Hatóanyagok ultrahangos extrakciója szőlészeti és borászati melléktermékekből

A szőlő (Vitis vinifera), valamint a szőlészeti és borászati melléktermékek polifenolokban és más bioaktív anyagokban gazdagok, amelyek értékes vegyületek a gyógyászati készítmények és étrend-kiegészítők előállításához. Az ultrahangos extrakció lehetővé teszi a szőlőből és a szőlőnövényből származó vegyületek egyszerű és rendkívül hatékony izolálását (pl. szőlőtörkölyből, magokból, levelekből, szárakból, borseprőből). Az ultrahanggal segített extrakció gyors, megbízható, és a nagyobb hozam, a kíméletesebb extrakciós körülmények, a rövidebb extrakciós idő és az alacsonyabb költség révén felülmúlja a többi extrakciós módszert.

Fitokemikáliák ultrahangos extrakciója szőlőből és szőlőnövényből

A szőlőültetvényekről és a borkészítési folyamatból származó melléktermékek közé tartozik a szőlőhús, a törköly (héjak és magok), a borseprő, a szőlőlevelek, a szárak és a vesszők; ezek akár 30−40% w/w szilárd anyagot tesznek ki, amelyet többnyire felhasználás nélkül, hulladékként kidobnak. Felismerve e szőlészeti és borászati melléktermékek polifenolokban és más bioaktív vegyületekben való gazdagságát, az ipar egyre gyakrabban használja ezeket a növényi alapanyagokat értékes kivonatok előállítására. A szőlőben és a szőlőnövényben (Vitis vinifera) található rezveratrolt, antocianidineket, proantocianidint, quercitint és más anyagokat már széles körben fogyasztják gyógyászati készítményként és étrend-kiegészítőként. Az egészséget támogató vegyületek forrásaként a Vitis vinifera melléktermékeiből származó kivonatokat a gyógyszeriparban és az élelmiszeriparban használják, miközben a fenntartható mezőgazdaságot is támogatják. Az ultrahangos extrakció elősegíti a bioaktív vegyületek felszabadulását a szőlőből és a szőlő melléktermékeiből. Az ultrahanggal segített extrakció régóta bevált extrakciós technika, amelyet gyógyszeripari és élelmiszeripari vegyületek kinyerésére alkalmaznak. Rövid extrakciós eljárás során igen nagy kivonathozamot biztosít, és bármilyen oldószerrel működik (pl. vízzel, etanollal, izopropanollal, hexánnal stb.)

Polifenolok ultrahangos extrakciója szőlőmagból

A szőlőmag proantocianidinekben gazdag, ezért kiváló forrás a gyógyászati készítményekhez és étrend-kiegészítőkhöz szánt proantocianidin-kivonatok előállításához. Thilakarathna és Rupasinghe (2022) igazolni tudták az ultrahangos kezelés kiemelkedő hatékonyságát szabályozott, emelt hőmérsékleten, ami nagyobb proantocianidin-hozamot és jelentősen rövidebb extrakciós időt eredményezett (ultrahanggal 53 min, míg hagyományos oldószeres extrakcióval 150 h!).
A hőbevitel és az ultrahangos kezelés jelentősen csökkentette az extrakciós időt (53 min ultrahangos kezelési idő) és a vizes etanol iránti igényt (10,14:1 v:w), miközben számottevően növelte a PAC-hozamot (16,1 mg CE/g FW, szemben az előre jelzett 26,6 mg CE/g FW értékkel). A végső optimális körülmények a következők voltak: 47% etanol, 10:1 s:s arány (v:w), 53 min ultrahangos kezelési idő és 60◦C extrakciós hőmérséklet.

Szőlőlevél-kivonat hatékony előállítása ultrahangos kezeléssel

A borszőlő (Vitis vinifera) levelei rezveratrolban, antocianidinekben, kvercetinben, izokvercetinben és számos más bioaktív vegyületben gazdagok, amelyeket gyógyászati és egészségügyi célokra gyakran kivonat formájában alkalmaznak.
Kimutatták, hogy az ultrahangos extrakció nagy hozammal állít elő teljes spektrumú kivonatot a szőlőlevelekből, ezáltal igen hatékonnyá teszi az extrakciós folyamatot. A vizes etanol bizonyítottan előnyös oldószer a szőlőnövényből készülő kivonatokhoz, mivel kiválóan oldja a célmolekulákat, és nem toxikus. Az ultrahangos extrakciós folyamat csupán néhány percet vesz igénybe, és szakaszos eljárásként, valamint folyamatos átfolyásos üzemmódban is végezhető.
Például a szőlőlevelekből ultrahanggal kinyert rezveratrol mezopórusos szénnel töltött oszlop segítségével tisztítható, ami 2,1-ről 20,6%-ra növeli a rezveratrol tisztaságát. (vö. Sun et al., 2018)

Sztilbenoidok ultrahangos extrakciója szőlőszárakból

Piñeiro et al. (2013) ultrahangos extrakciós protokollja nagy visszanyerési arányt eredményez az olyan sztilbének esetében, mint a transz-rezveratrol, az ε-viniferin, a piceatannol és a vitisin B, amelyek főként a szőlővesszőkben és a szőlőszárakban vannak jelen.

A szőlőszárakból történő ultrahangos sztilbenoid-extrakciót vizsgáló tanulmány grafikus összefoglalója.
(Tanulmány és kép: Piñeiro et al., 2013)

Az UP200S ultrahangos készülékkel (200W, 24kHz) a szőlőszárakban található fő sztilbenoidok 15 min alatt kinyerhetők, 75°C extrakciós hőmérséklet és extrakciós oldószerként 80% etanol alkalmazásával, és nincs szükség szerves oldószeres tisztítási lépésre. Az optimalizált módszer lehetővé tette 22 szőlőszárminta sztilbenoid-tartalmának egyszerű és hatékony elemzését.

Az UP200S készülékkel, különböző paraméterek alkalmazásával végzett ultrahangos extrakció átlagos visszanyerésére (terület 10.000−1) gyakorolt főhatások diagramja: piceatannol (a), transz-rezveratrol (b), ε-viniferin (c) és vitisin-B (d).
(Tanulmány és grafikonok: Piñeiro et al., 2013)

A sztilbenoidokban dúsított referenciakivonathoz tartozó HPLC-DAD kromatogram.
(Tanulmány és grafikonok: Piñeiro et al., 2013)

Nagy teljesítményű ultrahangos processzorok szőlőből és szőlőnövényből történő extrakcióhoz

A Hielscher Ultrasonics extraktorai jól beváltak a növényi extrakció területén, függetlenül a felhasznált növényi anyagtól vagy oldószertől. A kivonatgyártók – mind az exkluzív, kisüzemi kivonatgyártók, mind a nagyüzemi tömegtermelők – megtalálják a Hielscher széles berendezésválasztékában a termelési igényeiknek megfelelő ideális ultrahangos extrakciós berendezést. A szakaszos és a folyamatos, gyártósorba épített eljárásokhoz egyaránt rendelkezésre állnak berendezéskonfigurációk, amelyek akár még aznap kiszállításra kerülhetnek.

Nagy hatékonyságú extrakció Hielscher ultrahangos készülékekkel

A Hielscher ultrahangos extraktorai hatékonyan feltárják a növényi sejteket, növelik a növényi anyag oldószer-behatolás számára hozzáférhető felületét, valamint javítják az anyagátadást, ami a fitokemikáliák (másodlagos metabolitok) gyors és teljes felszabadulását eredményezi. A felhasználóbarát működést szem előtt tartva tervezett Hielscher extraktorok gyorsan telepíthetők, és biztonságosan, intuitív módon kezelhetők.
 
Az alábbi táblázat tájékoztatást nyújt ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról: