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.

Estratti di aglio di qualità superiore mediante estrazione a ultrasuoni

Sonicatore a sonda per la disintegrazione e la lisi delle cellule, ad esempio allicina e composti contenenti zolfo da aglio e cipolla.L'uso di un sonicatore a sonda per l'estrazione dell'allicina e dei composti organosolforati dall'aglio offre diversi vantaggi, tra cui rese elevate e un'alta qualità dell'estratto di aglio, un processo rapido e un approccio privo di solventi e rispettoso dell'ambiente. Questi fattori contribuiscono collettivamente alla produzione di estratti di aglio di alta qualità con una maggiore bioattività e una composizione coerente, rendendolo il metodo preferito dai ricercatori e dalle industrie che cercano prodotti derivati dall'aglio di alta qualità.
Di seguito, analizziamo in dettaglio gli effetti benefici dell'estrazione dell'aglio con gli ultrasuoni:

  • In primo luogo, un sonicatore a sonda utilizza onde ultrasoniche per creare onde ultrasonore ad alta intensità, che vengono trasmesse attraverso una sonda in titanio, il cosiddetto sonotrodo, nel mezzo di estrazione. Questa energia meccanica genera bolle di cavitazione nel liquido, facendole collassare rapidamente. Durante questo processo si verificano intensi riscaldamenti e raffreddamenti locali, creando microturbolenze e variazioni di pressione che favoriscono la rottura delle pareti cellulari dell'aglio. Questa rottura facilita il rilascio dell'allicina e di altri composti organosolforati intrappolati nelle cellule, consentendo un'estrazione efficiente.
  • In secondo luogo, la natura controllata e precisa della sonicazione a sonda consente di personalizzare il processo di estrazione. I produttori di estratti e i ricercatori possono regolare parametri come il tempo di sonicazione, l'ampiezza e la temperatura per ottimizzare le condizioni di estrazione, massimizzando così la resa di allicina e composti organosolforati e riducendo al minimo la degradazione dei composti sensibili. Questo livello di controllo è fondamentale per ottenere estratti di alta qualità con composizione e potenza costanti.
  • Inoltre, il processo di sonicazione è relativamente veloce rispetto ai metodi di estrazione tradizionali, come la macerazione o l'estrazione Soxhlet. Questa efficienza non solo fa risparmiare tempo, ma aiuta anche a preservare la freschezza e la bioattività dei composti estratti. La minore durata dell'estrazione riduce l'esposizione dell'estratto di aglio al calore e all'ossigeno, che possono degradare i sensibili composti organosolforati.
  • Inoltre, l'estrazione a ultrasuoni è compatibile con qualsiasi solvente, compresi quelli più delicati e rispettosi dell'ambiente come acqua, etanolo acquoso o alcol. Ciò è particolarmente importante quando l'estratto di aglio viene prodotto per essere utilizzato come additivo alimentare, aroma, integratore alimentare, nutraceutico o farmaceutico, dove è necessario evitare il rischio di contaminazione da solventi o altre sostanze chimiche, al fine di garantire la purezza e la sicurezza del prodotto finale.

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

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

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

Sonicatore UP200Ht per l'estrazione dell'aglio

Sonicator UP200Ht per l'estrazione di allicina, composti organosolforati e sostanze fitochimiche dall'aglio.

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Protocolli di estrazione di Allicina a ultrasuoni

Ultrasuonatore UP200St per l'estrazione di allicina e flavonoidi da aglio e cipollaPer l'estrazione a ultrasuoni dell'aglio sono stati stabiliti diversi protocolli. In studi scientifici, diversi gruppi di ricerca hanno dimostrato che la sonicazione produce un'elevata quantità di allicina, alliina, composti organosolforati e altre sostanze fitochimiche dell'aglio.
Arzanlou et al. (2010) riportano l'estrazione a ultrasuoni dell'allicina dagli spicchi d'aglio utilizzando l'acqua come solvente. Hanno utilizzato 20 g di spicchi d'aglio schiacciati manualmente. Hanno sonicato l'aglio macerato in 600 ml 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 a ultrasuoni, la purea di aglio è stata pressata attraverso una tela da formaggio a cinque strati. La sospensione è stata trasferita in una provetta da 50 ml e centrifugata a 1258 g a 4ºC per 20 minuti per separare i detriti rimanenti dal liquido. Il surnatante è stato trasferito in una provetta sterile da 50 ml e sigillato per la conservazione.

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.

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

In questa presentazione vi presentiamo la produzione di estratti botanici. Spiegheremo le sfide della produzione di estratti botanici di alta qualità e come un sonicatore può aiutarvi a superarle. Questa presentazione vi mostrerà come funziona l'estrazione a ultrasuoni. Imparerete quali vantaggi potete aspettarvi utilizzando un sonicatore per l'estrazione e come potete implementare un estrattore a ultrasuoni nella vostra produzione di estratti.

Estrazione botanica a ultrasuoni - Come utilizzare i sonicatori per estrarre i composti botanici

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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

Fonici ad alte prestazioni per l'estrazione dell'aglio

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. Che il vostro obiettivo sia produrre piccoli lotti di estratti di aglio o lavorare grandi quantità di estratti botanici di alta qualità, Hielscher Ultrasonics ha l'estrattore a 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.

Volete produrre i vostri estratti di spezie o le vostre salse? Che si tratti della cucina di un ristorante, di un ambizioso sous chef o di un produttore commerciale, con le apparecchiature a ultrasuoni Hielscher potete produrre estratti e salse di alta qualità in breve tempo. Producete voi stessi estratti biologici! Eliminate i conservanti! Utilizzate solo gli ingredienti scelti da voi!

Estrazione del peperoncino - Ultrasuoni Hielscher UP200HT

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Standardizzazione dei processi con Hielscher Ultrasonics

Gli estratti, utilizzati in campo alimentare o farmaceutico, devono essere prodotti in conformità alle buone pratiche di fabbricazione (GMP) e secondo specifiche di lavorazione standardizzate. I sonicatori digitali Hielscher Ultrasonics sono dotati di un software intelligente che facilita l'impostazione e il controllo preciso del processo di sonicazione. La registrazione automatica dei dati scrive tutti i parametri del processo a ultrasuoni come l'energia degli ultrasuoni (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 integrata. Ciò consente di rivedere ogni lotto trattato a ultrasuoni. Allo stesso tempo, la riproducibilità e l'elevata qualità del prodotto sono garantite. La robustezza di tutti i sonicatori 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 batchPortataDispositivi raccomandati
1 - 500mL10 - 200mL/minUP100H
10 - 2000mL20 - 400mL/minUP200Ht, UP400St
0,1 - 20L0,2 - 4L/minUIP2000hdT
10 - 100L2 - 10L/minUIP4000hdT
n.a.10 - 100L/minUIP16000
n.a.più grandecluster di UIP16000

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Le sonde a ultrasuoni sono altamente efficienti per l'estrazione non termica di funghi medicinali come il Chaga. Questo video dimostra la rapida estrazione a spettro completo dal chaga utilizzando l'ultrasuonatore UP100H.

Estrazione dei funghi - Estrazione a freddo dei funghi Chaga con gli ultrasuoni

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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.

estrazione ad ultrasuoni – Il principio di funzionamento della cavitazione acustica

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.


Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro dagli ultrasuoni da laboratorio compatti alle unità da banco fino ai sistemi a ultrasuoni industriali completi.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.


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