Ekstraksi Ultrasonik Senyawa Aktif dari Produk Samping Anggur dan Wine

Buah anggur (Vitis vinifera), tanaman anggur, dan produk samping wine kaya akan polifenol serta zat bioaktif lainnya, yang merupakan senyawa bernilai untuk produksi suplemen pengobatan dan nutrisi. Ekstraksi ultrasonik memungkinkan isolasi senyawa yang berasal dari buah dan tanaman anggur (misalnya, ampas anggur, biji, daun, batang, endapan wine) secara sederhana dan sangat efisien. Ekstraksi berbantuan ultrasonik berlangsung cepat, andal, dan mengungguli metode ekstraksi lainnya berkat rendemen yang lebih tinggi, kondisi ekstraksi yang lebih ringan, waktu ekstraksi yang lebih singkat, dan biaya yang lebih rendah.

Ekstraksi Ultrasonik Fitokimia dari Buah dan Tanaman Anggur

Produk samping dari perkebunan anggur dan proses pembuatan wine meliputi daging buah anggur, ampas (kulit dan biji), endapan wine, daun anggur, batang, dan cabang berkayu, yang mencakup hingga 30–40% w/w padatan, yang sebagian besar dibuang sebagai limbah tanpa dimanfaatkan. Seiring diketahuinya kekayaan polifenol dan senyawa bioaktif lainnya dalam produk samping anggur dan wine ini, industri semakin banyak menggunakan bahan nabati tersebut untuk menghasilkan ekstrak bernilai. Resveratrol, antosianidin, proantosianidin, kuersetin, dan zat lainnya yang ditemukan dalam buah dan tanaman anggur (Vitis vinifera) telah banyak dikonsumsi sebagai suplemen pengobatan dan nutrisi. Sebagai sumber senyawa yang mendukung kesehatan, ekstrak dari produk samping Vitis vinifera digunakan dalam industri farmasi dan pangan, sekaligus mendukung pertanian berkelanjutan. Ekstraksi ultrasonik memudahkan pelepasan senyawa bioaktif dari buah anggur dan produk sampingnya. Ekstraksi berbantuan ultrasonik merupakan teknik ekstraksi yang telah lama digunakan untuk senyawa farmasi dan pangan. Teknik ini menghasilkan rendemen ekstrak yang sangat tinggi melalui prosedur ekstraksi singkat dan dapat digunakan dengan pelarut apa pun (misalnya, air, etanol, isopropanol, heksana, dll.)

Ekstraksi Ultrasonik Polifenol dari Biji Anggur

Biji anggur kaya akan proantosianidin sehingga merupakan sumber yang sangat baik untuk memproduksi ekstrak proantosianidin bagi suplemen pengobatan dan nutrisi. Thilakarathna dan Rupasinghe (2022) menunjukkan keunggulan efisiensi ultrasonikasi pada suhu tinggi yang terkendali, yang menghasilkan rendemen proantosianidin lebih tinggi dan waktu ekstraksi jauh lebih singkat (ultrasonik 53 min. dibandingkan ekstraksi pelarut konvensional 150 h!).
Penerapan panas dan ultrasonikasi secara signifikan mengurangi waktu ekstraksi (waktu sonikasi 53 min) dan kebutuhan etanol berair (10,14:1 v:w), sekaligus meningkatkan rendemen PAC secara substansial (16,1 mg CE/g FW dibandingkan dengan nilai prediksi 26,6 mg CE/g FW). Kondisi optimum akhir adalah etanol 47%, rasio s:s 10:1 (v:w), waktu sonikasi 53 min, dan suhu ekstraksi 60◦C.

Produksi Ekstrak Daun Anggur yang Efisien Menggunakan Sonikasi

Daun tanaman anggur biasa (Vitis vinifera) kaya akan resveratrol, antosianidin, kuersetin, isokuersetin, serta banyak senyawa bioaktif lainnya, yang sering diberikan dalam bentuk ekstrak untuk tujuan pengobatan dan kesehatan.
Ekstraksi ultrasonik telah terbukti menghasilkan rendemen tinggi ekstrak spektrum penuh dari daun anggur, sehingga proses ekstraksi menjadi sangat efisien. Etanol berair telah terbukti sebagai pelarut pilihan untuk ekstrak tanaman anggur karena memiliki kemampuan melarutkan molekul target yang sangat baik dan tidak memiliki toksisitas. Proses ekstraksi menggunakan ultrasonik hanya membutuhkan beberapa menit dan dapat dijalankan sebagai proses batch maupun dalam mode aliran kontinu.
Sebagai contoh, resveratrol yang diekstraksi secara ultrasonik dari daun anggur dapat dimurnikan menggunakan kolom karbon mesopori, yang meningkatkan kemurnian resveratrol dari 2,1 menjadi 20,6%. (lihat Sun et al., 2018)

Ekstraksi Ultrasonik Stilbenoid dari Batang Anggur

Protokol ekstraksi ultrasonik dari Piñeiro et al. (2013) menghasilkan perolehan kembali yang tinggi untuk stilbena seperti trans-resveratrol, ε-viniferin, piceatannol, dan vitisin B, yang terutama terdapat pada cabang berkayu dan batang anggur.

Abstrak grafis penelitian tentang ekstraksi ultrasonik stilbenoid dari batang anggur.
(Penelitian dan gambar: Piñeiro et al., 2013)

Dengan sonikator UP200S (200W, 24kHz), stilbenoid utama yang ditemukan dalam batang anggur dapat diekstraksi dalam 15 min, menggunakan suhu ekstraksi 75°C dan etanol 80% sebagai pelarut ekstraksi, tanpa memerlukan tahap pembersihan dengan pelarut organik. Metode yang dioptimalkan ini memungkinkan analisis kandungan stilbenoid dari 22 sampel batang anggur secara sederhana dan efektif.

Plot efek utama terhadap rata-rata perolehan kembali (area 10.000−1) melalui ekstraksi ultrasonik menggunakan UP200S dengan menerapkan berbagai parameter: piceatannol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferin (c), dan vitisin-B (d).
(Penelitian dan grafik: Piñeiro et al., 2013)

Kromatogram HPLC-DAD dari ekstrak referensi yang diperkaya stilbenoid.
(Penelitian dan grafik: Piñeiro et al., 2013)

Prosesor Ultrasonik Berkinerja Tinggi untuk Ekstraksi Buah dan Tanaman Anggur

Ekstraktor Hielscher Ultrasonics telah banyak digunakan dalam bidang ekstraksi tumbuhan, apa pun bahan tumbuhan atau pelarut yang digunakan. Produsen ekstrak – baik produsen ekstrak butik eksklusif maupun produsen massal berskala besar – dapat menemukan peralatan ekstraksi ultrasonik yang ideal untuk kebutuhan produksi mereka dalam rangkaian peralatan Hielscher yang luas. Konfigurasi proses batch maupun inline kontinu tersedia dan dapat dikirim pada hari yang sama.

Ekstraksi Berefisiensi Tinggi dengan Sonikator Hielscher

Ekstraktor ultrasonik Hielscher secara efisien mendisrupsi sel tumbuhan, meningkatkan luas permukaan bahan tumbuhan untuk penetrasi pelarut, serta meningkatkan perpindahan massa, sehingga fitokimia (metabolit sekunder) dilepaskan secara cepat dan menyeluruh. Dirancang dengan mempertimbangkan kemudahan penggunaan, ekstraktor Hielscher dapat dipasang dengan cepat serta dioperasikan secara aman dan intuitif.
 
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami: