ブドウおよびワイン副産物からの活性化合物の超音波抽出

ブドウ（Vitis vinifera）、ブドウの木、ワインの副産物には、ポリフェノールやその他の生理活性物質が豊富に含まれており、これらは医薬品や栄養補助食品を製造するための貴重な化合物である。超音波抽出は、ブドウやブドウ由来の化合物（例えば、ブドウの搾りかす、種子、葉、茎、葉）を簡単かつ高効率で分離することができる。超音波抽出は、収率が高く、抽出条件が穏やかで、抽出時間が短く、コストが低いため、迅速で信頼性が高く、他の抽出方法よりも優れています。

ブドウとブドウの木からのフィトケミカルの超音波抽出

ブドウ園やワイン製造工程で生じる副産物には、ブドウの果肉、搾りかす（果皮と種子）、搾りかす、ブドウの葉、茎、サトウキビなどがあり、固形分として30～40％w/wを占めるが、そのほとんどは廃棄物として未使用のまま捨てられている。これらのブドウやワインの副産物には、ポリフェノールやその他の生物活性化合物が豊富に含まれていることを発見し、ワイン業界は、貴重なエキスを生産するために、これらの植物由来の原料をますます利用するようになっている。レスベラトロール、アントシアニジン、プロアントシアニジン、ケルシチンなど、ブドウやブドウの木（ヴィティス・ヴィニフェラ）に含まれる物質は、すでに医薬品や栄養補助食品として広く消費されている。健康を促進する化合物の供給源として、ヴィティス・ヴィニフェラの副産物からの抽出物は、医薬品や食品産業で使用されると同時に、持続可能な農業を支えている。超音波抽出は、ブドウおよびブドウ副産物からの生物活性化合物の放出を促進する。超音波アシスト抽出は、医薬品や食品化合物に使用される、古くから確立された抽出技術である。短時間の抽出手順で非常に高い抽出収率が得られ、あらゆる溶媒（水、エタノール、イソプロパノール、ヘキサンなど）に対応する。

ブドウ種子からのポリフェノールの超音波抽出

ブドウ種子にはプロアントシアニジンが豊富に含まれているため、医薬品や栄養補助食品用のプロアントシアニジン抽出物を製造するのに最適な原料である。Thilakarathna and Rupasinghe (2022)は、制御された高温下での超音波処理の優れた効率性を実証し、より高いプロアントシアニジン収率と有意に短い抽出時間（従来の溶媒抽出150時間に対して超音波53分！）をもたらした。
加熱と超音波処理を導入することで、抽出時間（超音波処理時間53分）と水性エタノールの必要量（10.14:1 v:w）が大幅に短縮される一方で、PAC収量は大幅に増加した（16.1 mg CE/g FW対26.6 mg CE/g FWの予測値）。最終的な最適条件は、47%エタノール、10:1s:s比（v:w）、53分の超音波処理時間、60◦Cの抽出温度であった。

超音波を用いた効率的なブドウ葉エキス製造

一般的なブドウの木（ヴィティス・ヴィニフェラ）の葉には、レセベラトロール、アントシアニジン、ケルセチン、イソケルセチン、その他多くの生理活性化合物が豊富に含まれており、これらは薬用や健康目的で、しばしばエキスの形で副用されている。
超音波抽出は、ブドウの葉から高い収率でフルスペクトルエキスを得ることができ、抽出プロセスを非常に効率的にすることが示されている。水性エタノールは、標的分子に対する溶解能力に優れ、毒性がないため、ブドウのつるの抽出物に適した溶媒であることが実証されている。超音波を用いた抽出プロセスは数分しかかからず、バッチプロセスでも連続フロースルーモードでも実行できる。
例えば、ブドウの葉から超音波抽出したレスベラトロールは、メソポーラスカーボンのカラムを使って精製することができ、レスベラトロール純度は2.1％から20.6％に向上する。(参照：Sun et al.）

ブドウの茎からの超音波スチルベノイド抽出

Piñeiroら(2013)の超音波抽出プロトコルは、trans-レスベラトロール、ε-ビニフェリン、ピセアタンノール、ビチシンBなどのスチルベンを高回収率で回収する。

ブドウの茎からの超音波スチルベノイド抽出に関する研究のグラフィックアブストラクト。
(研究・写真：ピニェイロ他、2013年）

超音波処理装置UP200S（200W、24kHz）を用いると、抽出温度として75℃、抽出溶媒として80％エタノールを用いて、ブドウの茎に含まれる主なスチルベノイドを15分で抽出することができ、有機溶媒による洗浄工程は不要である。最適化された方法により、22種類のブドウ茎サンプルから、スチルベノイド含量を簡便かつ効率的に分析することができた。

ピセアタンノール（a）、トランス-レスベラトロール（b）、ε-ビニフェリン（c）、ビチシン-B（d）の各種パラメータを適用したUP200Sによる超音波抽出による平均回収率（面積10.000-1）の主効果プロット。
(調査とグラフ：Piñeiro et al.）

スチルベノイド濃縮リファレンス抽出物に対応するHPLC-DADクロマトグラム。
(調査とグラフ：Piñeiro et al.）

ブドウとブドウの木抽出用高性能超音波プロセッサー

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Hielscher社製超音波発生装置による高効率抽出

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下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：