Խաղողի և գինեգործության կողմնակի արգասիքներից ակտիվ միացությունների ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Խաղողը (Vitis vinifera), խաղողի վազի և գինեգործության կողմնակի արգասիքները հարուստ են պոլիֆենոլներով և այլ կենսաակտիվ նյութերով, որոնք արժեքավոր միացություններ են դեղամիջոցային և սննդային հավելումների արտադրության համար։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան հնարավորություն է տալիս պարզ և բարձր արդյունավետությամբ առանձնացնել խաղողից և խաղողի վազից ստացվող միացությունները (օրինակ՝ խաղողի քուսպից, կորիզներից, տերևներից, ցողուններից, գինու նստվածքից)։ Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիան արագ է, հուսալի և գերազանցում է էքստրակցիայի այլ մեթոդներին ավելի բարձր ելքով, էքստրակցիայի ավելի մեղմ պայմաններով, ավելի կարճ տևողությամբ և ավելի ցածր արժեքով։
Խաղողից և խաղողի վազից ֆիտոքիմիական միացությունների ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Խաղողի այգիներից և գինեգործության գործընթացից ստացվող կողմնակի արգասիքները ներառում են խաղողի պտղամիսը, քուսպը (կեղևներն ու կորիզները), գինու նստվածքը, խաղողի տերևները, ցողունները և մատերը, որոնք կազմում են մինչև 30−40% w/w պինդ նյութեր և հիմնականում դեն են նետվում որպես չօգտագործված թափոն։ Բացահայտելով խաղողի և գինեգործության այս կողմնակի արգասիքների հարուստ պարունակությունը պոլիֆենոլներով և այլ կենսաակտիվ միացություններով՝ արդյունաբերությունն ավելի ու ավելի է օգտագործում այս բուսական նյութերը արժեքավոր էքստրակտներ արտադրելու համար։ Խաղողում և խաղողի վազում (Vitis vinifera) առկա ռեսվերատրոլը, անտոցիանիդինները, պրոանտոցիանիդինը, quercitin և այլ նյութեր արդեն լայնորեն օգտագործվում են որպես դեղամիջոցային և սննդային հավելումներ։ Որպես առողջությանը նպաստող միացությունների աղբյուր՝ Vitis vinifera տեսակի կողմնակի արգասիքներից ստացված էքստրակտներն օգտագործվում են դեղագործական և սննդի արդյունաբերություններում՝ միաժամանակ աջակցելով կայուն գյուղատնտեսությանը։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան հեշտացնում է խաղողից և խաղողի կողմնակի արգասիքներից կենսաակտիվ միացությունների ազատումը։ Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիան վաղուց հաստատված էքստրակցիայի տեխնիկա է, որն օգտագործվում է դեղագործական և սննդային միացությունների համար։ Այն էքստրակցիայի կարճատև ընթացակարգով ապահովում է էքստրակտի շատ բարձր ելք և աշխատում է ցանկացած լուծիչով (օրինակ՝ ջուր, էթանոլ, իզոպրոպանոլ, հեքսան և այլն)։
Արդյունաբերական տեղակայում՝ ուլտրաձայնային էքստրակտոր UIP4000hdT բուսական էքստրակտների արտադրության համար։
- Էքստրակցիայի բարձր ելք
- Բարձրորակ էքստրակտ
- Արագ գործընթաց
- Ոչ ջերմային մշակում
- Համատեղելի է ցանկացած լուծիչի հետ
- Անվտանգ և հեշտ շահագործում
- Էներգաարդյունավետ
Խաղողի կորիզներից պոլիֆենոլների ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Խաղողի կորիզները հարուստ են պրոանտոցիանիդիններով և, հետևաբար, հիանալի աղբյուր են դեղամիջոցային և սննդային հավելումների համար պրոանտոցիանիդինային էքստրակտներ արտադրելու նպատակով։ Thilakarathna և Rupasinghe (2022) կարողացել են ցույց տալ ուլտրաձայնային մշակման գերազանց արդյունավետությունը վերահսկվող բարձր ջերմաստիճանների պայմաններում, ինչի արդյունքում ստացվել են պրոանտոցիանիդինների ավելի բարձր ելք և էքստրակցիայի զգալիորեն ավելի կարճ տևողություն (ուլտրաձայն՝ 53 min, իսկ սովորական լուծիչային էքստրակցիա՝ 150 h!)։
Ջերմության և ուլտրաձայնային մշակման կիրառումը զգալիորեն կրճատել է էքստրակցիայի տևողությունը (ուլտրաձայնային մշակման տևողություն՝ 53 min) և ջրային էթանոլի պահանջվող քանակը (10,14:1 v:w)՝ միաժամանակ էապես բարձրացնելով PAC-ի ելքը (16,1 mg CE/g FW՝ կանխատեսված 26,6 mg CE/g FW-ի համեմատ)։ Վերջնական օպտիմալ պայմաններն էին՝ 47% էթանոլ, 10:1 s:s հարաբերակցություն (v:w), ուլտրաձայնային մշակման 53 min տևողություն և էքստրակցիայի 60◦C ջերմաստիճան։
Խաղողի տերևների էքստրակտի արդյունավետ արտադրություն ուլտրաձայնային մշակմամբ
Սովորական խաղողի վազի (Vitis vinifera) տերևները հարուստ են ռեսվերատրոլով, անտոցիանիդիններով, կվերցետինով, իզոկվերցետինով, ինչպես նաև բազմաթիվ այլ կենսաակտիվ միացություններով, որոնք հաճախ կիրառվում են էքստրակտի ձևով՝ բուժական և առողջապահական նպատակներով։
Ապացուցվել է, որ ուլտրաձայնային էքստրակցիան խաղողի տերևներից ապահովում է ամբողջական սպեկտրով էքստրակտի բարձր ելք՝ այդպիսով էքստրակցիայի գործընթացը դարձնելով շատ արդյունավետ։ Ցույց է տրվել, որ ջրային էթանոլը նախընտրելի լուծիչ է խաղողի վազի էքստրակտների համար, քանի որ այն գերազանց լուծում է թիրախային մոլեկուլները և թունավորություն չունի։ Ուլտրաձայնի կիրառմամբ էքստրակցիայի գործընթացը տևում է ընդամենը մի քանի րոպե և կարող է իրականացվել ինչպես պարբերական գործընթացով, այնպես էլ անընդհատ հոսքային ռեժիմով։
Օրինակ՝ խաղողի տերևներից ուլտրաձայնով էքստրակցված ռեսվերատրոլը կարելի է մաքրել մեզոծակոտկեն ածխածնով սյունակի միջոցով, ինչը ռեսվերատրոլի մաքրությունը բարձրացնում է 2,1-ից մինչև 20,6%։ (Տե՛ս Sun et al., 2018)
Ուլտրաձայնային սարքի՝ UIP4000hdT մոդելի տեղակայում գինու արդյունաբերական մշակման համար՝ բարձր ծավալային հոսքի արագություններով։
Խաղողի ցողուններից ստիլբենոիդների ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Piñeiro et al. (2013) հեղինակների ուլտրաձայնային էքստրակցիայի արձանագրությունն ապահովում է այնպիսի ստիլբենների բարձր կորզում, ինչպիսիք են տրանս-ռեսվերատրոլը, ε-վինիֆերինը, պիցեատանոլը և վիտիզին B-ն, որոնք հիմնականում առկա են խաղողի մատերում և ցողուններում։
Խաղողի ցողուններից ստիլբենոիդների ուլտրաձայնային էքստրակցիայի ուսումնասիրության գրաֆիկական ամփոփագիր։
(Ուսումնասիրություն և նկար՝ Piñeiro et al., 2013)
UP200S ուլտրաձայնային սարքով (200W, 24kHz) խաղողի ցողուններում առկա հիմնական ստիլբենոիդները կարելի է էքստրակցել 15 min ընթացքում՝ որպես էքստրակցիայի ջերմաստիճան կիրառելով 75°C, իսկ որպես էքստրակցիայի լուծիչ՝ 80% էթանոլ, ընդ որում օրգանական լուծիչով մաքրման փուլ չի պահանջվում։ Օպտիմալացված մեթոդը թույլ է տվել պարզ և արդյունավետ կերպով վերլուծել ստիլբենոիդների պարունակությունը խաղողի ցողունների 22 նմուշներում։
Տարբեր պարամետրերով UP200S սարքի միջոցով ուլտրաձայնային էքստրակցիայի ժամանակ միջին կորզման (մակերես՝ 10.000−1) վրա հիմնական ազդեցությունների գրաֆիկ՝ պիցեատանոլ (a), տրանս-ռեսվերատրոլ (b), ε-վինիֆերին (c) և վիտիզին-B (d)։
(Ուսումնասիրություն և գրաֆիկներ՝ Piñeiro et al., 2013)
Ստիլբենոիդներով հարստացված հղումային էքստրակտին համապատասխանող HPLC-DAD քրոմատոգրամ։
(Ուսումնասիրություն և գրաֆիկներ՝ Piñeiro et al., 2013)
Ուլտրաձայնային էքստրակտոր UP400St խաղողից և խաղողի վազից էքստրակտների պատրաստման համար (օրինակ՝ խաղողի քուսպից, կորիզներից, տերևներից, ցողուններից, գինու նստվածքից)։
Բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ խաղողի և խաղողի վազի էքստրակցիայի համար
Hielscher Ultrasonics ընկերության էքստրակտորները հաստատուն տեղ ունեն բուսական էքստրակցիայի ոլորտում՝ անկախ օգտագործվող բուսական նյութերից կամ լուծիչից։ Էքստրակտներ արտադրողները՝ թե՛ բացառիկ էքստրակտների փոքրածավալ մասնագիտացված արտադրողները, թե՛ խոշորածավալ զանգվածային արտադրողները, Hielscher ընկերության սարքավորումների լայն տեսականու մեջ գտնում են իրենց արտադրական պահանջներին իդեալականորեն համապատասխանող ուլտրաձայնային էքստրակցիայի սարքավորումը։ Թե՛ պարբերական, թե՛ անընդհատ ներգծային գործընթացների համակարգերը հասանելի են անմիջապես և կարող են առաքվել նույն օրը։
Բարձր արդյունավետությամբ էքստրակցիա Hielscher ուլտրաձայնային սարքերով
Hielscher ուլտրաձայնային էքստրակտորներն արդյունավետորեն քայքայում են բուսական բջիջները, մեծացնում բուսական նյութի մակերեսը՝ լուծիչի ներթափանցման համար, ինչպես նաև բարելավում զանգվածափոխանակությունը, ինչի արդյունքում ֆիտոքիմիական միացությունները (երկրորդային մետաբոլիտները) արագ և ամբողջությամբ ազատվում են։ Օգտագործման հարմարավետությունը հաշվի առնելով նախագծված Hielscher էքստրակտորները տեղադրվում են արագ և կարող են շահագործվել անվտանգ ու ինտուիտիվ կերպով։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման արտադրողականության մասին։
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 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. | ավելի մեծ | սարքերի համախումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման, դիսպերսման, էմուլգացման և էքստրակցիայի կիրառությունների համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Ceferino Carrera, Ana Ruiz-Rodríguez, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2015): Ultrasound-assisted extraction of amino acids from grapes. Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 22, 2015. 499-505.
- Piñeiro, Z.; Guerrero, R. F.; Fernández-Marin, M. I.; Cantos-Villar, Emma; Palma, M. (2013): Ultrasound-Assisted Extraction of Stilbenoids from Grape Stems. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(51), 2013. 12549–12556.
- M. Palma; C.G. Barroso (2002): Ultrasound-assisted extraction and determination of tartaric and malic acids from grapes and winemaking by-products. Analytica Chimica Acta, 458(1), 2002. 119–130.
- Thilakarathna, W.P.D.W.; Rupasinghe, H.P.V. (2022): Optimization of the Extraction of Proanthocyanidins from Grape Seeds Using Ultrasonication-Assisted Aqueous Ethanol and Evaluation of Anti-Steatosis Activity In Vitro. Molecules 27, 1363.
Պիցեատանոլի (a), տրանս-ռեսվերատրոլի (b), իզոռապոնտիգենինի (c), ε-վինիֆերինի (d) և վիտիզին-B-ի (e) քիմիական կառուցվածքները։
(Ուսումնասիրություն և գրաֆիկներ՝ Piñeiro et al., 2013)
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ուլտրաձայնային էքստրակցիայի աշխատանքի սկզբունքը
Բարձր հզորության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնը հեղուկ միջավայրում ստեղծում է տատանումներ և ակուստիկ կավիտացիա, ինչի հետևանքով առաջանում են ինտենսիվ տուրբուլենտություն, խառնում, բջիջների քայքայում և բարձր զանգվածափոխանակություն։ Այս ուլտրաձայնային ազդեցությունները կիրառվում են բուսական նյութերի նկատմամբ՝ բջջային կառուցվածքները, օրինակ՝ բջջապատերը և վեզիկուլները, քայքայելու նպատակով։ Բարձր զանգվածափոխանակության շնորհիվ ներբջջային միացությունները, օրինակ՝ ֆիտոքիմիական միացությունները (պոլիֆենոլներ, ֆլավանոլներ, հակաօքսիդանտներ և այլն), ազատվում են շրջապատող լուծիչի մեջ։ Ուլտրաձայնային մշակման այս ինտենսիվությունն ուլտրաձայնային էքստրակցիան դարձնում է առանձնացման գերազանց մեթոդ՝ բնական արտադրանքի բաղադրիչի արտադրության համար։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան հաստատված էքստրակցիայի տեխնիկա է, որը տասնամյակներ շարունակ օգտագործվում է սննդամթերքի և դեղագործական արտադրության մեջ։
Հզոր ուլտրաձայնի ալիքները քայքայում են բուսական հումքի բջջային կառուցվածքը, ազատում կենսաակտիվ միացությունները և նպաստում բուսական նյութի ու լուծիչի (օրինակ՝ էթանոլի) միջև զանգվածափոխանակությանը։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։