Estrazione dell'aglio senza solventi a ultrasuoni

L'aglio (Allium sativum) è ricco di composti organosolforati (ad es. allicina, glutatione), che promuovono molti benefici per la salute. L'estrazione a ultrasuoni è una tecnica affidabile ed efficiente per produrre estratti di aglio altamente concentrati. Gli ultrasuoni consentono di ottenere 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 dell'allicina e dei composti organosolforati dall'aglio offre diversi vantaggi, tra cui rese elevate e un'alta qualità dell'estratto di aglio, una lavorazione rapida 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.

Estrazione dell'allicina con ultrasuoni a base di acqua

L'allicina è la molecola tiosolfata più abbondante presente nell'estratto di aglio. L'allicina ha effetti antibatterici, antivirali, antifungini, antiprotozoari, antitumorali e ipoglicemizzanti ed è nota anche per sostenere 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 tiolo.
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 di biomolecole dell'aglio. Per l'estrazione a ultrasuoni dell'aglio si può utilizzare come solvente l'acqua, che è atossica, poco costosa e rispettosa dell'ambiente.
 

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

Protocolli di estrazione dell'allicina a ultrasuoni

Per 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 con sonda a ultrasuoni con la macerazione tradizionale, la sonicazione in bagno e l'estrazione a microonde. I risultati hanno mostrato che l'estrazione con sonda a ultrasuoni ha fornito le rese più elevate 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.
 
 

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 la riduzione significativa dei tempi di estrazione e di lavorazione, il rispetto dell'ambiente grazie all'estrazione a base acquosa o all'uso ridotto di solventi e la trascurabile riduzione delle emissioni di CO₂e la bassa quantità di energia utilizzata, nonché il funzionamento semplice e sicuro dei sistemi a ultrasuoni.

Standardizzazione dei processi con gli ultrasuoni Hielscher

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 ultrasonori: