초음파 무용매 마늘 추출

마늘(Allium sativum)에는 다양한 건강상 이점을 제공하는 유기황 화합물(예: 알리신, 글루타티온)이 풍부합니다. 초음파 추출은 고농축 마늘 추출물을 생산하는 신뢰할 수 있고 효율적인 기술입니다. 초음파 처리를 통해 매우 짧은 추출 시간 내에 전체 성분을 함유한 고품질 추출물을 높은 수율로 얻을 수 있습니다.

초음파 추출을 통한 우수한 마늘 추출물 생산

프로브형 초음파 처리기를 사용하여 마늘에서 알리신과 유기황 화합물을 추출하면 높은 마늘 추출 수율과 우수한 추출물 품질, 신속한 처리, 용매를 사용하지 않는 친환경적 방식 등 여러 이점을 얻을 수 있습니다. 이러한 요인들은 함께 작용하여 생물학적 활성이 향상되고 조성이 일정한 고품질 마늘 추출물의 생산에 기여하므로, 고급 마늘 유래 제품을 추구하는 연구자와 산업계가 이 방법을 선호합니다.
아래에서는 초음파 보조 마늘 추출의 유익한 효과를 자세히 살펴봅니다:

• 첫째, 프로브형 초음파 처리기는 소노트로드라고 하는 티타늄 프로브를 통해 추출 매질에 전달되는 초음파를 사용합니다. 초음파의 기계적 에너지는 액체 내에 캐비테이션 기포를 생성하고 이를 급격히 붕괴시킵니다. 이 과정에서 강력한 국소 미세 난류와 함께 압력 및 온도 변화가 발생합니다. 이러한 힘은 마늘 세포벽의 파쇄를 촉진합니다. 이 파쇄 작용은 세포 내에 갇힌 알리신과 기타 유기황 화합물의 방출을 촉진하여 효율적인 추출로 이어집니다.
• 둘째, 프로브형 초음파 처리는 정밀하게 제어할 수 있어 추출 공정을 맞춤 설정할 수 있습니다. 추출물 생산자와 연구자는 초음파 처리 시간, 진폭, 온도 등의 매개변수를 조절하여 추출 조건을 최적화함으로써 민감한 화합물의 분해를 최소화하면서 알리신과 유기황 화합물의 수율을 극대화할 수 있습니다. 이러한 수준의 제어는 조성과 효능이 일정한 고품질 추출물을 얻는 데 매우 중요합니다.
• 또한 초음파 처리 공정은 침용이나 속슬레 추출과 같은 기존 추출 방법에 비해 상대적으로 빠릅니다. 이러한 효율성은 시간을 절약할 뿐만 아니라 추출된 화합물의 신선도와 생물학적 활성을 보존하는 데도 도움이 됩니다. 추출 시간이 짧아지면 민감한 유기황 화합물을 분해할 수 있는 열과 산소에 마늘 추출물이 노출되는 시간이 줄어듭니다.
• 더욱이 초음파 추출은 물, 에탄올 수용액 또는 알코올과 같은 순하고 친환경적인 용매를 포함하여 모든 용매와 호환됩니다. 이는 마늘 추출물을 식품 첨가물, 향료, 식이 보충제, 기능성 식품 또는 의약품에 사용하기 위해 생산할 때 특히 중요합니다. 이러한 용도에서는 최종 제품의 순도와 안전성을 보장하기 위해 용매나 기타 화학물질로 인한 오염 위험을 피해야 합니다.

초음파 수성 알리신 추출

알리신은 마늘 추출물에서 가장 풍부하게 발견되는 티오설피네이트 분자입니다. 알리신은 항균, 항바이러스, 항진균, 항원충, 항암 및 혈당 강하 효과를 나타내며, 심혈관 건강과 면역 체계를 지원하는 것으로도 알려져 있습니다. 마늘의 약리 작용은 주로 티올 함유 단백질과의 티올–이황화물 교환 반응과 관련이 있습니다.
유기황 화합물 함량이 높은 고농축 마늘 추출물을 생산할 때, 초음파 추출은 마늘에서 티올과 기타 생리활성 물질을 분리하는 신뢰할 수 있고 효율적인 기술입니다. 초음파 처리는 마늘 세포 내부에서 티올을 방출시켜 마늘의 생체분자 전체 성분을 함유한 추출물을 제조할 수 있게 합니다. 마늘의 초음파 추출에는 무독성이고 저렴하며 친환경적인 물을 용매로 사용할 수 있습니다.
 

초음파 처리 전후 마늘쪽의 횡단면
연구 및 사진: Bose et al. 2014

초음파 알리신 추출 프로토콜

마늘의 초음파 추출을 위한 여러 프로토콜이 확립되어 있습니다. 여러 연구팀은 과학적 연구를 통해 초음파 처리로 마늘에서 알리신, 알리인, 유기황 화합물 및 기타 식물화학물질을 높은 수율로 얻을 수 있음을 입증했습니다.
Arzanlou et al. (2010)은 물을 용매로 사용하여 마늘쪽에서 알리신을 초음파로 추출한 연구를 보고했습니다. 연구진은 수작업으로 으깬 마늘쪽 20g을 사용했습니다. Hielscher UP200S (200와트)를 100 % 진폭으로 설정하여 증류수 600mL에 넣은 으깬 마늘을 5 min 동안 초음파 처리했습니다. 열을 방출하기 위해 얼음 수조를 사용했습니다. 초음파 추출 후 마늘 으깬 것을 다섯 겹의 치즈클로스로 눌러 걸렀습니다. 현탁액을 50mL 튜브로 옮긴 후, 남은 잔해를 액체에서 분리하기 위해 4ºC에서 1258g로 20 min 동안 원심분리했습니다. 상등액을 멸균된 50mL 튜브로 옮기고 밀봉하여 보관했습니다.

Bose et al. (2014)은 프로브형 초음파 추출을 전통적인 침용 추출, 수조형 초음파 처리 및 마이크로파 추출과 비교했습니다. 그 결과 프로브형 초음파 추출에서 알리신 수율이 가장 높았습니다.

Ismail et al. (2014)은 마늘 구근에서 황 함유 생체분자인 시스테인과 글루타티온을 초음파로 효율적으로 추출한 연구를 보고했습니다. 연구진은 진폭을 100%로 설정한 UP100H를 사용하여 마늘 구근에서 티올을 추출하는 수계 초음파 추출법을 적용했습니다. 개방형 비커에서 추출할 때 최적의 마늘 농도는 10% (w/v)인 것으로 나타났습니다. 티올은 Ellman 시약법으로 정량했습니다. 추출물의 티올 수율은 0.170mM였습니다. 연구진은 수계 초음파 추출이 마늘에서 티올을 분리하는 간단하고 안전하며 비용 효율적인 방법이라고 결론지었습니다.
 
 

마늘 추출용 고성능 초음파 처리기

Hielscher Ultrasonics 추출 시스템은 식품 첨가물, 식이 보충제 및 치료제로 사용되는 고품질 식물 추출물의 상업적 생산을 위해 전 세계 식품 및 제약 산업에서 사용됩니다. 소규모 배치로 마늘 추출물을 생산하든 대량의 고품질 식물 추출물을 처리하든, Hielscher Ultrasonics는 목적에 이상적인 초음파 추출기를 제공합니다.

초음파 추출을 통한 경쟁 우위

마늘과 같은 식물 원료에서 생리활성 화합물을 초음파로 추출할 때의 주요 이점에는 크게 단축된 추출 및 처리 시간, 수계 추출 또는 용매 사용량 감소와 무시할 수 있을 만큼 적은 CO₂ 배출량에 따른 친환경성, 적은 에너지 사용량, 초음파 시스템의 간단하고 안전한 작동이 포함됩니다.

Hielscher Ultrasonics를 통한 공정 표준화

식품이나 의약품에 사용되는 추출물은 우수 제조 관리 기준(GMP)과 표준화된 공정 규격에 따라 생산해야 합니다. Hielscher Ultrasonics의 디지털 초음파 처리기에는 초음파 처리 공정을 손쉽게 정밀 설정하고 제어할 수 있는 지능형 소프트웨어가 탑재되어 있습니다. 자동 데이터 기록 기능은 초음파 에너지(총에너지 및 순에너지), 진폭, 온도, 압력(온도 및 압력 센서가 장착된 경우) 등 모든 초음파 공정 매개변수를 날짜 및 시간 정보와 함께 내장 SD 카드에 기록합니다. 이를 통해 초음파 처리된 각 로트를 검토할 수 있습니다. 동시에 재현성과 지속적으로 높은 제품 품질이 보장됩니다. 모든 Hielscher 초음파 처리기는 견고하여 고부하 및 까다로운 환경에서도 24/7 가동할 수 있습니다.
아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다: