Oldószermentes ultrahangos fokhagyma-extrakció

A fokhagyma (Allium sativum) gazdag szerves kénvegyületekben (pl. allicinben, glutationban), amelyek számos kedvező egészségügyi hatást fejtenek ki. Az ultrahangos extrakció megbízható és hatékony technika nagy koncentrációjú fokhagymakivonatok előállítására. Az ultrahangos kezelés nagyon rövid extrakciós idő alatt kiváló minőségű, teljes spektrumú kivonatok nagy hozamát eredményezi.

Kiváló fokhagymakivonatok ultrahangos extrakcióval

A szondás ultrahangos készülék alkalmazása az allicin és a szerves kénvegyületek fokhagymából történő extrakciójára számos előnnyel jár, többek között nagy hozamot és kiváló minőségű fokhagymakivonatot, gyors feldolgozást, valamint oldószermentes, környezetbarát eljárást biztosít. Ezek a tényezők együttesen hozzájárulnak a fokozott bioaktivitású és állandó összetételű, kiváló minőségű fokhagymakivonatok előállításához, így ez az előnyben részesített módszer a prémium minőségű, fokhagymából származó termékeket kereső kutatók és iparágak számára.
Az alábbiakban részletesen ismertetjük az ultrahanggal segített fokhagyma-extrakció kedvező hatásait:

Először is, a szondás ultrahangos készülék ultrahanghullámokat alkalmaz, amelyeket egy titánszondán, az úgynevezett szonotródán keresztül továbbít az extrakciós közegbe. Az ultrahanghullámok mechanikai energiája kavitációs buborékokat hoz létre a folyadékban, amelyek gyorsan összeomlanak. E folyamat során intenzív helyi mikroturbulencia, valamint nyomás- és hőmérséklet-változások lépnek fel. Ezek az erők elősegítik a fokhagymasejtek falának felszakadását. Ez megkönnyíti a sejtekben lévő allicin és más szerves kénvegyületek felszabadulását, ami hatékony extrakcióhoz vezet.
Másodszor, a szondás ultrahangos kezelés szabályozható és precíz jellege lehetővé teszi az extrakciós folyamat testreszabását. A kivonatgyártók és a kutatók olyan paramétereket állíthatnak be, mint az ultrahangos kezelés időtartama, az amplitúdó és a hőmérséklet, hogy optimalizálják az extrakciós körülményeket, ezáltal maximalizálva az allicin és a szerves kénvegyületek hozamát, miközben minimalizálják az érzékeny vegyületek lebomlását. Az ilyen szintű szabályozás alapvető fontosságú az állandó összetételű és hatáserősségű, kiváló minőségű kivonatok előállításához.
Ezenkívül az ultrahangos kezelés viszonylag gyors a hagyományos extrakciós módszerekhez, például a maceráláshoz vagy a Soxhlet-extrakcióhoz képest. Ez a hatékonyság nemcsak időt takarít meg, hanem segít megőrizni a kivont vegyületek frissességét és bioaktivitását is. A rövidebb extrakciós idő csökkenti a fokhagymakivonat hőnek és oxigénnek való kitettségét, amelyek lebonthatják az érzékeny szerves kénvegyületeket.
Továbbá az ultrahangos extrakció bármilyen oldószerrel alkalmazható, beleértve az olyan kíméletes és környezetbarát oldószereket is, mint a víz, a vizes etanol vagy az alkohol. Ez különösen fontos akkor, amikor a fokhagymakivonatot élelmiszer-adalékanyagként, ízesítőként, étrend-kiegészítőként, nutraceutikumként vagy gyógyszerként történő felhasználásra állítják elő, ahol az oldószerekből vagy más vegyi anyagokból származó szennyeződés kockázatát el kell kerülni a végtermék tisztaságának és biztonságosságának biztosítása érdekében.

Vízalapú ultrahangos allicinextrakció

Az allicin a fokhagymakivonatban legnagyobb mennyiségben előforduló tioszulfinátmolekula. Az allicin antibakteriális, antivirális, gombaellenes, protozoonellenes, daganatellenes és hipoglikémiás hatásokkal rendelkezik, és ismert arról is, hogy támogatja a szív- és érrendszer egészségét, valamint az immunrendszert. A fokhagyma farmakológiai hatásai többnyire a tioltartalmú fehérjékkel végbemenő tiol–diszulfid cserefolyamatokhoz kapcsolódnak.
A nagy mennyiségű szerves kénvegyületet tartalmazó, nagy koncentrációjú fokhagymakivonatok előállításához az ultrahangos extrakció megbízható és hatékony technika a tiolok és más bioaktív anyagok fokhagymából történő izolálására. Az ultrahangos kezelés felszabadítja a tiolokat a fokhagymasejtek belsejéből, és lehetővé teszi a fokhagyma biomolekuláinak teljes spektrumát tartalmazó kivonat előállítását. A fokhagyma ultrahangos extrakciójához oldószerként víz használható, amely nem mérgező, olcsó és környezetbarát.

Az ultrahangos fokhagyma-extrakció nagy allicin- és egyéb szerveskénvegyület-hozamot biztosít.

Fokhagymagerezd keresztmetszete ultrahangos kezelés előtt és után
tanulmány és képek: Bose et al. 2014

Ultrahangos allicinextrakciós protokollok

A fokhagyma ultrahangos extrakciójához több protokollt is kidolgoztak. Tudományos vizsgálatokban több kutatócsoport igazolta, hogy az ultrahangos kezelés nagy hozammal nyeri ki az allicint, az alliint, a szerves kénvegyületeket és más fitokemikáliákat a fokhagymából.
Arzanlou et al. (2010) az allicin fokhagymagerezdekből történő ultrahangos extrakciójáról számolnak be, amelyhez oldószerként vizet használtak. 20g kézzel összezúzott fokhagymagerezdet használtak. A macerált fokhagymát 600mL desztillált vízben 5 min időtartamú ultrahangos kezelésnek vetették alá a Hielscher UP200S (200watts) készülékkel, 100 % amplitúdó mellett. A hő elvezetésére jégfürdőt használtak. Az ultrahangos extrakció után a fokhagymapépet ötrétegű sajtszűrő kendőn préselték át. A szuszpenziót egy 50mL térfogatú csőbe helyezték, és 1258g mellett, 4ºC hőmérsékleten 20 min időtartamig centrifugálták, hogy a visszamaradt törmeléket elválasszák a folyadéktól. A felülúszót egy steril, 50mL térfogatú csőbe helyezték, és tárolás céljából lezárták.

Bose et al. (2014) a szondás ultrahangos extrakciót hagyományos macerálással, ultrahangos fürdőben végzett kezeléssel és mikrohullámú extrakcióval hasonlították össze. Az eredmények azt mutatták, hogy a szondás ultrahangos extrakció adta a legnagyobb allicinhozamot.

Ismail et al. (2014) a kéntartalmú biomolekulák, a cisztein és a glutation fokhagymahagymákból történő hatékony ultrahangos extrakciójáról számolnak be. A tiolok fokhagymahagymákból történő kinyeréséhez vízalapú ultrahangos extrakciót alkalmaztak UP100H készülékkel, 100% amplitúdóbeállítás mellett. Megállapították, hogy nyitott főzőpohárban végzett extrakció esetén az optimális fokhagymakoncentráció 10% (w/v) volt. A tiolok mennyiségi meghatározását az Ellman-reagensen alapuló módszerrel végezték. 0,170mM tiolnak megfelelő kivonathozamot értek el. A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a vízalapú ultrahangos extrakció egyszerű, biztonságos és költséghatékony módszer a tiolok fokhagymából történő izolálására.

Ebben az előadásban bemutatjuk a növényi kivonatok előállítását. Ismertetjük a kiváló minőségű növényi kivonatok gyártásának kihívásait, és azt, hogyan segíthet egy ultrahangos készülék ezek leküzdésében. Az előadás bemutatja az ultrahangos extrakció működését. Megtudhatja, milyen előnyöket nyújt az ultrahangos készülék extrakciós célú használata, és hogyan építhet be ultrahangos extraktort a kivonatgyártási folyamatába.

Az ultrahangos fokhagyma-extrakció előnyei

Oldószermentes / vízalapú
Nagy extrakciós hozam
Kiváló minőségű kivonatok
Nem termikus
Teljes spektrumú kivonatok
Gyors folyamat
Zöld, környezetbarát
Egyszerű és biztonságos üzemeltetés
Csekély karbantartási igény
Gyors beruházásmegtérülés

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek fokhagyma-extrakcióhoz

A Hielscher Ultrasonics extrakciós rendszereit világszerte használják az élelmiszer- és gyógyszeriparban kiváló minőségű növényi kivonatok kereskedelmi célú előállítására, amelyeket élelmiszer-adalékanyagként, étrend-kiegészítőként és terápiás készítményként alkalmaznak. Akár kisebb tételekben szeretne fokhagymakivonatot előállítani, akár nagy mennyiségű, kiváló minőségű növényi kivonatot kíván feldolgozni, a Hielscher Ultrasonics rendelkezik az Ön számára ideális ultrahangos extraktorral.

Versenyelőnyök ultrahangos extrakcióval

A bioaktív vegyületek növényi anyagokból, például fokhagymából történő ultrahangos extrakciójának fő előnyei közé tartozik a jelentősen rövidebb extrakciós és feldolgozási idő, a vízalapú extrakciónak vagy a csökkentett oldószerhasználatnak és az elhanyagolhatóan csekély CO₂-kibocsátásnak köszönhető környezetbarát jelleg, a kis energiafelhasználás, valamint az ultrahangos rendszerek egyszerű és biztonságos üzemeltetése.

Saját fűszerkivonatokat vagy szószokat szeretne készíteni? Legyen szó éttermi konyháról, ambiciózus séfhelyettesről vagy kereskedelmi gyártóról, a Hielscher ultrahangos berendezéseivel rövid idő alatt kiváló minőségű kivonatok és szószok készíthetők. Készítsen saját maga biokivonatokat! Hagyja el a tartósítószereket! Kizárólag az Ön által kiválasztott alapanyagokat használja!

Folyamatszabványosítás a Hielscher Ultrasonics készülékeivel

Az élelmiszerekben vagy gyógyszerekben felhasznált kivonatokat a helyes gyártási gyakorlatnak (GMP) megfelelően és szabványosított feldolgozási előírások szerint kell előállítani. A Hielscher Ultrasonics digitális ultrahangos készülékei intelligens szoftverrel rendelkeznek, amely megkönnyíti az ultrahangos kezelési folyamat pontos beállítását és szabályozását. Az automatikus adatrögzítés minden ultrahangos folyamatparamétert, például az ultrahangenergiát (teljes és nettó energia), az amplitúdót, a hőmérsékletet és a nyomást (ha hőmérséklet- és nyomásérzékelők vannak felszerelve) dátum- és időbélyeggel együtt rögzít a beépített SD-kártyára. Ez lehetővé teszi minden ultrahanggal feldolgozott tétel utólagos felülvizsgálatát. Ezzel egyidejűleg biztosított a reprodukálhatóság és a folyamatosan magas termékminőség. Minden Hielscher ultrahangos készülék robusztus kialakítása lehetővé teszi a 24/7 üzemelést nagy terhelés mellett és igényes környezetben.
Az alábbi táblázat tájékoztatást nyújt ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:

Tételtérfogat	Térfogatáram	Ajánlott készülékek
1–500mL	10–200mL/min	UP100H
10–2000mL	20–400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1–20L	0,2–4L/min	UIP2000hdT
10–100L	2–10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10–100L/min	UIP16000
n.a.	nagyobb	készülékcsoport: UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!

Kapcsolódó témák

Szakirodalom / Hivatkozások

Arzanlou M., Bohlooli S. (2010): Inhibition of streptolysin O by allicin – an active component of garlic. Journal of Medical Microbiology Volume 59, Issue 9, 2010. 1044-1049.
Ghasemi, Kamran; Bolandnazar, Sahebali; Tabatabaei, Seyed Jalal; Pirdashti, Hemmatollah; Arzanlou, Mohsen; Ebrahimzadeh, Mohammad; Fathi, Hamed (2015): Antioxidant properties of garlic as affected by selenium and humic acid treatments. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 43, 2015. 1-9.
Nur Izzah Ismail, Yumi Zuhanis Has-Yun Hashim, Parveen Jamal, Hamzah MohdSalleh, Rashidi Othman (2014): Ultrasonic-Assisted Extraction of Thiols from Garlic Bulbs. Advances in Environmental Biology, 8(3) Special 2014. 725-728.
Sankhadip Bose, Bibek Laha, Subhasis Banerjee (2014): Quantification of allicin by high performance liquid chromatography‐ultraviolet analysis with effect of post‐ultrasonic sound and microwave radiation on fresh garlic cloves. Pharmacognosy Magazine Vol 10, Issue 38. April-June 2014, S288-S293.

Hasznos tudnivalók

A fokhagyma és kedvező egészségügyi hatásai

A fokhagyma gazdag biomolekulákban, amelyek biztosítják gyógynövényként és étrend-kiegészítőként kifejtett hatását. 200 különböző vegyület járul hozzá a fokhagyma számos kedvező egészségügyi hatásához. A fokhagymagerezdek kivételesen nagy mennyiségben tartalmaznak szerves kénvegyületeket, például alliint, allicint és γ-glutamilcisztein-vegyületeket, mint a γ-glutamil-S-allilcisztein és a γ-glutamil-S-transz-1-propenilcisztein. A fokhagyma legalább négyszer több ként tartalmaz, mint más kénben gazdag zöldségek, például a vöröshagyma, a brokkoli és a karfiol. Ezek a kéntartalmú vegyületek adják a fokhagyma átható illatát és csípős ízét.
A kéntartalmú biomolekulákat szulfhidrilvegyületeknek nevezik, és a tiolok csoportjába tartoznak. Az emberi test minden szövetében és sejtjében megtalálhatók, és alapvető szerepet játszanak számos létfontosságú biokémiai reakcióban. A cisztein és a glutation (GHS) a fokhagymában jelen lévő két fontos tiol. A cisztein kéntartalmú aminosav, amely kémiailag igen reakcióképes szulfhidrilcsoporttal rendelkezik. A glutation (GHS), amely a glutamát, a cisztein és a glicin aminosavakból álló tripeptid, az emberi testben a legszélesebb körben előforduló kis molekulatömegű szulfhidrilvegyület. A glutation szuperantioxidánsként hat, és létfontosságú szerepet tölt be az emberi szervezetben (pl. az immunrendszerben).

Allicin

Az allicin a fokhagyma egyik legfontosabb biomolekulája, amely különféle egészségjavító hatásokat mutat. Az allicin nincs jelen az ép fokhagymagerezdben, hanem akkor szintetizálódik, amikor a fokhagymát felszeletelik vagy összezúzzák. A fokhagymaszövet macerálásával aktiválódik az alliináz nevű enzim. Az alliináz elindítja az alliin aminosav átalakulását allicinné és más allil-tioszulfinátokká. Az allicin képződése gyors folyamat, amely a friss fokhagymahagyma összezúzása után néhány másodpercen belül befejeződik.

Ultrahangos extrakció – Az akusztikus kavitáció működési elve

Az ultrahangos extrakció (más néven szonoextrakció) működési elve az akusztikus kavitáció jelenségén alapul. Az ultrahanggal létrehozott kavitáció nagy nyíróerőket, mikroturbulenciát, folyadéksugarakat, valamint helyileg korlátozott, szélsőséges hőmérséklet- és nyomáskülönbségeket hoz létre. A nagy teljesítményű ultrahang mechanikai hatásai felszakítják a sejtfalakat, elősegítik az oldószer behatolását a sejtek belsejébe, és fokozzák az anyagátadást. Nem termikus extrakciós technikaként az ultrahangos kezelés megakadályozza a bioaktív vegyületek termikus lebomlását. Az ultrahangos folyamatparaméterek pontosan hozzáigazíthatók a nyersanyaghoz és a célanyagokhoz, így biztosított a kivonat kiváló minősége.