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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

ブドウの搾りかす、種、葉、茎からのポリフェノールの超音波抽出。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。

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超音波抽出は、植物から高級エキスをより高い収率で生産するためのシンプルで効率的な戦略である。

の産業用設置 超音波抽出機 UIP4000hdT 植物エキスの生産に使用される。

ファイトケミカルの超音波抽出の利点

  • 高い抽出収率
  • 高品質エキス
  • ラピッドプロセス
  • 非熱処理
  • あらゆる溶剤に対応
  • 安全で操作が簡単
  • エネルギー効率

ブドウ種子からのポリフェノールの超音波抽出

超音波バッチ抽出機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.)

業務用ワイン製造用超音波発生装置UIP4000hdT、高流量スルー

超音波発生装置UIP4000hdTの設置 フロースルー率の高い工業用ワイン処理用。

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。

Hielscher社製超音波抽出機UP200Sを用いた、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概要。

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。

ブドウの茎からのスチルベノイド抽出に、Hielscher社製超音波発生装置UP200Sが使用された。

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.)

ブドウとブドウの木からスチルベノイドを抽出する方法としての超音波処理。

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.)

植物から効率的に植物化学物質や植物を抽出するための超音波プローブ型抽出器。

超音波抽出機 UP400St ブドウとブドウの木から抽出したエキス(例えば、ブドウの搾りかす、種子、葉、茎、葉)の調製用。

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ブドウとブドウの木抽出用高性能超音波プロセッサー

Hielscher社の超音波抽出機は、どのような植物原料や溶媒を使用する場合でも、植物抽出の分野で定評があります。エキス生産者 – 専属のブティック・エキス・メーカーと大規模なマス・メーカーの両方がある。 – Hielscher社の幅広い機器ラインアップの中から、お客様の生産要件に最適な超音波抽出装置をお探しください。バッチ式だけでなく、連続式のインライン・プロセス・セットアップも容易に利用でき、即日出荷が可能です。

Hielscher社製超音波発生装置による高効率抽出

Hielscher社の超音波抽出機は、効率的に植物細胞を破壊し、溶媒浸透のために植物原料の表面積を増加させ、物質移動を改善し、その結果、植物化学物質(二次代謝産物)を迅速かつ完全に放出します。使いやすさを考慮して設計されたHielscher抽出機は、素早く設置でき、安全で直感的な操作が可能です。
 
下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です:

バッチ量 流量 推奨デバイス
1〜500mL 10~200mL/分 UP100H
10〜2000mL 20~400mL/分 UP200Ht, UP400ST
0.1~20L 0.2~4L/分 UIP2000hdT
10~100L 2~10L/分 UIP4000hdT
n.a. 10~100L/分 uip16000
n.a. より大きい クラスタ uip16000

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超音波高剪断ホモジナイザーは、実験室、ベンチトップ、パイロットおよび工業処理で使用されます。

Hielscher Ultrasonics社は、ラボスケール、パイロットスケール、工業スケールの混合アプリケーション、分散、乳化、抽出用の高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。



文献・参考文献

超音波抽出は、ブドウの茎からスチルベノイドを放出する効率的な方法である。

ピセアタンノール(a)、トランス-レスベラトロール(b)、イソルハポンチゲニン(c)、ε-ビニフェリン(d)、ビチシン-B(e)の化学構造。
(調査とグラフ:Piñeiro et al.)

知っておくべき事実

超音波抽出の原理

高出力、低周波数の超音波は、液体媒体中に振動と音響キャビテーションを発生させ、激しい乱流、混合、細胞破壊、高い物質移動をもたらす。これらの超音波効果は、細胞壁や小胞などの細胞構造を破壊するために植物材料に適用される。高い物質移動により、ファイトケミカル(ポリフェノール、フラバノール、抗酸化物質など)のような細胞内化合物が周囲の溶媒に放出される。このような超音波抽出の強度は、天然物成分の生産において、超音波抽出を優れた単離方法へと変貌させる。超音波抽出は、何十年も前から食品や医薬品の製造に使用されている、確立された抽出技術です。

超音波抽出は、細胞の構造を破壊し、物質移動を促進することによって機能する。

パワー超音波は、植物の細胞構造を破壊し、生物活性化合物を放出し、植物材料と溶媒(エタノールなど)の間の物質移動を促進する。


高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、コンパクトなラボ用超音波装置からベンチトップユニットまでの全スペクトルをカバーしています 卓上型超音波システム フルインダストリアル超音波システムまで。

Hielscher Ultrasonics社は、高性能の超音波ホモジナイザーを製造しています。 ラブ への 工業用サイズ。

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