Estrazione dell’aglio a ultrasuoni senza solventi

L’aglio (Allium sativum) è ricco di composti organosolforati (ad es. allicina, glutatione), che apportano numerosi benefici per la salute. L’estrazione a ultrasuoni è una tecnica affidabile ed efficiente per produrre estratti di aglio altamente concentrati. La sonicazione consente di ottenere rese elevate di estratti di alta qualità e a spettro completo in tempi di estrazione molto brevi.

Estratti di aglio di qualità superiore mediante estrazione a ultrasuoni

L’uso di un sonicatore a sonda per l’estrazione di allicina e composti organosolforati dall’aglio offre diversi vantaggi, tra cui rese elevate ed estratti di aglio di alta qualità, un trattamento rapido e un approccio senza solventi e rispettoso dell’ambiente. Nel loro insieme, questi fattori contribuiscono alla produzione di estratti di aglio di alta qualità con una maggiore bioattività e una composizione costante, rendendo questo metodo la scelta preferita da ricercatori e industrie alla ricerca di prodotti di qualità superiore derivati dall’aglio.
Di seguito esaminiamo in dettaglio gli effetti benefici dell’estrazione dell’aglio assistita da ultrasuoni:

• In primo luogo, un sonicatore a sonda utilizza onde ultrasoniche che vengono trasmesse nel mezzo di estrazione attraverso una sonda in titanio, denominata sonotrodo. L’energia meccanica delle onde ultrasoniche genera bolle di cavitazione nel liquido, provocandone il rapido collasso. Durante questo processo si verificano intense microturbolenze locali e variazioni di pressione e temperatura. Queste forze favoriscono la disgregazione delle pareti cellulari dell’aglio. Tale disgregazione facilita il rilascio dell’allicina e degli altri composti organosolforati intrappolati all’interno delle cellule, consentendo un’estrazione efficiente.
• In secondo luogo, il carattere controllato e preciso della sonicazione a sonda consente di personalizzare il processo di estrazione. I produttori di estratti e i ricercatori possono regolare parametri quali 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 attività costanti.
• Inoltre, il processo di sonicazione è relativamente rapido rispetto ai metodi di estrazione tradizionali, come la macerazione o l’estrazione Soxhlet. Questa efficienza consente di risparmiare tempo e 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 composti organosolforati sensibili.
• Inoltre, l’estrazione a ultrasuoni è compatibile con qualsiasi solvente, compresi solventi delicati e rispettosi dell’ambiente quali acqua, etanolo acquoso o alcol. Questo aspetto è particolarmente importante quando l’estratto di aglio viene prodotto per essere utilizzato come additivo alimentare, aroma, integratore alimentare, nutraceutico o prodotto farmaceutico, applicazioni in cui è necessario evitare il rischio di contaminazione da solventi o altre sostanze chimiche per garantire la purezza e la sicurezza del prodotto finale.

Estrazione dell’allicina a ultrasuoni in acqua

L’allicina è la molecola appartenente ai tiosulfinati più abbondante nell’estratto di aglio. L’allicina presenta effetti antibatterici, antivirali, antifungini, antiprotozoari, antitumorali e ipoglicemizzanti ed è inoltre nota per favorire la salute cardiovascolare e il sistema immunitario. Le attività farmacologiche dell’aglio sono principalmente legate alle reazioni di scambio tiolo-disolfuro con le proteine contenenti gruppi tiolici.
Per la produzione di estratti di aglio altamente concentrati con elevate quantità di composti organosolforati, l’estrazione a ultrasuoni è una tecnica affidabile ed efficiente per isolare i tioli e altre sostanze bioattive dall’aglio. La sonicazione libera i tioli dall’interno delle cellule dell’aglio e consente di preparare un estratto a spettro completo delle biomolecole dell’aglio. Per l’estrazione dell’aglio a ultrasuoni si può utilizzare come solvente l’acqua, che è atossica, economica e rispettosa dell’ambiente.
 

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

Protocolli di estrazione dell’allicina a ultrasuoni

Sono stati definiti diversi protocolli per l’estrazione dell’aglio a ultrasuoni. In studi scientifici, diversi gruppi di ricerca hanno dimostrato che la sonicazione consente di ottenere rese elevate di allicina, alliina, composti organosolforati e altre sostanze fitochimiche dall’aglio.
Arzanlou et al. (2010) descrivono l’estrazione dell’allicina a ultrasuoni dagli spicchi d’aglio utilizzando acqua come solvente. Hanno utilizzato 20g di spicchi d’aglio schiacciati manualmente. Hanno sottoposto l’aglio macerato a sonicazione in 600mL di acqua distillata per 5 min, utilizzando Hielscher UP200S (200watts) al 100 % di ampiezza. È stato utilizzato un bagno di ghiaccio per dissipare il calore. Dopo l’estrazione a ultrasuoni, la massa di aglio è stata pressata attraverso una garza a cinque strati. La sospensione è stata trasferita in una provetta da 50mL e centrifugata a 1258g a 4ºC per 20 min per separare i residui rimanenti dal liquido. Il surnatante è stato trasferito in una provetta sterile da 50mL e sigillato per la conservazione.

Bose et al. (2014) hanno confrontato l’estrazione a ultrasuoni mediante sonda con la macerazione tradizionale, la sonicazione in bagno e l’estrazione a microonde. I risultati hanno mostrato che l’estrazione a ultrasuoni mediante sonda ha fornito le rese più elevate di allicina.

Ismail et al. (2014) descrivono l’efficiente estrazione a ultrasuoni delle biomolecole contenenti zolfo cisteina e glutatione dai bulbi d’aglio. Hanno applicato l’estrazione a ultrasuoni in acqua per estrarre i tioli dai bulbi d’aglio utilizzando un UP100H con un’impostazione dell’ampiezza del 100%. Hanno riscontrato che la concentrazione ottimale di aglio era del 10% (w/v) per l’estrazione in un becher aperto. La quantificazione dei tioli è stata eseguita 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 in acqua è un metodo semplice, sicuro ed economicamente conveniente per isolare i tioli dall’aglio.
 
 

Sonicatori 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 impiegati come additivi alimentari, integratori alimentari e prodotti terapeutici. Che il vostro obiettivo sia produrre piccoli lotti di estratti di aglio o trattare grandi quantità di estratti vegetali di alta qualità, Hielscher Ultrasonics ha l’estrattore a ultrasuoni ideale per voi.

Vantaggi competitivi dell’estrazione a ultrasuoni

I principali vantaggi dell’estrazione a ultrasuoni di composti bioattivi da materiali vegetali come l’aglio comprendono la significativa riduzione dei tempi di estrazione e trattamento, il rispetto dell’ambiente grazie all’estrazione in acqua o al minore utilizzo di solventi e alle emissioni trascurabili di CO₂, il basso consumo di energia e il funzionamento semplice e sicuro dei sistemi a ultrasuoni.

Standardizzazione del processo con Hielscher Ultrasonics

Gli estratti utilizzati negli alimenti o nei prodotti farmaceutici devono essere prodotti in conformità alle buone pratiche di fabbricazione (GMP) e secondo specifiche di trattamento 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 memorizza sulla scheda SD integrata tutti i parametri del processo a ultrasuoni, quali energia ultrasonica (energia totale e netta), ampiezza, temperatura e pressione (quando sono installati sensori di temperatura e pressione), con data e ora. Ciò consente di riesaminare ogni lotto trattato a ultrasuoni. Allo stesso tempo, vengono garantite la riproducibilità e una qualità del prodotto costantemente elevata. La robustezza di tutti i sonicatori Hielscher consente il funzionamento 24/7 in condizioni di lavoro gravose e in ambienti impegnativi.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: