포도 및 와인 부산물에서 활성 화합물의 초음파 추출

포도(Vitis vinifera), 포도나무 및 와인 부산물에는 의약용 보충제와 영양 보충제 생산에 유용한 화합물인 폴리페놀과 기타 생리활성 물질이 풍부합니다. 초음파 추출을 통해 포도 및 포도나무 유래 물질(예: 포도박, 씨, 잎, 줄기, 와인 침전물)에서 화합물을 간단하고 매우 효율적으로 분리할 수 있습니다. 초음파 보조 추출은 빠르고 신뢰할 수 있으며, 더 높은 수율, 더 온화한 추출 조건, 더 짧은 추출 시간 및 더 낮은 비용으로 다른 추출 방법보다 뛰어납니다.

포도 및 포도나무에서 식물성 화학물질의 초음파 추출

포도밭과 와인 양조 공정에서 발생하는 부산물에는 포도 과육, 포도박(껍질과 씨), 와인 침전물, 포도 잎, 줄기 및 가지가 포함되며, 이들은 최대 30−40% w/w의 고형물을 차지하고 대부분 사용되지 않은 채 폐기물로 버려집니다. 이러한 포도 및 와인 부산물에 폴리페놀과 기타 생리활성 화합물이 풍부하다는 사실이 밝혀지면서, 업계에서는 유용한 추출물을 생산하기 위해 이러한 식물성 원료를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 포도와 포도나무(Vitis vinifera)에서 발견되는 레스베라트롤, 안토시아니딘, 프로안토시아니딘, 퀘르세틴 및 기타 물질은 이미 의약용 보충제와 영양 보충제로 널리 섭취되고 있습니다. Vitis vinifera 부산물 추출물은 건강 증진 화합물의 공급원으로서 제약 및 식품 산업에서 사용되며, 동시에 지속 가능한 농업을 지원합니다. 초음파 추출은 포도 및 포도 부산물에서 생리활성 화합물의 방출을 촉진합니다. 초음파 보조 추출은 의약 및 식품 성분에 사용되는 오랫동안 확립된 추출 기술입니다. 짧은 추출 과정으로 매우 높은 추출물 수율을 얻을 수 있으며, 모든 용매(예: 물, 에탄올, 이소프로판올, 헥산 등)에 사용할 수 있습니다.

포도씨에서 폴리페놀의 초음파 추출

포도씨에는 프로안토시아니딘이 풍부하므로 의약용 보충제와 영양 보충제에 사용할 프로안토시아니딘 추출물을 생산하기 위한 훌륭한 원료입니다. Thilakarathna와 Rupasinghe(2022)는 제어된 고온 조건에서 초음파 처리의 우수한 효율을 입증했으며, 이를 통해 더 높은 프로안토시아니딘 수율과 현저히 짧은 추출 시간을 얻었습니다(초음파 53 min. 대 기존 용매 추출 150 h!).
열과 초음파 처리를 도입하면 추출 시간(초음파 처리 시간 53 min)과 에탄올 수용액 소요량(10.14:1 v:w)이 현저히 감소하는 동시에 PAC 수율이 상당히 증가했습니다(16.1 mg CE/g FW 대비 예측값 26.6 mg CE/g FW). 최종 최적 조건은 47% 에탄올, 10:1 s:s 비율(v:w), 초음파 처리 시간 53 min 및 추출 온도 60◦C였습니다.

초음파 처리를 이용한 효율적인 포도 잎 추출물 생산

일반 포도나무(Vitis vinifera)의 잎에는 레스베라트롤, 안토시아니딘, 퀘르세틴, 이소퀘르세틴 및 기타 여러 생리활성 화합물이 풍부하며, 이러한 화합물은 의약 및 건강 목적으로 추출물 형태로 투여되는 경우가 많습니다.
초음파 추출은 포도 잎에서 전체 성분 스펙트럼을 포함하는 추출물을 높은 수율로 얻을 수 있는 것으로 나타났으며, 이에 따라 추출 공정의 효율이 매우 높아집니다. 에탄올 수용액은 표적 분자에 대한 용해 능력이 뛰어나고 독성이 없어 포도나무 추출물에 선호되는 용매로 입증되었습니다. 초음파를 이용한 추출 공정은 단 몇 분이면 완료되며, 배치 공정과 연속 통과 흐름 방식 모두로 수행할 수 있습니다.
예를 들어, 포도 잎에서 초음파로 추출한 레스베라트롤은 메조다공성 탄소 컬럼으로 정제할 수 있으며, 이를 통해 레스베라트롤 순도가 2.1에서 20.6%로 높아집니다. (참조: Sun 외, 2018)

포도 줄기에서 스틸베노이드의 초음파 추출

Piñeiro 외(2013)의 초음파 추출 프로토콜은 주로 포도나무 가지와 포도 줄기에 존재하는 트랜스-레스베라트롤, ε-비니페린, 피세아탄놀 및 비티신 B와 같은 스틸벤류를 높은 회수율로 추출합니다.

포도 줄기에서 스틸베노이드를 초음파로 추출하는 연구의 그래픽 초록.
(연구 및 이미지: Piñeiro 외, 2013)

초음파 처리기 UP200S(200W, 24kHz)를 사용하면 추출 온도 75°C, 추출 용매 80% 에탄올 조건에서 포도 줄기에 존재하는 주요 스틸베노이드를 15 min 만에 추출할 수 있으며, 유기 용매를 이용한 세척 단계가 필요하지 않습니다. 최적화된 이 방법을 통해 포도 줄기 시료 22개의 스틸베노이드 함량을 간단하고 효과적으로 분석할 수 있었습니다.

UP200S를 사용하여 다양한 매개변수를 적용한 초음파 추출에서 평균 회수량(면적 10.000−1)에 대한 주효과도: 피세아탄놀(a), 트랜스-레스베라트롤(b), ε-비니페린(c) 및 비티신-B(d).
(연구 및 그래프: Piñeiro 외, 2013)

스틸베노이드가 농축된 기준 추출물에 해당하는 HPLC-DAD 크로마토그램.
(연구 및 그래프: Piñeiro 외, 2013)

포도 및 포도나무 추출용 고성능 초음파 처리기

Hielscher Ultrasonics 추출기는 사용하는 식물 원료나 용매에 관계없이 식물 추출 분야에서 확고히 자리 잡고 있습니다. 추출물 생산업체는 – 고급 소규모 전문 추출물 제조업체부터 대규모 대량 생산업체까지 – Hielscher의 폭넓은 장비 제품군에서 자사의 생산 요건에 이상적인 초음파 추출 장비를 찾을 수 있습니다. 배치 공정 및 연속 인라인 공정 구성을 모두 즉시 공급할 수 있으며, 당일 출고도 가능합니다.

Hielscher 초음파 처리기를 이용한 고효율 추출

Hielscher 초음파 추출기는 식물 세포를 효율적으로 파쇄하고 용매가 침투할 수 있는 식물 원료의 표면적을 늘리며 물질 전달을 향상시켜, 식물성 화학물질(이차 대사산물)을 빠르고 완전하게 방출합니다. 사용자 편의성을 고려하여 설계된 Hielscher 추출기는 신속하게 설치할 수 있고, 안전하고 직관적으로 작동할 수 있습니다.
 
아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다: