Extracția din semințe de struguri cu ultrasunete: randament, viteză, sustenabilitate

Extracția cu ultrasunete este o tehnică extrem de eficientă și scalabilă pentru recuperarea polifenolilor din semințele de struguri – o sursă bogată de taninuri condensate, flavan-3-oli și proantocianidine. Efectele mecanice ale cavitației acustice generate de ultrasunetele de mare putere intensifică semnificativ transferul de masă, distrug structurile celulare și accelerează difuzia substanțelor dizolvate, permițând randamente mai mari, timpi de extracție mai scurți și un consum redus de solvent comparativ cu metodele convenționale.

De ce este sonicarea atât de eficientă în extracția din semințe de struguri?

Sonicatoarele industriale Hielscher sunt instrumente de extracție puternice, potrivite pentru operarea în șarje și în linie. Echipate cu sonotrode și reactoare opționale cu celulă de flux, extractoarele cu ultrasunete Hielscher oferă un control precis asupra parametrilor-cheie, inclusiv energia, amplitudinea, temperatura și presiunea. Acest lucru permite o extracție reproductibilă, cu randament ridicat, în condiții termice blânde, păstrând integritatea structurală a polifenolilor termolabili. Studii recente au demonstrat că extracția asistată cu ultrasunete folosind sisteme Hielscher nu numai că îmbunătățește randamentul total de compuși fenolici, ci asigură și scalabilitatea și consecvența pentru aplicațiile la scară mică și industriale. Aceste avantaje fac din sonicatoarele cu sondă Hielscher o tehnică fiabilă și robustă pentru extracția sustenabilă și de mare capacitate a compușilor bioactivi din semințele de struguri.

Polifenoli din semințele de struguri

Semințele de struguri, un subprodus important al industriei vinicole, reprezintă o matrice valoroasă, bogată în polifenoli, flavan-3-oli (de ex., catechine), procianidine oligomerice, esteri ai acidului galic și acizi grași nesaturați. Acești constituenți oferă o activitate biologică cu spectru larg, ceea ce face extractele din semințe de struguri atractive pentru aplicații în alimente funcționale, cosmeceutice și produse farmaceutice.
Cu toate acestea, rigiditatea structurală a matricelor lignocelulozice ale semințelor limitează eficiența extracției convenționale solid–lichid. În acest caz, extracția asistată cu ultrasunete oferă o alternativă puternică.

Extracția polifenolilor, taninurilor și procianidinelor cu ultrasunete

Taninurile condensate din semințele de struguri sunt oligomeri/polimeri de (+)-catechină și (−)-epicatechină, adică proantocianidine/procianidine. Acești compuși sunt principalii compuși fenolici de interes oenologic. Extracția cu ultrasunete reduce timpul și energia necesare pentru eliberarea acestora din microstructurile lignocelulozice. Deoarece ultrasunetele reprezintă o tehnică de extracție netermică, degradarea termică a acestor compuși sensibili este prevenită. Acest lucru face din sonicare metoda de extracție ideală pentru producerea de compuși de înaltă calitate din semințe de struguri.

Comparația tehnicilor de extracție din semințe de struguri: sonicare vs. metode convenționale

Tabelul de mai jos rezumă principalele avantaje ale extracției cu ultrasunete din semințe de struguri, în care sonicarea depășește în mod clar metodele de extracție convenționale.

Sonicarea este folosită și pentru extracția polifenolilor și a altor compuși bioactivi din subprodusele strugurilor, cum ar fi tescovina, pielițele boabelor, frunzele de viță și ciorchinii. Aflați mai multe despre extracția îmbunătățită cu ultrasunete din deșeurile de fructe!

Rezumat grafic al studiului privind extracția cu ultrasunete a stilbenoidelor din ciorchinii de struguri folosind sonicatorul UP200S.
(Studiu și imagine: Piñeiro et al., 2013)

Proiectare, fabricație și consultanță – calitate Made in Germany

Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalațiile industriale. Condițiile dificile și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, dotate cu tehnologie de ultimă generație și ușor de utilizat. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.

Literatură / Referințe

• Mazza, Karen; Santiago, Manuela; Nascimento, Luzimar; Godoy, Ronoel; Souza, Erika; Brígida, Ana; Borguini, Renata; Tonon, Renata (2018): Syrah grape skin valorisation using ultrasound‐assisted extraction: Phenolic compounds recovery, antioxidant capacity and phenolic profile. International Journal of Food Science & Technology 2018.
• Piñeiro, Z.; Guerrero, R. F.; Fernández-Marin, M. I.; Cantos-Villar, Emma; Palma, M. (2013): Ultrasound-Assisted Extraction of Stilbenoids from Grape Stems. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(51), 2013. 12549–12556.
• Monasterio, A.; Osorio, F.A. (2024): Physicochemical Properties of Nanoliposomes Encapsulating Grape Seed Tannins Formed with Ultrasound Cycles. Foods 2024, 13, 414.
• Ceferino Carrera; Ana Ruiz-Rodríguez; Miguel Palma; Carmelo G. Barroso (2012): Ultrasound assisted extraction of phenolic compounds from grapes. Analytica Chimica Acta 732, 2012. 100–104.