Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Estrazione ad ultrasuoni senza solventi per l'estrazione dell'aglio

L'aglio (Allium sativum) è ricco di composti organosolfurici (ad esempio allicina, glutatione), che promuovono molti benefici per la salute. L'estrazione ad ultrasuoni è una tecnica affidabile ed efficiente per produrre estratti di aglio altamente concentrati. Ultrasonicazione risultati in alti rendimenti di alta qualità, estratti a spettro completo entro tempi di estrazione molto brevi.

estrazione ad ultrasuoni

Il principio di funzionamento dell'estrazione ad ultrasuoni (nota anche come estrazione del suono) si basa sul fenomeno della cavitazione acustica. La cavitazione generata dagli ultrasuoni crea elevate forze di taglio, micro-turbulenze, getti di liquido, e differenziali di temperatura e pressione localmente limitati ed estremi. Gli effetti meccanici degli ultrasuoni ad alte prestazioni perturbano le pareti cellulari, favoriscono la penetrazione del solvente all'interno della cellula e aumentano il trasferimento di massa. Come tecnica di estrazione non termica, la sonicazione impedisce la degradazione termica dei composti bioattivi. I parametri di processo ad ultrasuoni possono essere sintonizzati con precisione sulla materia prima e sulle sostanze di destinazione, in modo da garantire una qualità superiore dell'estratto.

Estrazione allicina ad ultrasuoni a base di acqua

Aglio - L'estrazione ad ultrasuoni consente di ottenere rendimenti elevati e una qualità superiore delle molecole contenenti zolfo dell'aglioL'allicina è la molecola tiosolfinata più abbondante che si trova nell'estratto di aglio. L'allicina è caratterizzata da effetti antibatterici, antivirali, antifungini, antiprotozoici, antitumorali e ipoglicemici ed è anche nota per sostenere la salute cardiovascolare e il sistema immunitario. Le attività farmacologiche dell'aglio sono per lo più legate alle reazioni di scambio tiolo-disolfuro con le proteine contenenti tiolo.
Per la produzione di estratti di aglio altamente concentrati con elevate quantità di composti organosolforati, l'estrazione ad ultrasuoni è una tecnica affidabile ed efficiente per isolare i tioli e altre sostanze bioattive dall'aglio. La sonicazione rilascia i tioli dall'interno delle cellule dell'aglio e permette di preparare un estratto a spettro completo di biomolecole di aglio. Per l'estrazione ad ultrasuoni dell'aglio, l'acqua può essere utilizzata come solvente, che è atossico, economico e rispettoso dell'ambiente.

L'estrazione ad ultrasuoni dell'aglio dà alti rendimenti di allicina e di altri composti organosolfurici.

Sezione trasversale dello spicchio d'aglio prima e dopo la sonicazione
studio e immagini di Bose et al. 2014

Processore ad ultrasuoni UIP2000hdT (2kW) con reattore batch agitato

Omogeneizzatore ad ultrasuoni UIP2000hdT (2kW) con reattore batch continuamente mescolato

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Protocolli di estrazione di Allicina a ultrasuoni

Arzanlou et al. (2010) riportano l'estrazione ad ultrasuoni dell'allicina dagli spicchi d'aglio utilizzando l'acqua come solvente. Hanno usato 20 g di spicchi d'aglio schiacciati manualmente. Hanno sonicato l'aglio macerato in 600mL di acqua distillata per 5 minuti, utilizzando l'Hielscher UP200S (200 watt) al 100 % di ampiezza. Per la dissipazione del calore è stato utilizzato un bagno di ghiaccio. Dopo l'estrazione ad ultrasuoni, il purè d'aglio è stato pressato attraverso una stamigna a cinque strati. La sospensione è stata trasferita in un tubo da 50 ml e centrifugata a 1258 g a 4ºC per 20 minuti per separare i residui dal liquido. Il supernatante è stato trasferito in un tubo sterile da 50 ml e sigillato per la conservazione.

Ismail et al. (2014) riportano l'efficiente estrazione ad ultrasuoni delle biomolecole contenenti zolfo cisteina e glutatione dai bulbi d'aglio. Hanno applicato l'estrazione ad ultrasuoni a base d'acqua per estrarre i tioli dai bulbi d'aglio utilizzando un UP100H al 100% di ampiezza. Hanno trovato che la concentrazione ottimale di aglio era del 10% (p/v) in un'estrazione a becher aperto. La quantificazione dei tioli è stata effettuata utilizzando il metodo dei reagenti di Ellman. Hanno ottenuto una resa di estratto di 0,170mM di tioli. I ricercatori concludono che l'estrazione ad ultrasuoni a base di acqua è un metodo semplice, sicuro ed economico per isolare i tioli dall'aglio.

Bose et al. (2014) hanno confrontato l'estrazione a ultrasuoni con la tradizionale macerazione, la sonicazione a bagno e l'estrazione a microonde. I risultati hanno mostrato che l'estrazione ad ultrasuoni di tipo sonda ha dato i più alti rendimenti di allicina.

Estrazione ad ultrasuoni di zenzero essiccato

Vantaggi dell'estrazione ad ultrasuoni dell'aglio

  • Senza solventi / a base d'acqua
  • alto rendimento di estrazione
  • Estratti di alta qualità
  • non termico
  • Estratti a spettro completo
  • processo rapido
  • Verde, rispettoso dell'ambiente
  • Funzionamento semplice e sicuro
  • Bassa manutenzione
  • ROI veloce

Estrattori ad ultrasuoni ad alte prestazioni

I sistemi di estrazione Hielscher Ultrasonics sono utilizzati in tutto il mondo nell'industria alimentare e farmaceutica per la produzione commerciale di estratti vegetali di alta qualità utilizzati come additivi alimentari, integratori alimentari e terapeutici. Sia che il vostro obiettivo sia quello di produrre lotti più piccoli di estratti di aglio o di elaborare grandi quantità di estratti botanici di alta qualità, Hielscher Ultrasonics ha l'estrattore ad ultrasuoni ideale per voi.

Vantaggi competitivi grazie all'estrazione a ultrasuoni

I principali vantaggi dell'estrazione a ultrasuoni di composti bioattivi da materiali botanici come l'aglio includono il tempo di estrazione e di lavorazione significativamente ridotto, la sua compatibilità ambientale grazie all'estrazione a base d'acqua o al ridotto uso di solventi e la trascurabile riduzione delle piccole quantità di CO2la bassa quantità di energia utilizzata, nonché il funzionamento semplice e sicuro dei sistemi ad ultrasuoni.

Standardizzazione dei processi con Hielscher Ultrasonics

Gli estratti, che sono utilizzati in prodotti alimentari o farmaceutici, devono essere prodotti in conformità alle buone pratiche di fabbricazione (GMP) e secondo specifiche di lavorazione standardizzate. I sistemi di estrazione digitale di Hielscher Ultrasonics sono dotati di un software intelligente, che rende facile impostare e controllare con precisione il processo di sonicazione. La registrazione automatica dei dati scrive tutti i parametri di processo ad ultrasuoni come l'energia ultrasonica (energia totale e netta), l'ampiezza, la temperatura, la pressione (quando sono montati i sensori di temperatura e pressione) con data e ora sulla scheda SD incorporata. Ciò consente di rivedere ogni lotto elaborato ad ultrasuoni. Allo stesso tempo, sono garantite la riproducibilità e la qualità del prodotto costantemente elevata. La robustezza delle apparecchiature ad ultrasuoni di Hielscher consente un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
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. più grande cluster di UIP16000

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Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per la dispersione, l'emulsione e l'estrazione delle cellule.

Omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alta potenza di laboratorio a pilota e Industriale scala.

Letteratura / Referenze



Particolarità / Cose da sapere

L'aglio e i suoi benefici per la salute

L'aglio è ricco di biomolecole, che conferiscono all'aglio la sua potenza come pianta medicinale e integratore alimentare. 200 diversi composti contribuiscono ai numerosi effetti benefici per la salute dell'aglio. Gli spicchi d'aglio hanno un contenuto eccezionalmente elevato di composti organosolfurici, come l'alliina, l'allicina e i composti di γ-glutamylcysteine come la γ-glutamil-S-allicisteina, γ-glutamil-S-trans-1-propenilcisteina. L'aglio contiene almeno quattro volte più zolfo di altre verdure ricche di zolfo come cipolla, broccoli e cavolfiore. Questi composti contenenti zolfo conferiscono all'aglio il suo odore e il suo sapore pungente.
Le biomolecole contenenti zolfo sono definite composti sulfidrilici e appartengono al gruppo dei tioli. Si trovano in tutti i tessuti e le cellule del corpo umano e svolgono un ruolo cruciale in molte reazioni biochimiche vitali. Cisteina e glutatione (GHS) sono due importanti tioli presenti nell'aglio. La cisteina è un amminoacido contenente zolfo che presenta un gruppo sulfidrilico chimicamente molto reattivo. Il glutatione (GHS), un tripeptide costituito dagli amminoacidi glutammato, cisteina e glicina, è il più onnipresente composto sulfidrilico a bassa massa molecolare nel corpo umano. Il glutatione agisce come super-antiossidante e ha una funzione vitale nel corpo umano (ad esempio, il sistema immunitario).

Allicina

L'allicina è una delle biomolecole più importanti nell'aglio che mostra vari effetti di promozione della salute. L'allicina non è presente nello spicchio d'aglio intatto, ma viene sintetizzata quando l'aglio viene affettato o schiacciato. Attraverso la macerazione del tessuto dell'aglio, si attiva un enzima chiamato alliinasi. L'allinasi avvia la trasformazione dell'amminoacido alliina in allicina e altri alliliosolfati. La formazione dell'allicina è un processo rapido, che si completa in pochi secondi dopo la frantumazione di un bulbo d'aglio fresco.