Ekstraksi Bawang Putih Bebas Pelarut Ultrasonik
Bawang putih (Allium sativum) kaya akan senyawa organosulfur (misalnya allicin, glutathione), yang meningkatkan banyak manfaat kesehatan. Ekstraksi ultrasonik adalah teknik yang andal dan efisien untuk menghasilkan ekstrak bawang putih yang sangat pekat. Ultrasonikasi menghasilkan hasil tinggi dari kualitas tinggi, ekstrak spektrum penuh dalam waktu ekstraksi yang sangat singkat.
Ekstrak Bawang Putih Unggul dengan Ekstraksi Ultrasonik
Penggunaan sonicator tipe probe untuk ekstraksi senyawa allicin dan organosulfur dari bawang putih menawarkan beberapa keuntungan, termasuk hasil tinggi dan ekstrak bawang putih berkualitas tinggi, pemrosesan cepat, dan pendekatan bebas pelarut dan ramah lingkungan. Faktor-faktor ini secara kolektif berkontribusi pada produksi ekstrak bawang putih berkualitas tinggi dengan bioaktivitas yang ditingkatkan dan komposisi yang konsisten, menjadikannya metode yang disukai oleh para peneliti dan industri yang mencari produk turunan bawang putih premium.
Di bawah ini, kami membahas efek menguntungkan dari ekstraksi bawang putih dengan bantuan ultrasound secara rinci:
- Pertama, sonicator tipe probe menggunakan gelombang ultrasonik, yang ditransmisikan melalui probe titanium, yang disebut sonotrode, ke dalam media ekstraksi. Energi mekanik gelombang ultrasound menghasilkan gelembung kavitasi dalam cairan, menyebabkannya runtuh dengan cepat. Selama proses ini, mikroturbulensi lokal yang intens serta perubahan tekanan dan suhu terjadi. Kekuatan ini mendorong gangguan dinding sel bawang putih. Gangguan ini memfasilitasi pelepasan allicin dan senyawa organosulfur lainnya yang terperangkap di dalam sel, yang mengarah pada ekstraksi yang efisien.
- Kedua, sifat sonikasi tipe probe yang terkontrol dan tepat memungkinkan penyesuaian proses ekstraksi. Produsen ekstrak serta peneliti dapat menyesuaikan parameter seperti waktu sonikasi, amplitudo, dan suhu untuk mengoptimalkan kondisi ekstraksi, sehingga memaksimalkan hasil senyawa allicin dan organosulfur sekaligus meminimalkan degradasi senyawa sensitif. Tingkat kontrol ini sangat penting untuk mendapatkan ekstrak berkualitas tinggi dengan komposisi dan potensi yang konsisten.
- Selain itu, proses sonikasi relatif cepat dibandingkan dengan metode ekstraksi tradisional seperti maserasi atau ekstraksi Soxhlet. Efisiensi ini tidak hanya menghemat waktu tetapi juga membantu menjaga kesegaran dan bioaktivitas senyawa yang diekstraksi. Durasi ekstraksi yang lebih pendek mengurangi paparan ekstrak bawang putih terhadap panas dan oksigen, yang dapat menurunkan senyawa organosulfur yang sensitif.
- Selain itu, ekstraksi ultrasonik kompatibel dengan pelarut apa pun, termasuk pelarut ringan dan ramah lingkungan seperti air, etanol berair atau alkohol. Hal ini sangat penting ketika ekstrak bawang putih diproduksi untuk digunakan sebagai bahan tambahan makanan, perisa, suplemen makanan, nuttraceuticals atau obat-obatan, di mana risiko kontaminasi dari pelarut atau bahan kimia lainnya harus dihindari, untuk memastikan kemurnian dan keamanan produk akhir.
Homogenizer ultrasonik UIP2000hdT (2kW) dengan reaktor batch yang terus diaduk
Ekstraksi Allicin Berbasis Air Ultrasonik
Allicin adalah molekul tiosulfinat paling melimpah yang ditemukan dalam ekstrak bawang putih. Allicin memiliki efek anti-bakteri, anti-virus, anti-jamur, anti-protozoa, anti-kanker dan hipoglikemik dan juga dikenal untuk mendukung kesehatan kardiovaskular dan sistem kekebalan tubuh. Aktivitas farmakologis bawang putih sebagian besar terkait dengan reaksi pertukaran tiol-disulfida dengan protein yang mengandung tiol.
Untuk produksi ekstrak bawang putih yang sangat pekat dengan senyawa organosulfur dalam jumlah tinggi, ekstraksi ultrasonik adalah teknik yang andal dan efisien untuk mengisolasi tiol dan zat bioaktif lainnya dari bawang putih. Sonikasi melepaskan tiol dari bagian dalam sel bawang putih dan memungkinkan untuk menyiapkan ekstrak spektrum penuh dari biomolekul bawang putih. Untuk ekstraksi ultrasonik bawang putih, air dapat digunakan sebagai pelarut, yang tidak beracun, murah dan ramah lingkungan.
Bagian melintang siung bawang putih sebelum dan sesudah sonikasi
studi dan gambar oleh Bose et al. 2014
Sonicator UP200Ht untuk ekstraksi allicin, senyawa organosulfur dan fitokimia dari bawang putih.
Protokol Ekstraksi Allicin Ultrasonik
Untuk ekstraksi ultrasonik bawang putih, beberapa protokol telah ditetapkan. Dalam studi ilmiah, beberapa tim peneliti telah menunjukkan bahwa hasil sonikasi dalam allicin, alliin, senyawa organosulfur dan fitokimia lainnya dari bawang putih.
Arzanlou et al. (2010) melaporkan ekstraksi ultrasonik allicin dari siung bawang putih menggunakan air sebagai pelarut. Mereka menggunakan 20g siung bawang putih yang dihancurkan secara manual. Mereka sonikasi bawang putih yang dimaserasi dalam air suling 600mL selama 5 menit, menggunakan Hielscher UP200S (200watt) pada amplitudo 100%. Mandi es digunakan untuk pembuangan panas. Setelah ekstraksi ultrasonik, tumbuk bawang putih ditekan melalui kain tipis lima lapis. Suspensi dipindahkan ke dalam tabung 50mL dan disentrifugasi pada 1258g pada 4ºC selama 20 menit untuk memisahkan puing-puing yang tersisa dari cairan. Supernatan dipindahkan ke dalam tabung steril 50mL dan disegel untuk disimpan.
Bose et al. (2014) membandingkan ekstraksi tipe probe ultrasonik dengan maserasi tradisional, sonikasi mandi dan ekstraksi gelombang mikro. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstraksi tipe probe ultrasonik memberikan hasil allicin tertinggi.
Ismail et al. (2014) melaporkan ekstraksi ultrasonik yang efisien dari biomolekul sistein dan glutathione yang mengandung belerang dari umbi bawang putih. Mereka menerapkan ekstraksi ultrasonik berbasis air untuk mengekstrak tiol dari umbi bawang putih menggunakan UP100H pada pengaturan amplitudo 100%. Mereka menemukan bahwa konsentrasi bawang putih yang optimal adalah 10% (w / v) dalam ekstraksi gelas kimia terbuka. Kuantifikasi tiol dilakukan dengan menggunakan metode reagen Ellman. Mereka memperoleh hasil ekstrak 0,170mM tiol. Para peneliti menyimpulkan bahwa ekstraksi berbasis air ultrasonik adalah metode sederhana, aman dan hemat biaya untuk mengisolasi tiol dari bawang putih.
- Bebas pelarut / berbasis air
- Hasil ekstraksi tinggi
- Ekstrak berkualitas tinggi
- non-termal
- Ekstrak Spektrum Penuh
- proses yang cepat
- Hijau, ramah lingkungan
- Pengoperasian yang sederhana dan aman
- biaya pemeliharaan yang rendah
- ROI Cepat
Sonic Kinerja Tinggi untuk Ekstraksi Bawang Putih
Sistem ekstraksi Ultrasonik Hielscher digunakan di seluruh dunia dalam industri makanan dan farmasi untuk produksi komersial ekstrak tumbuhan berkualitas tinggi yang digunakan sebagai aditif makanan, suplemen makanan, dan terapi. Apakah tujuan Anda adalah untuk menghasilkan ekstrak bawang putih dalam jumlah kecil atau memproses ekstrak botani berkualitas tinggi dalam jumlah besar, Hielscher Ultrasonics memiliki ekstraktor ultrasonik yang ideal untuk Anda.
Keunggulan kompetitif dengan ekstraksi ultrasonik
Manfaat utama ekstraksi ultrasonik senyawa bioaktif dari bahan botani seperti bawang putih termasuk pengurangan waktu ekstraksi dan pemrosesan yang signifikan, keramahan lingkungannya karena ekstraksi berbasis air atau pengurangan penggunaan pelarut dan CO kecil yang dapat diabaikan2emisi, jumlah energi yang digunakan yang rendah, serta pengoperasian sistem ultrasonik yang sederhana dan aman.
Standarisasi Proses dengan Ultrasonik Hielscher
Ekstrak, yang digunakan dalam makanan atau obat-obatan, harus diproduksi sesuai dengan Good Manufacturing Practices (GMP) dan di bawah spesifikasi pemrosesan standar. Hielscher Ultrasonics digital sonicators hadir dengan perangkat lunak cerdas, yang memudahkan untuk mengatur dan mengontrol proses sonikasi dengan tepat. Perekaman data otomatis menulis semua parameter proses ultrasonik seperti energi ultrasonik (energi total dan bersih), amplitudo, suhu, tekanan (saat sensor suhu dan tekanan dipasang) dengan stempel tanggal dan waktu pada kartu SD bawaan. Ini memungkinkan Anda untuk merevisi setiap lot yang diproses secara ultrasonik. Pada saat yang sama, reproduktifitas dan kualitas produk yang terus tinggi dipastikan. Kekokohan semua sonicator Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Bawang putih dan Manfaat Kesehatannya
Bawang putih kaya akan bio-molekul, yang memberi bawang putih potensi sebagai tanaman obat dan suplemen makanan. 200 senyawa berbeda berkontribusi pada banyak efek kesehatan bawang putih yang menguntungkan. Siung bawang putih memiliki kandungan senyawa organosulfur yang sangat tinggi, seperti alliin, allicin dan senyawa γ-glutamylcysteine seperti γ-glutamyl-S-allylcysteine, γ-glutamyl-S-trans-1-propenylcysteine. Bawang putih mengandung setidaknya empat kali lebih banyak belerang daripada sayuran kaya belerang lainnya seperti bawang merah, brokoli, dan kembang kol. Senyawa yang mengandung belerang itu memberi bawang putih bau dan rasa yang menyengat.
Biomolekul yang mengandung belerang disebut senyawa sulfhidril dan termasuk dalam kelompok tiol. Mereka ditemukan di semua jaringan dan sel tubuh manusia dan memainkan peran penting dalam banyak reaksi biokimia vital. Sistein dan glutathione (GHS) adalah dua tiol penting yang ada dalam bawang putih. Sistein adalah asam amino yang mengandung belerang yang memiliki gugus sulfhidril yang sangat reaktif secara kimiawi. Glutathione (GHS), tripeptida yang terdiri dari asam amino glutamat, sistein dan glisin, adalah senyawa sulfhidril massa molekul rendah yang paling ada di mana-mana dalam tubuh manusia. Glutathione bertindak sebagai super-antioksidan dan memiliki fungsi vital dalam tubuh manusia (misalnya, sistem kekebalan tubuh).
allicin
Allicin adalah salah satu biomolekul terpenting dalam bawang putih yang menunjukkan berbagai efek meningkatkan kesehatan. Allicin tidak ada dalam siung bawang putih utuh, tetapi disintesis, ketika bawang putih diiris atau dihancurkan. Dengan maserasi jaringan bawang putih, enzim yang disebut alliinase diaktifkan. Allinase memulai transformasi asam amino alliin menjadi allicin dan allylthiosulfinate lainnya. Pembentukan allicin adalah proses yang cepat, yang selesai dalam beberapa detik setelah menghancurkan umbi bawang putih segar.
Ekstraksi Ultrasonik – Prinsip Kerja Kavitasi Akustik
Prinsip kerja ekstraksi ultrasonik (juga dikenal sebagai ekstraksi sono) didasarkan pada fenomena kavitasi akustik. Kavitasi yang dihasilkan secara ultrasonik menciptakan gaya geser tinggi, turbulensi mikro, jet cair, dan perbedaan suhu dan tekanan ekstrem yang terbatas secara lokal. Efek mekanis dari ultrasound berkinerja tinggi mengganggu dinding sel, mendorong penetrasi pelarut ke dalam interior sel dan meningkatkan transfer massa. Sebagai teknik ekstraksi non-termal, sonikasi mencegah degradasi termal senyawa bioaktif. Parameter proses ultrasonik dapat disetel secara tepat ke bahan baku dan zat target, sehingga kualitas ekstrak yang unggul dipastikan.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.