Ultrazvuková extrakcia účinných látok z vedľajších produktov hrozna a vína

Hrozno (Vitis vinifera), vedľajšie produkty viniča a vína sú bohaté na polyfenoly a ďalšie bioaktívne látky, ktoré sú cennými zlúčeninami na výrobu liečivých a výživových doplnkov. Ultrazvuková extrakcia umožňuje jednoduchú a vysoko účinnú izoláciu zlúčenín získaných z hrozna a viniča (napr. hroznové výlisky, semená, listy, stonky, závetrie). Ultrazvukom asistovaná extrakcia je rýchla, spoľahlivá a vyniká inými extrakčnými metódami vyššími výťažkami, miernejšími podmienkami extrakcie, kratším časom extrakcie a nižšími nákladmi.

Ultrazvuková extrakcia fytochemikálií z hrozna a viniča

Vedľajšie produkty z viníc a vinárskeho procesu zahŕňajú hroznovú dužinu, výlisky (šupky a semená), kaly, hroznové listy, stonky a trstinu, ktoré tvoria až 30 – 40 % hmotnostných pevných látok, ktoré sa väčšinou vyhadzujú nevyužité ako odpad. Priemysel objavuje bohatstvo polyfenolov a iných bioaktívnych zlúčenín v týchto vedľajších produktoch hrozna a vína a čoraz viac využíva tieto rastlinné materiály na výrobu cenných extraktov. Resveratrol, antokyanidíny, proantokyanidín, kvercitín a ďalšie látky nachádzajúce sa v hrozne a viniči (Vitis vinifera) sa už vo veľkej miere konzumujú ako liečivé a výživové doplnky. Ako zdroj zdraviu prospešných zlúčenín sa výťažky z vedľajších produktov Vitis vinifera používajú vo farmaceutickom a potravinárskom priemysle a zároveň podporujú udržateľné poľnohospodárstvo. Ultrazvuková extrakcia uľahčuje uvoľňovanie bioaktívnych zlúčenín z hrozna a vedľajších produktov hrozna. Ultrazvukom asistovaná extrakcia je dlhodobo zavedená extrakčná technika používaná pre farmaceutické a potravinárske zlúčeniny. Poskytuje veľmi vysoké výťažky extraktu pri krátkom extrakčnom postupe a pracuje s akýmkoľvek rozpúšťadlom (napr. voda, etanol, izopropanol, hexán atď.)

Ultrazvuková extrakcia polyfenolov z hroznových jadierok

Hroznové semená sú bohaté na proantokyanidíny, a preto sú skvelým zdrojom na výrobu extraktov z proantokyanidínu pre liečivé a výživové doplnky. Thilakarathna a Rupasinghe (2022) mohli preukázať vynikajúcu účinnosť ultrazvuku pri kontrolovaných zvýšených teplotách, čo viedlo k vyšším výťažkom proantokyanidínu a výrazne kratšiemu času extrakcie (ultrazvuk 53 min. oproti konvenčnej extrakcii rozpúšťadlom 150 h!).
Zavedenie tepla a ultrazvuku významne skrátilo čas extrakcie (čas sonikácie 53 min) a potrebu vodného etanolu (10,14:1 v:w) a zároveň výrazne zvýšilo výťažok PAC (16,1 mg CE/g FW oproti 26,6 predpokladanému mg CE/g FW). Konečné optimálne podmienky boli 47 % etanolu, pomer 10:1 s:s (v:w), 53 minút sonikácie a teplota extrakcie 60 ° C.

Efektívna produkcia extraktu z hroznových listov pomocou sonifikácie

Listy viniča obyčajného (Vitis vinifera) sú bohaté na reseveratrol, antokyanidíny, kvercetín, izoquercetín a mnoho ďalších bioaktívnych zlúčenín, ktoré sa často podávajú vo forme extraktu na liečebné a zdravotné účely.
Ukázalo sa, že ultrazvuková extrakcia poskytuje vysoké výťažky plnospektrálneho extraktu z listov hrozna, čím je proces extrakcie veľmi efektívny. Vodný etanol bol preukázaný ako preferované rozpúšťadlo pre extrakty z viniča, pretože má vynikajúcu rozpúšťaciu schopnosť pre cieľové molekuly a nemá žiadnu toxicitu. Proces extrakcie pomocou ultrazvuku trvá len niekoľko minút a môže byť spustený v dávkovom procese, ako aj v režime kontinuálneho prietoku.
Napríklad ultrazvukom extrahovaný resveratrol z listov hrozna je možné čistiť pomocou kolóny mezoporézneho uhlíka, čo zlepšuje čistotu resveratrolu z 2,1 na 20,6%. (porovnaj Sun a kol., 2018)

Ultrazvuková extrakcia stilbenoidov zo stoniek hrozna

Ultrazvukový extrakčný protokol Piñeiro et al. (2013) má za následok vysokú výťažnosť stilbénov, ako je trans-resveratrol, ε-viniferín, piceatannol a vitisín B, ktoré sú väčšinou prítomné v hroznových trsinách a v stonkách hrozna.

Grafický abstrakt štúdie na ultrazvukovú extrakciu stilbenoidov zo stoniek hrozna.
(Štúdia a obrázok: Piñeiro et al., 2013)

Pomocou ultrazvuku UP200S (200 W, 24 kHz) je možné extrahovať hlavné stilbenoidy nachádzajúce sa v stonkách hrozna za 15 minút, pričom sa použije teplota extrakcie 75 °C a extrakčné rozpúšťadlo 80 % etanol, pričom nie je potrebný žiadny krok čistenia organickým rozpúšťadlom. Optimalizovaná metóda umožnila jednoduchú a efektívnu analýzu obsahu stilbenoidov z 22 vzoriek stoniek hrozna.

Hlavné účinky grafu na priemernú výťažnosť (plocha 10 000−1) ultrazvukovou extrakciou pomocou UP200S s použitím rôznych parametrov: piceatannol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferín (c) a vitisín-B (d).
(Štúdia a grafy: Piñeiro et al., 2013)

Chromatogram HPLC-DAD zodpovedajúci referenčnému extraktu obohatenému stilbenoidom.
(Štúdia a grafy: Piñeiro et al., 2013)

Vysokovýkonné ultrazvukové procesory na extrakciu hrozna a viniča

Ultrazvukové extraktory Hielscher sú dobre zavedené v oblasti botanickej extrakcie bez ohľadu na to, aké rastlinné materiály alebo rozpúšťadlá sa používajú. Výrobcovia extraktov – exkluzívni výrobcovia butikových extraktov, ako aj veľkí masoví výrobcovia – v širokom sortimente zariadení spoločnosti Hielscher nájdete ideálne ultrazvukové odsávacie zariadenia pre svoje výrobné požiadavky. Dávkové aj kontinuálne inline procesné nastavenia sú ľahko dostupné a je možné ich odoslať v ten istý deň.

Vysoko účinná extrakcia pomocou ultrazvukových prístrojov Hielscher

Ultrazvukové extraktory Hielscher účinne narúšajú rastlinné bunky, zväčšujú povrch rastlinného materiálu pre prenikanie rozpúšťadiel, ako aj zlepšujú prenos hmoty, čo vedie k rýchlemu a úplnému uvoľneniu fytochemikálií (sekundárnych metabolitov). Odsávače Hielscher, navrhnuté s ohľadom na užívateľskú prívetivosť, sa rýchlo inštalujú a dajú sa bezpečne a intuitívne ovládať.
 
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov: