Estrazione a ultrasuoni di composti attivi dai sottoprodotti dell’uva e della vinificazione

L’uva (Vitis vinifera) e i sottoprodotti della vite e della vinificazione sono ricchi di polifenoli e altre sostanze bioattive, composti preziosi per la produzione di integratori medicinali e nutrizionali. L’estrazione a ultrasuoni consente di isolare in modo semplice e altamente efficiente i composti derivati dall’uva e dalla vite (ad es., vinacce, vinaccioli, foglie, raspi, fecce). L’estrazione assistita da ultrasuoni è rapida e affidabile e supera gli altri metodi di estrazione grazie a rese maggiori, condizioni di estrazione più blande, tempi di estrazione più brevi e costi inferiori.

Estrazione a ultrasuoni di sostanze fitochimiche dall’uva e dalla vite

I sottoprodotti dei vigneti e del processo di vinificazione comprendono polpa d’uva, vinacce (bucce e vinaccioli), fecce, foglie di vite, raspi e tralci, che costituiscono fino al 30–40% p/p di solidi, perlopiù scartati come rifiuti senza essere utilizzati. Con la scoperta della ricchezza di polifenoli e altri composti bioattivi in questi sottoprodotti dell’uva e della vinificazione, l’industria utilizza sempre più questi materiali vegetali per produrre estratti di valore. Il resveratrolo, le antocianidine, la proantocianidina, la quercetina e altre sostanze presenti nell’uva e nella vite (Vitis vinifera) sono già ampiamente consumati come integratori medicinali e nutrizionali. Come fonte di composti benefici per la salute, gli estratti dei sottoprodotti di Vitis vinifera vengono utilizzati nell’industria farmaceutica e alimentare, sostenendo al contempo un’agricoltura sostenibile. L’estrazione a ultrasuoni facilita il rilascio dei composti bioattivi dall’uva e dai suoi sottoprodotti. L’estrazione assistita da ultrasuoni è una tecnica di estrazione consolidata da tempo, utilizzata per composti destinati all’industria farmaceutica e alimentare. Offre rese di estrazione molto elevate con una procedura breve e funziona con qualsiasi solvente (ad es., acqua, etanolo, isopropanolo, esano ecc.)

Estrazione a ultrasuoni di polifenoli dai vinaccioli

I vinaccioli sono ricchi di proantocianidine e costituiscono quindi un’ottima fonte per produrre estratti di proantocianidine destinati a integratori medicinali e nutrizionali. Thilakarathna e Rupasinghe (2022) hanno dimostrato la maggiore efficienza della sonicazione a temperature elevate controllate, che ha permesso di ottenere rese superiori di proantocianidine e tempi di estrazione significativamente più brevi (ultrasuoni 53 min. rispetto a 150 h con l’estrazione convenzionale con solvente!).
L’introduzione del calore e della sonicazione ha ridotto significativamente il tempo di estrazione (tempo di sonicazione di 53 min) e il fabbisogno di etanolo acquoso (10,14:1 v:w), aumentando al contempo considerevolmente la resa di PAC (16,1 mg CE/g FW rispetto a 26,6 mg CE/g FW previsti). Le condizioni ottimali finali erano: etanolo al 47%, rapporto s:s di 10:1 (v:w), tempo di sonicazione di 53 min e temperatura di estrazione di 60◦C.

Produzione efficiente di estratti di foglie di vite mediante sonicazione

Le foglie della vite comune (Vitis vinifera) sono ricche di resveratrolo, antocianidine, quercetina, isoquercetina e molti altri composti bioattivi, spesso somministrati sotto forma di estratti per scopi medicinali e salutistici.
È stato dimostrato che l’estrazione a ultrasuoni consente di ottenere rese elevate di estratti a spettro completo dalle foglie di vite, rendendo il processo di estrazione molto efficiente. L’etanolo acquoso si è dimostrato il solvente preferibile per gli estratti di vite, poiché possiede un’eccellente capacità di dissoluzione delle molecole bersaglio ed è privo di tossicità. Il processo di estrazione mediante ultrasuoni richiede solo pochi minuti e può essere eseguito sia in lotti sia in modalità a flusso continuo.
Ad esempio, il resveratrolo estratto dalle foglie di vite mediante ultrasuoni può essere purificato utilizzando una colonna di carbonio mesoporoso, che ne aumenta la purezza dal 2,1 al 20,6%. (cfr. Sun et al., 2018)

Estrazione a ultrasuoni di stilbenoidi dai raspi d’uva

Il protocollo di estrazione a ultrasuoni di Piñeiro et al. (2013) consente un elevato recupero di stilbeni quali trans-resveratrolo, ε-viniferina, piceatannolo e vitisina B, presenti principalmente nei tralci della vite e nei raspi d’uva.

Abstract grafico dello studio sull’estrazione a ultrasuoni di stilbenoidi dai raspi d’uva.
(Studio e immagine: Piñeiro et al., 2013)

Con il sonicatore UP200S (200W, 24kHz), i principali stilbenoidi presenti nei raspi d’uva possono essere estratti in 15 min, utilizzando una temperatura di estrazione di 75°C ed etanolo all’80% come solvente di estrazione, senza necessità di una fase di pulizia con solvente organico. Il metodo ottimizzato ha consentito un’analisi semplice ed efficace del contenuto di stilbenoidi in 22 campioni di raspi d’uva.

Grafico degli effetti principali sul recupero medio (area 10.000−1) mediante estrazione a ultrasuoni con UP200S, applicando diversi parametri: piceatannolo (a), trans-resveratrolo (b), ε-viniferina (c) e vitisina-B (d).
(Studio e grafici: Piñeiro et al., 2013)

Cromatogramma HPLC-DAD corrispondente all’estratto di riferimento arricchito in stilbenoidi.
(Studio e grafici: Piñeiro et al., 2013)

Processori a ultrasuoni ad alte prestazioni per l’estrazione dall’uva e dalla vite

Gli estrattori Hielscher Ultrasonics sono ampiamente affermati nel campo dell’estrazione vegetale, indipendentemente dal materiale vegetale o dal solvente utilizzato. I produttori di estratti – sia le aziende artigianali esclusive sia i produttori su larga scala – trovano nell’ampia gamma di apparecchiature Hielscher il sistema di estrazione a ultrasuoni ideale per le proprie esigenze produttive. Le configurazioni per processi in lotti e per processi continui in linea sono prontamente disponibili e possono essere spedite il giorno stesso.

Estrazione ad alta efficienza con i sonicatori Hielscher

Gli estrattori a ultrasuoni Hielscher disgregano efficacemente le cellule vegetali, aumentano la superficie del materiale vegetale disponibile per la penetrazione del solvente e migliorano il trasferimento di massa, consentendo il rilascio rapido e completo delle sostanze fitochimiche (metaboliti secondari). Progettati per essere facili da usare, gli estrattori Hielscher si installano rapidamente e possono essere utilizzati in modo sicuro e intuitivo.
 
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: