Ultrasone oplosmiddelvrije knoflookextractie

Knoflook (Allium sativum) is rijk aan organische zwavelverbindingen (bijv. allicine, glutathion), die vele gezondheidsvoordelen bevorderen. Ultrasone extractie is een betrouwbare en efficiënte techniek om zeer geconcentreerde knoflookextracten te produceren. Ultrasone extractie resulteert in een hoge opbrengst van hoogwaardige, volledige spectrumextracten binnen een zeer korte extractietijd.

Ultrasone extractie

Het werkingsprincipe van ultrasone extractie (ook wel sono-extractie genoemd) is gebaseerd op het fenomeen van de akoestische cavitatie. Ultrasonisch gegenereerde cavitatie zorgt voor hoge schuifkrachten, micro-turbulenties, vloeistofstralen en plaatselijk beperkte, extreme temperatuur- en drukverschillen. De mechanische effecten van hoogwaardige ultrasone klank verstoren de celwanden, bevorderen de penetratie van oplosmiddel in het celbinnenland en verhogen de massaoverdracht. Als niet-thermische extractietechniek voorkomt sonicatie de thermische afbraak van bioactieve verbindingen. Ultrasone procesparameters kunnen nauwkeurig worden afgestemd op de grondstof en de doelstoffen, zodat een superieure extractiekwaliteit wordt gegarandeerd.

Ultrasone Allicine Extractie op waterbasis

Allicine is de meest voorkomende thiosulfinaatmolecule in knoflookextract. Allicine heeft een antibacteriële, anti-virale, anti-schimmel, anti-protozoaire, anti-kanker en hypoglycemische werking en staat er ook om bekend dat het de cardiovasculaire gezondheid en het immuunsysteem ondersteunt. De farmacologische activiteiten van knoflook zijn meestal gerelateerd aan thiol-disulfide-uitwisselingsreacties met de thiol-bevattende eiwitten.
Voor de productie van sterk geconcentreerde knoflookextracten met hoge hoeveelheden organische zwavelverbindingen is ultrasone extractie een betrouwbare en efficiënte techniek om thiolen en andere bioactieve stoffen uit knoflook te isoleren. Sonicatie geeft de thiolen vrij uit het inwendige van de knoflookcellen en maakt het mogelijk om een volledig spectrum aan knoflookextracten te bereiden. Voor ultrasone extractie van knoflook kan water als oplosmiddel worden gebruikt, wat niet giftig, goedkoop en milieuvriendelijk is.

Dwarsdoorsnede van het knoflookteentje voor en na sonicatie
studie en foto's van Bose et al. 2014

Ultrasone Allicine Extractie Protocollen

Arzanlou et al. (2010) rapporteren de ultrasone extractie van allicine uit knoflookteentjes met behulp van water als oplosmiddel. Zij gebruikten 20 g handmatig fijngestampte knoflookteentjes. Ze soniceerden de gemacereerde knoflook in 600 ml gedistilleerd water gedurende 5 minuten met behulp van de Hielscher. UP200S (200 Watt) bij 100 % amplitude. Voor de warmteafvoer werd een ijsbad gebruikt. Na de ultrasone extractie werd het knoflookbeslag door een vijflaags kaasdoek geperst. De suspensie werd overgebracht in een buis van 50 ml en gecentrifugeerd bij 1258 g bij 4ºC gedurende 20 minuten om het resterende puin van de vloeistof te scheiden. Het supernatant werd overgebracht in een steriele 50mL buis en verzegeld voor opslag.

Ismail et al. (2014) rapporteren de efficiënte ultrasone extractie van de zwavelhoudende biomoleculen cysteïne en glutathion uit knoflookbollen. Zij pasten de ultrasone extractie op waterbasis toe om thiolen uit knoflookbollen te extraheren met behulp van een UP100H op 100% amplitude instelling. Ze vonden dat de optimale knoflookconcentratie 10% (w/v) was in een open beker extractie. Kwantificering van de thiolen werd gedaan met behulp van Ellman's reagensmethode. Zij verkregen een extract opbrengst van 0,170mM thiolen. De onderzoekers concluderen dat ultrasone extractie op basis van water een eenvoudige, veilige en kosteneffectieve methode is om thiolen uit knoflook te isoleren.

Bose et al. (2014) vergeleken ultrasoon sonde-type extractie met traditionele maceratie, badsonicatie en microgolf extractie. De resultaten toonden aan dat ultrasone sonde-type extractie de hoogste opbrengsten van allicine opleverde.

Hoogwaardige ultrasone afzuigkappen met hoge prestaties

De extractiesystemen van Hielscher Ultrasonics worden wereldwijd gebruikt in de voedings- en farmaceutische industrie voor de commerciële productie van hoogwaardige plantenextracten die worden gebruikt als voedingsadditieven, voedingssupplementen en therapeutica. Of het nu gaat om de productie van kleinere partijen knoflookextracten of de verwerking van grote hoeveelheden hoogwaardige botanische extracten, Hielscher Ultrasonics heeft de ideale ultrasone afzuiginstallatie voor u.

Concurrentievoordelen door ultrasone extractie

De belangrijkste voordelen van ultrasone extractie van bioactieve verbindingen uit botanische materialen zoals knoflook zijn de aanzienlijk kortere extractie- en verwerkingstijd, de milieuvriendelijkheid door extractie op basis van water of een verminderd gebruik van oplosmiddelen en een verwaarloosbaar klein CO₂uitstoot, het lage energieverbruik en de eenvoudige en veilige werking van de ultrasone systemen.

Processtandaardisatie met Hielscher Ultrasonics

Extracten, die in levensmiddelen of geneesmiddelen worden gebruikt, moeten worden geproduceerd in overeenstemming met Good Manufacturing Practices (GMP) en onder gestandaardiseerde verwerkingsspecificaties. De digitale extractiesystemen van Hielscher Ultrasonics worden geleverd met intelligente software, die het eenvoudig maakt om het geluidsproces nauwkeurig in te stellen en te controleren. De automatische gegevensregistratie schrijft alle ultrasone procesparameters zoals ultrasone energie (totale en netto energie), amplitude, temperatuur, druk (bij montage van temperatuur- en druksensoren) met datum- en tijdstempel op de ingebouwde SD-kaart. Hierdoor kunt u elk ultrasoon verwerkt lot herzien. Tegelijkertijd is de reproduceerbaarheid en de continue hoge productkwaliteit gewaarborgd. De robuustheid van Hielscher's ultrasone apparatuur maakt het mogelijk om 24 uur per dag en 7 dagen per week in zware omstandigheden te werken.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators: