Ultrazvočna ekstrakcija aktivnih spojin iz stranskih proizvodov grozdja in vina

Grozdje (Vitis vinifera), vinski in vinski stranski proizvodi so bogati s polifenoli in drugimi bioaktivnimi snovmi, ki so dragocene spojine za proizvodnjo zdravilnih in prehranskih dopolnil. Ultrazvočna ekstrakcija omogoča enostavno in zelo učinkovito izolacijo spojin, pridobljenih iz grozdja in vinske trte (npr. Tropine grozdja, semena, listi, stebla, zaledje). Ultrazvočno podprta ekstrakcija je hitra, zanesljiva in izboljšuje druge metode ekstrakcije z višjimi donosi, blažjimi pogoji ekstrakcije, krajšim časom ekstrakcije in nižjimi stroški.

Ultrazvočna ekstrakcija fitokemikalij iz grozdja in vinske trte

Stranski proizvodi iz vinogradov in vinarskega procesa vključujejo grozdno kašo, tropine (lupine in semena), drože, grozdni listi, stebla in trs, ki tvorijo do 30–40 % m/m trdnih snovi, ki se večinoma zavržejo neuporabljene kot odpadki. Industrija odkriva bogastvo polifenolov in drugih bioaktivnih spojin v teh stranskih proizvodih grozdja in vina, zato vse bolj uporablja te rastlinske materiale za proizvodnjo dragocenih izvlečkov. Resveratrol, antocianidini, proantocianidin, kvercitin in druge snovi, ki jih najdemo v grozdju in vinski trti (Vitis vinifera), se že pogosto uživajo kot zdravila in prehranska dopolnila. Izvlečki iz stranskih proizvodov Vitis vinifera se kot vir zdravju propričljivih spojin uporabljajo v farmacevtski in živilski industriji, hkrati pa podpirajo trajnostno kmetijstvo. Ultrazvočna ekstrakcija olajša sproščanje bioaktivnih spojin iz grozdja in stranskih proizvodov grozdja. Ekstrakcija z ultrazvokom je dolgo uveljavljena tehnika ekstrakcije, ki se uporablja za farmacevtske in živilske spojine. Daje zelo visoke izkoristke ekstrakta v kratkem postopku ekstrakcije in deluje s katerim koli topilom (npr. vodo, etanol, izopropanol, heksan itd.)

Ultrazvočna ekstrakcija polifenolov iz grozdnih semen

Grozdna semena so bogata s proantocianidini in so zato odličen vir za proizvodnjo izvlečkov proantocianidina za zdravila in prehranska dopolnila. Thilakarathna in Rupasinghe (2022) bi lahko dokazali vrhunsko učinkovitost ultrazvočne razglasitve pri nadzorovanih povišanih temperaturah, kar je povzročilo višji izkoristek proantocianidina in bistveno krajši čas ekstrakcije (ultrazvok 53 min. v primerjavi s konvencionalno ekstrakcijo s topilom 150 h!).
Uvedba toplote in ultrasonication je znatno zmanjšala čas ekstrakcije (čas ultrazvočnega razbijanja 53 min) in potrebo po vodnem etanolu (10,14: 1 v: w), hkrati pa znatno povečala donos PAC (16,1 mg CE / g FW v primerjavi s predvidenimi 26,6 mg CE / g FW). Končni optimalni pogoji so bili 47% etanola, razmerje 10:1 s:s (v:w), 53-minutni čas ultrazvočnega razbijanja in temperatura ekstrakcije 60 ° C.

Učinkovita proizvodnja ekstrakta grozdnih listov z uporabo sonifikacije

Listi navadne vinske trte (Vitis vinifera) so bogati z reseveratrolom, antocianidini, kvercetinom, izoquercetinom in številnimi drugimi bioaktivnimi spojinami, ki se pogosto dajejo v obliki ekstrakta za medicinske in zdravstvene namene.
Ultrazvočna ekstrakcija je pokazala, da daje visoke donose ekstrakta s polnim spektrom iz grozdnih listov, zaradi česar je postopek ekstrakcije zelo učinkovit. Vodni etanol se je izkazal kot zaželeno topilo za izvlečke vinske trte, saj ima odlično sposobnost raztapljanja ciljnih molekul in nima toksičnosti. Postopek ekstrakcije z ultrazvokom traja le nekaj minut in se lahko izvaja v paketnem postopku in v neprekinjenem pretočnem načinu.
Na primer, ultrazvočno ekstrahirani resveratrol iz grozdnih listov se lahko očisti z uporabo stolpca mezoporoznega ogljika, ki izboljša čistost resveratrola z 2,1 na 20,6%. (prim. Sun et al., 2018)

Ultrazvočna ekstrakcija stilbenoidov iz grozdnih stebel

(2013) ima za posledico visoko okrevanje stilbenov, kot so trans-resveratrol, ε-viniferin, piceatannol in vitisin B, ki so večinoma prisotni v grozdnih trsih in v steblih grozdja.

Grafični povzetek študije za ultrazvočno ekstrakcijo stilbenoidov iz grozdnih stebel.
(Študija in slika: Piñeiro et al., 2013)

Z ultrazvočnim aparatom UP200S (200W, 24kHz) lahko glavne stilbenoide, ki jih najdemo v grozdnih steblih, ekstrahiramo v 15 minutah, pri čemer se uporabi 75 ° C kot temperatura ekstrakcije in 80% etanola kot ekstrakcijsko topilo, čiščenje z organskim topilom pa ni potrebno. Optimizirana metoda je omogočila enostavno in učinkovito analizo vsebnosti stilbenoidov iz 22 vzorcev stebla grozdja.

Glavni učinki na povprečno izkoristek (površina 10.000−1) z ultrazvočno ekstrakcijo z uporabo UP200S z uporabo različnih parametrov: pikatanol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferin (c) in vitisin-B (d).
(Študija in grafi: Piñeiro et al., 2013)

HPLC-DAD kromatogram, ki ustreza referenčnemu ekstraktu, obogatenemu s stilbenoidom.
(Študija in grafi: Piñeiro et al., 2013)

Visoko zmogljivi ultrazvočni procesorji za ekstrakcijo grozdja in vinske trte

Hielscher Ultrasonics ekstraktorji so dobro uveljavljeni na področju botanične ekstrakcije, ne glede na to, kateri rastlinski materiali ali topila se uporabljajo. Proizvajalci ekstraktov – tako ekskluzivni proizvajalci butičnih ekstraktov kot tudi veliki množični proizvajalci – najti v široki ponudbi opreme Hielscher idealno ultrazvočno ekstrakcijsko opremo za njihove proizvodne zahteve. Paketne in neprekinjene nastavitve inline procesov so na voljo in jih je mogoče odpremiti še isti dan.

Visoko učinkovita ekstrakcija s Hielscher ultrazvočnimi aparati

Hielscher ultrazvočni ekstraktorji učinkovito motijo rastlinske celice, povečajo površino rastlinskega materiala za prodiranje topila in izboljšajo prenos mase, kar ima za posledico hitro in popolno sproščanje fitokemikalij (sekundarnih metabolitov). Hielscher ekstraktorji, zasnovani z namenom prijaznosti do uporabnika, se hitro namestijo in jih je mogoče varno in intuitivno upravljati.
 
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov: