותכשירים טיפוליים. בין שמטרתכם היא לייצר אצוות קטנות יותר של תמציות שום ובין שהיא לעבד כמויות גדולות של תמציות צמחים באיכות גבוהה, ל־Hielscher Ultrasonics יש מכשיר מיצוי אולטרסוני אידיאלי עבורכם.

יתרונות תחרותיים באמצעות מיצוי אולטרסוני

היתרונות העיקריים של מיצוי אולטרסוני של תרכובות פעילות ביולוגית מחומרים צמחיים כגון שום כוללים קיצור משמעותי של זמן המיצוי והעיבוד, ידידותיות לסביבה הודות למיצוי על בסיס מים או לשימוש מופחת בממסים ולפליטות זניחות של CO₂, צריכת אנרגיה נמוכה, וכן הפעלה פשוטה ובטוחה של המערכות האולטרסוניות.

סטנדרטיזציה של תהליכים עם Hielscher Ultrasonics

תמציות המשמשות במזון או בתכשירים פרמצבטיים צריכות להיות מיוצרות בהתאם לתנאי ייצור נאותים (GMP) ולמפרטי עיבוד אחידים. מכשירי הסוניקציה הדיגיטליים של Hielscher Ultrasonics מצוידים בתוכנה חכמה, המקלה על הגדרה ובקרה מדויקות של תהליך הסוניקציה. רישום נתונים אוטומטי מתעד בכרטיס ה-SD המובנה את כל פרמטרי התהליך האולטרסוני, כגון אנרגיה אולטרסונית (אנרגיה כוללת ונטו), אמפליטודה, טמפרטורה ולחץ (כאשר מותקנים חיישני טמפרטורה ולחץ), בצירוף חותמת תאריך ושעה. כך ניתן לבדוק כל אצווה שעברה עיבוד אולטרסוני. בה בעת, מובטחות הדירות ואיכות מוצר גבוהה באופן עקבי. העמידות של כל מכשירי הסוניקציה של Hielscher מאפשרת הפעלה 24/7 בעומס עבודה כבד ובסביבות תובעניות.
הטבלה שלהלן מספקת הערכה של כושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו: