Extracția cu ultrasunete a compușilor activi din subprodusele strugurilor și ale vinului

Strugurii (Vitis vinifera), subprodusele viței-de-vie și ale vinului sunt bogate în polifenoli și alte substanțe bioactive, care sunt compuși valoroși pentru producția de suplimente medicinale și nutritive. Extracția cu ultrasunete permite izolarea simplă și foarte eficientă a compușilor derivați din struguri și din vița-de-vie (de ex., tescovină, semințe, frunze, ciorchini, drojdie). Extracția asistată de ultrasunete este rapidă, fiabilă și depășește alte metode de extracție prin randamente mai mari, condiții de extracție mai blânde, timp de extracție mai scurt și costuri mai mici.

Extracția cu ultrasunete a compușilor fitochimici din struguri și din vița-de-vie

Subprodusele din podgorii și din procesul de vinificație includ pulpa strugurilor, tescovina (pielițe și semințe), drojdia, frunzele de viță, ciorchinii și coardele, care reprezintă până la 30−40% w/w substanțe solide și care sunt în mare parte aruncate nevalorificate, ca deșeuri. Descoperind bogăția de polifenoli și alți compuși bioactivi din aceste subproduse ale strugurilor și ale vinului, industria utilizează tot mai mult aceste materiale vegetale pentru a produce extracte valoroase. Resveratrolul, antocianidinele, proantocianidina, quercitin și alte substanțe prezente în struguri și în vița-de-vie (Vitis vinifera) sunt deja consumate pe scară largă ca suplimente medicinale și nutritive. Ca sursă de compuși benefici pentru sănătate, extractele din subprodusele Vitis vinifera sunt utilizate în industria farmaceutică și în cea alimentară, susținând în același timp agricultura durabilă. Extracția cu ultrasunete facilitează eliberarea compușilor bioactivi din struguri și din subprodusele strugurilor. Extracția asistată de ultrasunete este o tehnică de extracție consacrată de mult timp, utilizată pentru compuși farmaceutici și alimentari. Oferă randamente foarte mari de extract într-o procedură de extracție scurtă și funcționează cu orice solvent (de ex., apă, etanol, izopropanol, hexan etc.)

Extracția cu ultrasunete a polifenolilor din semințele de struguri

Semințele de struguri sunt bogate în proantocianidine și reprezintă, prin urmare, o sursă excelentă pentru producerea de extracte de proantocianidine pentru suplimente medicinale și nutritive. Thilakarathna și Rupasinghe (2022) au putut demonstra eficiența superioară a ultrasonicării la temperaturi ridicate controlate, care a dus la randamente mai mari de proantocianidine și la un timp de extracție semnificativ mai scurt (ultrasunete 53 min. vs extracție convențională cu solvent 150 h!).
Introducerea căldurii și a ultrasonicării a redus semnificativ timpul de extracție (timp de sonicare de 53 min) și necesarul de etanol apos (10,14:1 v:w), crescând în același timp considerabil randamentul de PAC (16,1 mg CE/g FW Vs. 26,6 mg CE/g FW prezis). Condițiile optime finale au fost etanol 47%, raport 10:1 s:s (v:w), timp de sonicare 53 min și temperatură de extracție 60◦C.

Producția eficientă de extract din frunze de viță-de-vie prin sonicare

Frunzele viței-de-vie comune (Vitis vinifera) sunt bogate în resveratrol, antocianidine, quercetină, izoquercetină, precum și în mulți alți compuși bioactivi, care sunt adesea administrați sub formă de extract în scopuri medicinale și de sănătate.
S-a demonstrat că extracția cu ultrasunete oferă randamente ridicate de extract cu spectru complet din frunzele de viță-de-vie, făcând astfel procesul de extracție foarte eficient. Etanolul apos s-a dovedit a fi solventul preferabil pentru extractele de viță-de-vie, deoarece are o capacitate excelentă de dizolvare a moleculelor țintă și nu prezintă toxicitate. Procesul de extracție cu ultrasunete durează doar câteva minute și poate fi desfășurat atât în regim discontinuu (batch), cât și în mod continuu, în flux.
De exemplu, resveratrolul extras cu ultrasunete din frunzele de viță-de-vie poate fi purificat folosind o coloană de carbon mezoporos, care îmbunătățește puritatea resveratrolului de la 2,1 la 20,6%. (cf. Sun et al., 2018)

Extracția cu ultrasunete a stilbenoizilor din ciorchinii de struguri

Protocolul de extracție cu ultrasunete al lui Piñeiro et al. (2013) are ca rezultat o recuperare ridicată a stilbenilor precum trans-resveratrolul, ε-viniferina, piceatannolul și vitisina B, care sunt prezenți în principal în coardele de viță și în ciorchinii de struguri.

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

Cu ultrasonicatorul UP200S (200W, 24kHz), principalii stilbenoizi prezenți în ciorchinii de struguri pot fi extrași în 15 min, folosind 75°C ca temperatură de extracție și etanol 80% ca solvent de extracție, fără a fi necesară o etapă de purificare cu solvent organic. Metoda optimizată a permis analiza simplă și eficace a conținutului de stilbenoizi din 22 de probe de ciorchini de struguri.

Graficul efectelor principale asupra recuperării medii (aria 10.000−1) prin extracția cu ultrasunete folosind UP200S cu diverși parametri: piceatannol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferină (c) și vitisină-B (d).
(Studiu și grafice: Piñeiro et al., 2013)

Cromatograma HPLC-DAD corespunzătoare extractului de referință îmbogățit în stilbenoizi.
(Studiu și grafice: Piñeiro et al., 2013)

Procesoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru extracția din struguri și viță-de-vie

Extractoarele Hielscher Ultrasonics sunt bine consacrate în domeniul extracției botanice, indiferent de materialele vegetale sau de solventul utilizat. Producătorii de extracte – atât producătorii exclusiviști de extracte boutique, cât și marii producători de masă – găsesc în gama largă de echipamente Hielscher echipamentul de extracție cu ultrasunete ideal pentru cerințele lor de producție. Configurațiile de proces atât discontinue (batch), cât și continue, inline, sunt disponibile imediat și pot fi expediate chiar în aceeași zi.

Extracție de înaltă eficiență cu ultrasonicatoarele Hielscher

Extractoarele cu ultrasunete Hielscher dezintegrează eficient celulele vegetale, măresc suprafața materialului vegetal pentru pătrunderea solventului și îmbunătățesc transferul de masă, ceea ce duce la eliberarea rapidă și completă a compușilor fitochimici (metaboliți secundari). Concepute cu accent pe ușurința utilizării, extractoarele Hielscher se instalează rapid și pot fi operate în siguranță și intuitiv.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: