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）、ブドウ樹およびワインの副産物には、医薬用および栄養補助用サプリメントの製造に有用な化合物である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います。超音波抽出により、ブドウおよびブドウ樹由来の化合物を簡単かつ非常に効率よく分離できます（例えば、ブドウの搾りかす、種子、葉、茎、ワインの澱から）。超音波支援抽出は迅速で信頼性が高く、より高い収率、より穏やかな抽出条件、より短い抽出時間、より低いコストという点で、他の抽出方法よりも優れています。

ブドウおよびブドウ樹からの植物化学物質の超音波抽出

ブドウ畑やワイン醸造工程から生じる副産物には、ブドウの果肉、搾りかす（果皮と種子）、ワインの澱、ブドウの葉、茎、枝が含まれ、これらは固形物の最大30–40% w/wを占めますが、その大部分は利用されずに廃棄物として捨てられています。これらのブドウおよびワイン副産物にポリフェノールやその他の生理活性化合物が豊富に含まれることが明らかになり、業界では、有用な抽出物を製造するためにこれらの植物由来材料を利用する動きが広がっています。ブドウおよびブドウ樹（Vitis vinifera）に含まれ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、quercitin、その他の物質は、医薬用および栄養補助用サプリメントとして、すでに広く摂取されています。Vitis viniferaの副産物から得られる抽出物は、健康増進に役立つ化合物の供給源として医薬品産業や食品産業で利用されると同時に、持続可能な農業にも貢献しています。超音波抽出は、ブドウおよびその副産物からの生理活性化合物の放出を促進します。超音波支援抽出は、医薬品および食品用の化合物に用いられてきた、長年にわたり確立された抽出技術です。短時間の抽出工程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）で使用できます。

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、医薬用および栄養補助用サプリメント向けのプロアントシアニジン抽出物を製造するための優れた原料です。ThilakarathnaおよびRupasinghe（2022）は、制御された高温条件下での超音波処理の優れた効率を実証し、より高いプロアントシアニジン収率と大幅に短い抽出時間を実現しました（超音波抽出は53 min、従来の溶媒抽出は150 h！）。
加熱と超音波処理の導入により、抽出時間（超音波処理時間53 min）とエタノール水溶液の必要量（10.14:1 v:w）が大幅に減少する一方、PAC収率は大幅に増加しました（16.1 mg CE/g FWに対し、予測値26.6 mg CE/g FW）。最終的な最適条件は、エタノール47%、s:s比10:1（v:w）、超音波処理時間53 min、抽出温度60◦Cでした。

超音波処理によるブドウ葉抽出物の効率的な製造

一般的なブドウ樹（Vitis vinifera）の葉には、レスベラトロール、アントシアニジン、ケルセチン、イソケルセチンのほか、多くの生理活性化合物が豊富に含まれており、これらは医療や健康を目的として、抽出物の形で投与されることがよくあります。
超音波抽出は、ブドウの葉から全成分を含む抽出物を高収率で得られることが示されており、抽出工程を非常に効率的にします。エタノール水溶液は、対象分子に対する溶解能力に優れ、毒性がないため、ブドウ樹の抽出物を得るための望ましい溶媒であることが示されています。超音波を用いた抽出工程はわずか数分で完了し、バッチ処理でも連続フロースルーモードでも実施できます。
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用いて精製でき、レスベラトロールの純度は2.1から20.6%へと向上します。（参照：Sun et al., 2018）

ブドウの茎からのスチルベノイドの超音波抽出

Piñeiro et al.（2013）の超音波抽出プロトコルにより、主にブドウの枝や茎に含まれるトランスレスベラトロール、ε-ビニフェリン、ピセアタンノール、ビチシンBなどのスチルベン類を高い回収率で得られます。

ブドウの茎からのスチルベノイドの超音波抽出に関する研究のグラフィカルアブストラクト。
（研究および画像：Piñeiro et al., 2013）

超音波処理装置UP200S（200W、24kHz）を使用すると、抽出温度75°C、抽出溶媒80%エタノールで、ブドウの茎に含まれる主要なスチルベノイドを15 minで抽出でき、有機溶媒による洗浄工程も不要です。最適化した方法により、22点のブドウ茎サンプルのスチルベノイド含有量を簡単かつ効果的に分析できました。

UP200Sを用い、さまざまなパラメーターを適用した超音波抽出による平均回収量（面積10.000−1）の主効果プロット：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）。
（研究およびグラフ：Piñeiro et al., 2013）

スチルベノイドを濃縮した参照抽出物に対応するHPLC-DADクロマトグラム。
（研究およびグラフ：Piñeiro et al., 2013）

ブドウおよびブドウ樹からの抽出に用いる高性能超音波プロセッサー

Hielscher Ultrasonicsの抽出装置は、使用する植物材料や溶媒にかかわらず、植物抽出の分野で広く定着しています。抽出物の製造業者は – 高級抽出物を少量生産する専門メーカーから大規模な大量生産メーカーまで – Hielscherの幅広い装置ラインアップから、生産要件に最適な超音波抽出装置を見つけることができます。バッチ処理および連続インライン処理の設備構成をすぐにご提供でき、同日中に出荷することも可能です。

Hielscherの超音波処理装置による高効率抽出

Hielscherの超音波抽出装置は、植物細胞を効率的に破砕し、溶媒が浸透する植物材料の表面積を増大させるとともに、物質移動を促進することで、植物化学物質（二次代謝産物）を迅速かつ完全に放出させます。使いやすさを考慮して設計されたHielscherの抽出装置は、短時間で設置でき、安全かつ直感的に操作できます。
 
以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力の目安を示しています。