Polifenoli iz mangovih olupkov – metoda ekstrakcije je pomembna

V prizadevanjih za bolj zdravo življenje znanstveniki nenehno raziskujejo nove okolju prijazne vire in učinkovite metode za ekstrakcijo koristnih spojin iz naravnih virov. Živilski odpadki, kot so sadni stranski proizvodi, denimo mangovi olupki, so bogati s polifenoli in se lahko uporabljajo kot vir za pridobivanje visokokakovostnih fenolnih spojin. Ena takšnih tehnik, ki se v zadnjih letih vse bolj uveljavlja, je ultrazvočna ekstrakcija, pri kateri se uporabljajo visokofrekvenčni zvočni valovi za učinkovito ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz rastlinskih materialov. Med temi spojinami so polifenoli postali posebej pomembni zaradi številnih koristi za zdravje, vključno z antioksidativnimi in protivnetnimi lastnostmi. Pridružite se nam pri poglobljenem raziskovanju ekstrakcije polifenolov iz mangovih olupkov in spoznajte, kako različna ultrazvočna oprema bistveno vpliva na učinkovitost ekstrakcije in izkoristek polifenolov.

Kaj so polifenoli?

Polifenoli so raznolika skupina naravno prisotnih spojin, ki jih najdemo v sadju, zelenjavi, čaju, kavi, vinu in drugih živilih rastlinskega izvora. Znani so po svojih antioksidativnih lastnostih, ki pomagajo preprečevati oksidativni stres v telesu in zmanjšujejo tveganje za kronične bolezni, kot so bolezni srca in ožilja, rak ter nevrodegenerativne bolezni. Poleg tega polifenoli delujejo protivnetno, protimikrobno in protirakavo, zato so dragocene sestavine zdrave prehrane. Fenolne spojine iz stranskih proizvodov živil rastlinskega izvora so cenovno ugoden vir, ki se lahko uporablja za aditive za živila ali prehranska dopolnila, ki prispevajo k bolj zdravi prehrani.
Mangovi olupki so odličen vir fenolnih spojin (14,85–127,6 mg/gDW). Poleg tega vsebujejo velike količine prehranskih vlaknin (36–78 g/100 g DW), vitaminov (C in E) ter karotenoidov (0,1–51 mg/gDW).

Znanstvena raziskava Aznar-Ramos in sodelavcev ponuja prepričljiv vpogled v zanimivi svet ekstrakcije fenolnih spojin iz stranskih proizvodov mangovih olupkov in v pomen ustrezne ekstrakcijske opreme. Rezultati raziskave osvetljujejo boljšo učinkovitost sonikacije s sondo pri ekstrakciji fenolnih spojin v primerjavi s tradicionalnimi ultrazvočnimi kopelmi.

Prepričljivi rezultati: zgodba o učinkovitosti in natančnosti

Ko so bili podatki razkriti, je postalo očitno, da je sonikacija s sondo ključ do pridobivanja naravnega bogastva z neprimerljivo učinkovitostjo in natančnostjo. Pridobljene vrednosti skupne vsebnosti fenolnih spojin (TPC) so pokazale izrazito razliko med obema metodama ekstrakcije. Medtem ko so vrednosti TPC pri ultrazvočni kopeli znašale od 1,6 do 8,7 mg GAE/g dw, so bile pri ekstrakciji s sonotrodo višje, in sicer od 3,9 do 9,4 mg GAE/g dw. Ti rezultati so poudarili učinkovitost sonikatorjev s sondo pri doseganju največje možne ekstrakcije fenolnih spojin iz stranskih proizvodov mangovih olupkov.

Vendar se prednosti sonikacije s sondo niso končale pri tem. Pri poglobljeni analizi so raziskovalci odkrili zanimiv trend – s sonikacijo s sondo so ekstrahirali več različnih spojin kot z ultrazvočno kopeljo. Skupno 22 kvantificiranih spojin v ekstraktih, pridobljenih s sonotrodo, v primerjavi s 15 v vzorcih iz ultrazvočne kopeli je dodatno poudarilo prednost sonikacije s sondo.

Pridobivanje fenolnih spojin iz sadnih odpadkov: uspeh sonikacije s sondo

Med številnimi odkritimi spojinami so flavonoidi najbolj izstopali. V ekstraktu, pridobljenem s sonikacijo s sondo, so bile ugotovljene najvišje količine flavonoidov, kar kaže na neprimerljivo sposobnost te metode, da razkrije naravno farmakopejo v vsem njenem bogastvu. Zlasti je bila v ekstraktih, pridobljenih s sonotrodo, zaznana višja vsebnost metilgalata – več kot osemkrat višja kot v ekstraktih, pridobljenih z ultrazvočno kopeljo – medtem ko je bila vsota izomerov galoilglukoze in metilgalata v vzorcih, pridobljenih s sonotrodo, bistveno višja.

Povečanje obsega za komercialno proizvodnjo: od laboratorija do industrije

Pomembno je poudariti, da prednosti sonikacije s sondo segajo onkraj laboratorijskih zidov. Z možnostjo povečanja obsega tako na pilotno kot na industrijsko raven sonikacija s sondo odpira številne možnosti. Od poskusov v majhnem obsegu do proizvodnje v velikem obsegu učinkovitost in zanesljivost sonikatorjev s sondo utirata pot prelomnim inovacijam v ekstrakcijski industriji.

Na področju znanosti o ekstrakciji, kjer šteje vsaka kapljica, so sonikatorji s sondo zgled učinkovitosti in natančnosti. S svojo izjemno učinkovitostjo pri ekstrakciji fenolnih spojin iz stranskih proizvodov mangovih olupkov so te izjemne zvočne naprave preoblikovale naše razumevanje ekstrakcijskih metod. Ko se oziramo v prihodnost, zvočna revolucija, ki jo je sprožila sonikacija s sondo, obljublja odpiranje novih obzorij znanstvenih odkritij, zvočni val za zvočnim valom.

Tradicionalne metode ekstrakcije v primerjavi z ultrazvočno ekstrakcijo

Tradicionalno so polifenole ekstrahirali z metodami, kot so maceracija, Soxhletova ekstrakcija in destilacija z vodno paro. Čeprav so te tehnike učinkovite, pogosto zahtevajo dolge čase ekstrakcije, visoke temperature in uporabo organskih topil, kar lahko povzroči razgradnjo občutljivih spojin in poslabša kakovost ekstrakta.

Tu nastopi ultrazvočna ekstrakcija – netermična, okolju prijazna in zelo učinkovita alternativa. Ta metoda uporablja moč ultrazvočnih valov, običajno v območju od 20 kHz do 100 kHz, za razgradnjo celičnih sten in sproščanje bioaktivnih spojin iz rastlinskih matric. Postopek vključuje potopitev rastlinskega materiala v topilo (običajno vodo ali mešanico vode in etanola) ter izpostavitev ultrazvočnim valovom, ki ustvarjajo kavitacijske mehurčke. Ti mehurčki implodirajo v bližini rastlinskih celic ter ustvarjajo močne strižne sile in mikrocurke, ki olajšajo ekstrakcijo. Ultrazvočna ekstrakcija zato ponuja več prednosti pred tradicionalnimi metodami, vključno s krajšimi časi ekstrakcije, manjšo porabo topil in višjimi izkoristki ekstrakcije.

Prednosti ultrazvočne ekstrakcije polifenolov:

Uporaba ultrazvočne ekstrakcije za izolacijo polifenolov ponuja številne prednosti:

1. Večja učinkovitost ekstrakcije: ultrazvočni valovi prodirajo v rastlinska tkiva učinkoviteje kot mehanske metode, kar vodi do večje učinkovitosti ekstrakcije in višjih izkoristkov polifenolov.
2. Krajši čas obdelave: v primerjavi s tradicionalnimi tehnikami ultrazvočna ekstrakcija bistveno skrajša čase ekstrakcije ter omogoča hitrejšo proizvodnjo in večjo zmogljivost obdelave.
3. Ohranjanje bioaktivnosti: nežno delovanje ultrazvočne ekstrakcije zmanjšuje toplotno razgradnjo in oksidacijo polifenolov, ohranja njihove bioaktivne lastnosti ter izboljšuje kakovost ekstrakta.
4. Prijaznost do okolja: v nasprotju z metodami z veliko porabo topil ultrazvočna ekstrakcija zahteva minimalno uporabo topil in odpravlja potrebo po strupenih organskih topilih, zato je okoljsko trajnostna in ekonomsko upravičena.

Uporabe ultrazvočne ekstrakcije polifenolov:

Vsestranskost ultrazvočne ekstrakcije je privedla do njene široke uporabe v različnih panogah, vključno s farmacevtsko industrijo, proizvodnjo nutracevtikov, živilsko industrijo in industrijo pijač, kozmetično industrijo ter zdravljenjem z zdravilnimi rastlinami. Nekatere pogoste uporabe vključujejo:

• Proizvodnjo ekstraktov, bogatih s polifenoli, za prehranska dopolnila in funkcionalna živila
• Razvoj naravnih antioksidantov za uporabo pri konzerviranju živil in v kozmetiki
• Ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz zdravilnih rastlin za farmacevtske formulacije
• Optimizacijo ekstrakcijskih postopkov za posamezne podrazrede polifenolov, kot so flavonoidi, fenolne kisline in tanini

 
Viri:

• Aznar-Ramos, M.J.; Razola-Díaz, M.d.C.; Verardo, V.; Gómez-Caravaca, A.M. (2022): Primerjava ekstrakcije fenolnih spojin iz stranskih proizvodov mangovih olupkov z ultrazvočno kopeljo in sonotrodo. Horticulturae 2022, 8, 1014.
• Sara Marçal, Manuela Pintado (2021): Mangovi olupki kot živilska sestavina / aditiv: hranilna vrednost, predelava, varnost in uporabe. Trends in Food Science & Technology, zvezek 114, 2021. 472-489.