აქტიური ნივთიერებების ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ყურძნისა და ღვინის გვერდითი პროდუქტებიდან

ყურძენი (Vitis vinifera), ვაზი და ღვინის გვერდითი პროდუქტები მდიდარია პოლიფენოლებითა და სხვა ბიოაქტიური ნივთიერებებით, რომლებიც წარმოადგენს ღირებულ კომპონენტებს სამედიცინო და კვებითი დამატებების წარმოებისთვის. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია საშუალებას იძლევა, მარტივად და მაღალი ეფექტურობით მოხდეს ყურძნისა და ვაზისგან მიღებული კომპონენტების იზოლაცია (მაგ., ყურძნის ჭაჭა, თესლი, ფოთლები, ღეროები, ნალექი). ულტრაბგერითი ექსტრაქცია სწრაფი, საიმედოა და სხვა ექსტრაქციის მეთოდებს აღემატება უფრო მაღალი გამოსავლიანობით, უფრო მსუბუქი ექსტრაქციის პირობებით, უფრო მოკლე ექსტრაქციის დროით და უფრო დაბალი ღირებულებით.

ფიტოქიმიკატების ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ყურძნიდან და ვაზიდან

ვენახებიდან და ღვინის დამზადების პროცესიდან მიღებული გვერდითი პროდუქტები მოიცავს ყურძნის რბილობს, ჭაჭას (კანსა და თესლს), ნალექს, ვაზის ფოთლებს, ღეროებსა და ლერწებს, რომლებიც შეადგენს მყარი ნივთიერებების 30−40%-ს w/w და ძირითადად გამოუყენებლად იყრება ნარჩენების სახით. ყურძნისა და ღვინის ამ გვერდით პროდუქტებში პოლიფენოლებისა და სხვა ბიოაქტიური ნაერთების სიმრავლის აღმოჩენის შემდეგ მრეწველობა სულ უფრო მეტად იყენებს ამ მცენარეულ მასალებს ღირებული ექსტრაქტების წარმოებისთვის. რესვერატროლი, ანთოციანიდინები, პროანთოციანიდინი, კვერცეტინი და სხვა ნივთიერებები, რომლებიც მოიპოვება ყურძენსა და ვაზში (Vitis vinifera), უკვე ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო და კვებითი დამატებების სახით. როგორც ჯანმრთელობისთვის სასარგებლო ნაერთების წყარო, Vitis vinifera-ს გვერდითი პროდუქტების ექსტრაქტები გამოიყენება ფარმაცევტულ და კვების მრეწველობაში და ამავდროულად ხელს უწყობს მდგრად სოფლის მეურნეობას. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ხელს უწყობს ბიოაქტიური ნაერთების გამოყოფას ყურძნიდან და ყურძნის გვერდითი პროდუქტებიდან. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია დიდი ხანია დამკვიდრებული მეთოდია ფარმაცევტული და საკვები ნაერთების მისაღებად. ის მოკლე დროში იძლევა ექსტრაქტის ძალიან მაღალ გამოსავლიანობას და მუშაობს ნებისმიერ გამხსნელთან (მაგ., წყალი, ეთანოლი, იზოპროპანოლი, ჰექსანი და ა.შ.).

პოლიფენოლების ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ყურძნის თესლიდან

ყურძნის თესლი მდიდარია პროანთოციანიდინებით და ამიტომ წარმოადგენს შესანიშნავ წყაროს სამედიცინო და კვებით დამატებებში გამოსაყენებელი პროანთოციანიდინის ექსტრაქტების წარმოებისთვის. Thilakarathna-მ და Rupasinghe-მ (2022) აჩვენეს ულტრაბგერითი დამუშავების უპირატესი ეფექტურობა კონტროლირებადი მომატებული ტემპერატურის პირობებში, რამაც უზრუნველყო პროანთოციანიდინის უფრო მაღალი გამოსავლიანობა და მნიშვნელოვნად შეამცირა ექსტრაქციის დრო (ულტრაბგერითი დამუშავება – 53 წთ, ხოლო გამხსნელით ტრადიციული ექსტრაქცია – 150 სთ!).
სითბოსა და ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებამ მნიშვნელოვნად შეამცირა ექსტრაქციის დრო (ულტრაბგერითი დამუშავების დრო 53 წთ) და ეთანოლის წყალხსნარის საჭირო რაოდენობა (10,14:1 v:w), ამასთან მნიშვნელოვნად გაზარდა PAC-ის გამოსავლიანობა (16,1 mg CE/g FW, ხოლო პროგნოზირებული მაჩვენებელი იყო 26,6 mg CE/g FW). საბოლოო ოპტიმალური პირობები იყო 47% ეთანოლი, 10:1 s:s თანაფარდობა (v:w), 53 წთ ულტრაბგერითი დამუშავების დრო და 60◦C ექსტრაქციის ტემპერატურა.

ეფექტური ყურძნის ფოთლის ექსტრაქტის წარმოება ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებით

ჩვეულებრივი ვაზის (Vitis vinifera) ფოთლები მდიდარია რესვერატროლით, ანთოციანიდინებით, კვერცეტინით, იზოკვერცეტინით, ასევე ბევრი სხვა ბიოაქტიური კომპონენტით, რომლებიც ხშირად გამოიყენება ექსტრაქტის სახით სამედიცინო და ჯანმრთელობის მიზნებისთვის.
ნაჩვენებია, რომ ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ვაზის ფოთლებიდან სრული სპექტრის ექსტრაქტის მაღალ გამოსავლიანობას უზრუნველყოფს, რაც ექსტრაქციის პროცესს ძალიან ეფექტურს ხდის. დადასტურებულია, რომ ეთანოლის წყალხსნარი ვაზის ექსტრაქტების მისაღებად უპირატესი გამხსნელია, რადგან შესანიშნავად ხსნის სამიზნე მოლეკულებს და არატოქსიკურია. ულტრაბგერით ექსტრაქციის პროცესს მხოლოდ რამდენიმე წუთი სჭირდება და მისი განხორციელება შესაძლებელია როგორც პარტიულ, ისე უწყვეტ გამდინარე რეჟიმში.
მაგალითად, ყურძნის ფოთლებიდან ულტრაბგერითი ექსტრაქციით მიღებული რესვერატროლი შეიძლება გაიწმინდოს მესოპოროვანი ნახშირბადის კოლონის გამოყენებით, რაც ზრდის რესვერატროლის სიწმინდეს 2,1-დან 20,6%-მდე. (იხ. Sun et al., 2018)

სტილბენოიდების ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ყურძნის ღეროებიდან

Piñeiro et al.-ის (2013) ულტრაბგერითი ექსტრაქციის პროტოკოლი უზრუნველყოფს ისეთი სტილბენების გამოყოფის მაღალ ხარისხს, როგორიცაა ტრანს-რესვერატროლი, ε-ვინიფერინი, პიცეატანოლი და ვიტისინი B, რომლებიც ძირითადად გვხვდება ვაზის ლერწებსა და ყურძნის ღეროებში.

კვლევის გრაფიკული აბსტრაქტი ყურძნის ღეროებიდან სტილბენოიდების ულტრაბგერითი ექსტრაქციის შესახებ.
(კვლევა და სურათი: Piñeiro et al., 2013)

ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორის UP200S (200W, 24kHz) გამოყენებით ყურძნის ღეროებში არსებული ძირითადი სტილბენოიდების ექსტრაქცია შესაძლებელია 15 წთ-ში, ექსტრაქციის ტემპერატურად 75°C-ისა და გამხსნელად 80% ეთანოლის გამოყენებით; ორგანული გამხსნელით გაწმენდის ეტაპი საჭირო არ არის. ოპტიმიზებული მეთოდი საშუალებას იძლევა, მარტივად და ეფექტურად გაანალიზდეს სტილბენოიდების შემცველობა ყურძნის ღეროების 22 ნიმუშში.

სხვადასხვა პარამეტრის გამოყენებისას UP200S-ით ულტრაბგერითი ექსტრაქციით მიღებული გამოყოფის საშუალო მაჩვენებელზე (ფართობი 10.000−1) ძირითადი ეფექტების გრაფიკი: პიცეატანოლი (a), ტრანს-რესვერატროლი (b), ε-ვინიფერინი (c) და ვიტისინი-B (d).
(კვლევა და გრაფიკები: Piñeiro et al., 2013)

HPLC-DAD ქრომატოგრამა, რომელიც შეესაბამება სტილბენოიდებით გამდიდრებულ საცნობარო ექსტრაქტს.
(კვლევა და გრაფიკები: Piñeiro et al., 2013)

მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი პროცესორები ყურძნისა და ვაზის ექსტრაქციისთვის

Hielscher Ultrasonics-ის ექსტრაქტორები კარგად არის დამკვიდრებული ბოტანიკური ექსტრაქციის სფეროში, მიუხედავად იმისა, თუ რომელი მცენარეული მასალები ან გამხსნელი გამოიყენება. ექსტრაქტების მწარმოებლები – როგორც ექსკლუზიური ბუტიკური ექსტრაქტების მწარმოებლები, ისე მასშტაბური მასობრივი მწარმოებლები – პოულობენ Hielscher-ის ფართო დანადგარების არსენალში იდეალურ ულტრაბგერით ექსტრაქციის დანადგარს თავიანთი წარმოების მოთხოვნებისთვის. პარტიული და უწყვეტი ინლაინ პროცესის კონფიგურაციები მარტივად არის ხელმისაწვდომი და შეიძლება გაიგზავნოს იმავე დღეს.

მაღალი ეფექტურობის ექსტრაქცია Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატებით

Hielscher-ის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები ეფექტურად არღვევენ მცენარეულ უჯრედებს, ზრდიან მცენარეული მასალის ზედაპირის ფართობს გამხსნელის შეღწევისთვის და აუმჯობესებენ მასათა გადატანას, რაც უზრუნველყოფს ფიტოქიმიკატების (მეორადი მეტაბოლიტების) სწრაფ და სრულ გამოყოფას. გამოყენების სიმარტივის გათვალისწინებით შექმნილი Hielscher-ის ექსტრაქტორები სწრაფად მონტაჟდება, მათი მართვა კი უსაფრთხო და ინტუიციურად გასაგებია.
 
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების დაახლოებითი დამუშავების შესაძლებლობებზე: