Ультразвуковая экстракция чеснока без растворителей

Чеснок (Allium sativum) богат сероорганическими соединениями (например, аллицином, глутатионом), которые приносят много пользы для здоровья. Ультразвуковая экстракция является надежным и эффективным методом получения высококонцентрированных чесночных экстрактов. Ультразвуковое воздействие приводит к получению высококачественных экстрактов полного спектра действия за очень короткое время экстракции.

Превосходные экстракты чеснока путем ультразвуковой экстракции

Использование зондового ультразвукового аппарата для экстракции аллицина и серорганических соединений из чеснока имеет ряд преимуществ, включая высокую урожайность и высокое качество чесночного экстракта, быструю обработку и экологически чистый подход без растворителей. Эти факторы в совокупности способствуют производству высококачественных экстрактов чеснока с повышенной биологической активностью и стабильным составом, что делает его предпочтительным методом для исследователей и отраслей, ищущих продукты премиум-класса на основе чеснока.
Ниже мы подробно обсудим полезные эффекты экстракции чеснока с помощью ультразвука:

• Во-первых, ультразвуковой аппарат зондового типа использует ультразвуковые волны, которые передаются через титановый зонд, так называемый сонотрод, в экстракционную среду. Механическая энергия ультразвуковых волн генерирует в жидкости кавитационные пузырьки, заставляя их быстро схлопываться. Во время этого процесса происходит интенсивная локальная микротурбулентность, а также изменения давления и температуры. Эти силы способствуют разрушению клеточных стенок чеснока. Это нарушение способствует высвобождению аллицина и других серорганических соединений, захваченных в клетках, что приводит к эффективной экстракции.
• Во-вторых, контролируемый и точный характер ультразвуковой обработки с помощью зонда позволяет настраивать процесс экстракции. Производители экстракта, а также исследователи могут регулировать такие параметры, как время ультразвуковой обработки, амплитуда и температура, для оптимизации условий экстракции, тем самым максимизируя выход аллицина и серорганических соединений при минимизации деградации чувствительных соединений. Такой уровень контроля имеет решающее значение для получения высококачественных экстрактов с постоянным составом и эффективностью.
• Кроме того, процесс ультразвуковой обработки относительно быстр по сравнению с традиционными методами экстракции, такими как мацерация или экстракция по методу Сокслета. Такая эффективность не только экономит время, но и помогает сохранить свежесть и биологическую активность экстрагированных соединений. Более короткая продолжительность экстракции снижает воздействие тепла и кислорода на экстракт чеснока, что может привести к разложению чувствительных серорганических соединений.
• Кроме того, ультразвуковая экстракция совместима с любыми растворителями, включая такие мягкие и экологически чистые растворители, как вода, водный этанол или спирт. Это особенно важно, когда экстракт чеснока производится для использования в качестве пищевой добавки, ароматизатора, биологически активных добавок, нутрицевтиков или фармацевтических препаратов, где необходимо избегать риска загрязнения растворителями или другими химическими веществами, чтобы обеспечить чистоту и безопасность конечного продукта.

Ультразвуковая экстракция аллицина на водной основе

Аллицин является наиболее распространенной молекулой тиосульфината, содержащейся в экстракте чеснока. Аллицин обладает антибактериальным, противовирусным, противогрибковым, антипротозойным, противораковым и гипогликемическим действием, а также известен тем, что поддерживает здоровье сердечно-сосудистой и иммунной системы. Фармакологическая активность чеснока в основном связана с реакциями тиол-дисульфидного обмена с тиолсодержащими белками.
Для производства высококонцентрированных экстрактов чеснока с большим количеством сероорганических соединений ультразвуковая экстракция является надежным и эффективным методом выделения тиолов и других биологически активных веществ из чеснока. Ультразвуковая обработка высвобождает тиолы из внутренней части клеток чеснока и позволяет получить экстракт биомолекул чеснока полного спектра. Для ультразвуковой экстракции чеснока в качестве растворителя может использоваться вода, которая является нетоксичной, недорогой и экологически чистой.
 

Поперечный срез зубчика чеснока до и после обновки
исследование и фотографии Bose et al. 2014

Протоколы ультразвуковой экстракции аллицина

Для ультразвуковой экстракции чеснока установлено несколько протоколов. В научных исследованиях несколько исследовательских групп продемонстрировали, что выход ультразвука в чесноке с высоким содержанием аллицина, аллиина, серорганических соединений и других фитохимических веществ.
Arzanlou et al. (2010) сообщают об ультразвуковой экстракции аллицина из зубчиков чеснока с использованием воды в качестве растворителя. Они использовали 20 г вручную измельченных зубчиков чеснока. Они обрабатывали мацерированный чеснок в дистиллированной воде объемом 600 мл в течение 5 минут, используя Hielscher UP200S (200 Вт) со 100% амплитудой. Для рассеивания тепла использовалась ледяная баня. После ультразвуковой экстракции чесночное пюре продавливали через пятислойную марлю. Суспензию переливали в пробирку объемом 50 мл и центрифугировали при 1258 г при 4ºC в течение 20 мин для отделения оставшегося мусора от жидкости. Надосадочная жидкость была перенесена в стерильную пробирку объемом 50 мл и запечатана для хранения.

Bose et al. (2014) сравнили ультразвуковую зондовую экстракцию с традиционной мацерацией, ультразвуковой терапией и микроволновой экстракцией. Результаты показали, что ультразвуковая экстракция зондового типа дала самый высокий выход аллицина.

Ismail et al. (2014) сообщают об эффективной ультразвуковой экстракции серосодержащих биомолекул цистеина и глутатиона из луковиц чеснока. Они применили ультразвуковую экстракцию на водной основе для извлечения тиолов из луковиц чеснока с помощью UP100H при 100% амплитуде. Они обнаружили, что оптимальная концентрация чеснока составляла 10% (w/v) при открытой экстракции стаканом. Количественное определение тиолов проводили с помощью метода реагентов Эллмана. Они получили выход экстракта 0,170 мМ тиолов. Исследователи пришли к выводу, что ультразвуковая экстракция на водной основе является простым, безопасным и экономически эффективным методом выделения тиолов из чеснока.
 
 

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для экстракции чеснока

Ультразвуковые экстракционные системы Hielscher используются во всем мире в пищевой и фармацевтической промышленности для коммерческого производства высококачественных растительных экстрактов, используемых в качестве пищевых добавок, пищевых добавок и терапевтических средств. Независимо от того, хотите ли вы производить небольшие партии чесночных экстрактов или перерабатывать большие количества высококачественных растительных экстрактов, у Hielscher Ultrasonics есть идеальный ультразвуковой экстрактор для вас.

Конкурентные преимущества ультразвуковой экстракции

К основным преимуществам ультразвуковой экстракции биологически активных соединений из растительных материалов, таких как чеснок, относятся значительное сокращение времени экстракции и обработки, ее экологичность благодаря экстракции на водной основе или меньшему использованию растворителей, а также незначительное небольшое количество CO₂выбросы, низкое количество потребляемой энергии, а также простая и безопасная эксплуатация ультразвуковых систем.

Стандартизация процессов с помощью Hielscher Ultrasonics

Экстракты, которые используются в пищевой или фармацевтической промышленности, должны производиться в соответствии с надлежащей производственной практикой (GMP) и в соответствии со стандартизированными спецификациями обработки. Цифровые ультразвуковые ультразвуковые аппараты Hielscher поставляются с интеллектуальным программным обеспечением, которое упрощает настройку и точное управление процессом ультразвуковой обработки. Автоматическая запись данных записывает все ультразвуковые параметры процесса, такие как энергия ультразвука (общая и полезная энергия), амплитуда, температура, давление (при установке датчиков температуры и давления) с отметкой даты и времени на встроенную SD-карту. Это позволяет пересмотреть каждую партию, прошедшую ультразвуковую обработку. В то же время обеспечивается воспроизводимость и неизменно высокое качество продукции. Надежность всех ультразвуковых аппаратов Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях и в сложных условиях.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: