Ultraskaņas izspaidu ekstrakcija – Bioaktīvo savienojumu ilgtspējīga reģenerācija

Augļu pārstrādes blakusprodukti, jo īpaši augļu izspaidas, ir neizmantota bioaktīvo savienojumu krātuve, ko var izmantot uzturvielām, pārtikas produktu stiprināšanai un farmācijā. Tomēr šo savienojumu efektīva un ilgtspējīga reģenerācija joprojām ir tehnisks izaicinājums. No jaunajām ekoloģiskajām ekstrakcijas tehnoloģijām ar ultraskaņu veicināta ekstrakcija, izmantojot zondes tipa sonikatorus, nodrošina izcilus reģenerācijas rādītājus. Ultraskaņas izmantošana ļauj ātri un efektīvi ekstrahēt fenola savienojumus, triterpēnskābes un citus bioaktīvos savienojumus no augu matricām, piemēram, ābolu izspaidām.

Efektīva augļu blakusproduktu valorizācija ar ultraskaņas ekstrakciju

Ultraskaņas izspaidu ekstrakcija ir efektīvs veids, kā pilnvērtīgi izmantot sulas, vīna un sidra ražošanas blakusproduktus. – tas ir zinātniski apstiprināts, rūpnieciski mērogojams un izmantojams, kā arī ekonomisks risinājums augļu atkritumu valorizācijai. Tā kā sonikācija ir efektīva un daudzpusīga, tā piedāvā ekoloģisku ekstrakcijas stratēģiju, lai izmantotu lauksaimniecības pārtikas blakusproduktu, piemēram, ābolu izspaidu, potenciālu.
Kā liecina jaunākie pētījumi, apvienojot īsu sonikācijas laiku, mērenu etanola koncentrāciju un kontrolētu amplitūdu, iespējams selektīvi un efektīvi atgūt veselību veicinošus savienojumus.
Lai sasniegtu aprites principu, sonikācija ir ne tikai instruments. – sonikācija nozīmē procesa intensifikāciju un efektivitāti.

Kauliņu valorizācija, izmantojot ekstrakciju ar ultraskaņu

Augļu izspaidas - sulas un vīna ražošanas blakusprodukts - sastāv no mizas, mīkstuma, sēklām un kātiņiem. Izspaidas tradicionāli netiek pietiekami izmantotas vai tiek izmantotas mazvērtīgiem mērķiem, piemēram, lopbarībai vai biomasai, bet tagad tās ir atzītas par vērtīgu polifenolu (piemēram, kvercetīna glikozīdi, floridzīns), flavonoīdu, dihidrohalkonu un triterpēnskābju (īpaši ursolskābes) avotu. Šīm molekulām piemīt antioksidanta, pretiekaisuma un pretmikrobu īpašības.
Ultraskaņas ekstrakcija piedāvā pārveidojošu pieeju izspaidu ekstraktu valorizācijai, ļaujot efektīvi atbrīvot šīs bioaktīvās vielas. Salīdzinot ar tradicionālajām ekstrakcijas metodēm, ultraskaņas ekstrakcija nodrošina:

• Īsāks apstrādes laiks
• Mazāks šķīdinātāju patēriņš
• augstākas ražas
• Maigāki ekstrakcijas apstākļi, saglabājot karstumjutīgus savienojumus.

Ko zinātne saka par ekstrakciju ar ultraskaņu

Divi paraugpētījumi zinātniski pierāda ultraskaņas ekstrakcijas (UAE) priekšrocības ābolu izspaidām.

Pētījums Nr. 1: Pando Bedriñana et al., 2024
Izmantojot centrālo salikto plānu, pētnieki optimizēja kopējo polifenolu un ursolskābes vienlaicīgu ekstrakciju no sidra rūpniecības izspaidām, izmantojot Hielscher UP200Ht sonikatoru. Optimizētos apstākļos (5,1 min, 68 % etanola, 90 % amplitūda) no veselām ābolu izspaidām ieguva:

• ~1300 µg/g flavonolu
• ~1200 μg/g dihidrohalogenjonu
• ~ 4200 μg/g ursolskābes

Jāatzīmē, ka ābolu mizas frakcijā bija konstatēta vēl augstāka koncentrācija - ursolskābes koncentrācija sasniedza 8500 μg/g sausnas. Ekstraktu antioksidatīvā aktivitāte cieši korelēja ar polifenola saturu, un ekstrakcijas efektivitāti apstiprināja matemātiskā modelēšana.

2. pētījums: Razola-Díaz et al., 2022
Šajā darbā galvenā uzmanība tika pievērsta floretīna un floridcīna ekstrakcijas optimizācijai. – divi spēcīgi antioksidanti dihidrohalkoni. Izmantojot Hielscher UP400St zondes tipa sonikatoru, tika iegūti šādi ekstrakcijas ieguvumi:

• ~13 µg/g floretīna
• ~67 µg/g floridcīna
• ~1878 µg/g sausnas kopējā fenola satura
• Antioksidanta aktivitāte (FRAP): līdz 3,58 mg TE/g

Daudzpusība - sonikācija, lai pagatavotu mērces, sulas un kokteiļus

Ekstrakcija ar ultraskaņu nav ierobežota tikai ar ābolu izspaidām; tā ir veiksmīgi izmantota visdažādākajām augļu matricām. Apelsīnu, piemēram, apelsīnu, mīkstumā sonikācija veicina polifenolu, flavonoīdu un antioksidantu izdalīšanos, saglabājot to funkcionālo integritāti. Līdzīgi arī citrusaugļu mizas – ieskaitot greipfrūtu, citronu un apelsīnu. – ir bagāti ar pektīniem un fenolu savienojumiem, kurus var efektīvi atbrīvot, izjaucot šūnu sieniņas ar kavitācijas palīdzību. Pat vīnogu sēklas, kas pazīstamas ar savu lielo polifenolu saturu (piemēram, katehīni un proantocianidīni), labi reaģē uz ultraskaņas iedarbību, iegūstot augstu antioksidantu koncentrāciju. Šī daudzpusība augu audos uzsver, ka sonikācija ir spēcīgs līdzeklis bioloģiski aktīvu vielu ekstrakcijai no dažādiem lauksaimniecības un rūpniecības blakusproduktiem.

Turklāt Hielscher sonikatoru daudzpusība attiecas uz dažādiem produktiem un lietojumiem:

• Šķidrās fāzes ekstrakcija sulās un biezeņos
• Augu izcelsmes dzērienu un emulsiju homogenizācija
• Mikrobioloģiskā un fermentatīvā inaktivācija glabāšanas laika pagarināšanai bez termiskiem bojājumiem

Augstas veiktspējas sonikācija nodrošina sulu un smūtijus:

• Stabila šķiedru un cieto vielu dispersija
• Uzlabota garšas izjūta
• Paaugstināta fenola bioloģiskā pieejamība
• Sensorisko un uzturvērtības īpašību saglabāšana

Hielscher sonikatoru daudzpusīga izmantošana ļauj viegli pārvarēt plaisu starp izspaidu un sulas pārstrādi. – kas ļauj veikt ekstrakciju, homogenizāciju un pasterizāciju ar vienu un to pašu ultraskaņas iekārtu.

Ilgtspējas uzmanības centrā

Ultraskaņas izmantošana būtiski veicina ilgtspējību, jo ļauj no augļu pārstrādes blakusproduktiem, kas citādi būtu globāli pārtikas atkritumi, iegūt augstvērtīgus bioaktīvos savienojumus. Sulu ražošanas nozarē, kur līdz pat 25 % augļu un dārzeņu tiek izmesti pēc ražas novākšanas vai pārstrādes laikā, sonikācija piedāvā mērķtiecīgu un efektīvu risinājumu. Piemēram, ir pierādīts, ka apelsīnu mīkstuma un mizu maisījumu apstrāde ar ultraskaņu uzlabo galvenās diētisko šķiedrvielu īpašības, tādējādi veicinot to atkārtotu izmantošanu kā jaunas pārtikas produktu sastāvdaļas. Šis valorizācijas veids ne tikai samazina lauksaimniecības un pārtikas atkritumu radīto slogu videi, bet arī atbilst ANO 12. ilgtspējīgas attīstības mērķim. – veicināt atbildīgu patēriņu un ražošanu.
Svarīgi, ka sonikācija ir energoefektīva un videi draudzīga tehnoloģija. – prasa mazu enerģijas patēriņu un samazina smagu ekstrakcijas šķīdinātāju izmantošanu, jo tā darbojas ar ūdeni, ūdens etanolu un NADES.
Pārveidojot atkritumu plūsmas funkcionālās sastāvdaļās, sonikācija veicina aprites ekonomiku un uzlabo gan ekoloģisko, gan ekonomisko ilgtspējību pārtikas pārstrādes nozarē.

Uzlabojiet savu izspaidu procesu ar Hielscher Sonicators

Hielscher Ultrasonics ir vadošais augstas veiktspējas ultraskaņas sistēmu ražotājs, kas paredzētas gan laboratorijas, gan rūpnieciskiem lietojumiem. To rūpnieciskie sonikatori – piemēram, UIP2000hdT, UIP4000hdT, UIP6000hdT un UIP16000hdT. – piedāvājums:

• mērogojama caurlaides spēja (no litriem līdz tonnām stundā)
• Precīza amplitūdas kontrole
• Darbs 24 stundas diennaktī, 7 dienas nedēļā, 7 dienas nedēļā, 7 dienas nedēļā, 7 dienas nedēļā, 7 dienas nedēļā, sarežģītā vidē
• Spiedieniekārtoti ultraskaņas reaktori
• Savietojamība ar nepārtrauktu lineāro apstrādi
• Vienkārša integrācija (esošajās) ražošanas līnijās

Hielscher sonikatori jau ir apstiprināti publicētajos pētījumos polifenolu, antioksidantu un citu bioaktīvo savienojumu ekstrakcijai, ar pierādītu efektivitāti un reproducējamību.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.

Literatūra / Atsauces