Ултразвучна екстракција белог лука без растварача

Бели лук (Allium sativum) богат је органосумпорним једињењима (нпр. алицином, глутатионом), која доприносе бројним повољним ефектима на здравље. Ултразвучна екстракција је поуздана и ефикасна техника за производњу висококонцентрованих екстраката белог лука. Ултразвучни третман омогућава високе приносе висококвалитетних екстраката пуног спектра за веома кратко време екстракције.

Екстракти белог лука врхунског квалитета добијени ултразвучном екстракцијом

Употреба соникатора са сондом за екстракцију алицина и органосумпорних једињења из белог лука нуди неколико предности, укључујући високе приносе и висок квалитет екстракта белог лука, брзу обраду и еколошки прихватљив приступ без растварача. Ови фактори заједно доприносе производњи висококвалитетних екстраката белог лука са повећаном биоактивношћу и уједначеним саставом, што ову методу чини пожељним избором за истраживаче и индустријске произвођаче који траже производе од белог лука врхунског квалитета.
У наставку детаљно разматрамо повољне ефекте екстракције белог лука потпомогнуте ултразвуком:

• Прво, соникатор са сондом користи ултразвучне таласе који се кроз титанијумску сонду, такозвану сонотроду, преносе у екстракциони медијум. Механичка енергија ултразвучних таласа ствара кавитационе мехуриће у течности и доводи до њиховог брзог колапса. Током овог процеса настају интензивне локалне микротурбуленције, као и промене притиска и температуре. Ове силе подстичу разарање ћелијских зидова белог лука. То разарање олакшава ослобађање алицина и других органосумпорних једињења заробљених у ћелијама, што доводи до ефикасне екстракције.
• Друго, контролисана и прецизна природа соникације сондом омогућава прилагођавање процеса екстракције. Произвођачи екстраката, као и истраживачи, могу да подешавају параметре као што су време соникације, амплитуда и температура како би оптимизовали услове екстракције, чиме се максимизује принос алицина и органосумпорних једињења, а истовремено минимизује разградња осетљивих једињења. Овај ниво контроле је кључан за добијање висококвалитетних екстраката уједначеног састава и делотворности.
• Поред тога, процес соникације је релативно брз у поређењу са традиционалним методама екстракције као што су мацерација или Сокслетова екстракција. Ова ефикасност не само да штеди време већ помаже и у очувању свежине и биоактивности екстрахованих једињења. Краће трајање екстракције смањује изложеност екстракта белог лука топлоти и кисеонику, који могу да разграде осетљива органосумпорна једињења.
• Надаље, ултразвучна екстракција је компатибилна са било којим растварачем, укључујући благе и еколошки прихватљиве раствараче као што су вода, водени раствор етанола или алкохол. Ово је нарочито важно када се екстракт белог лука производи за употребу као додатак храни, арома, додатак исхрани, нутрацеутик или фармацеутски препарат, при чему се ризик од контаминације растварачима или другим хемикалијама мора избећи како би се обезбедиле чистоћа и безбедност крајњег производа.

Ултразвучна екстракција алицина на бази воде

Алицин је најзаступљенији тиосулфинатни молекул у екстракту белог лука. Алицин испољава антибактеријска, антивирусна, антифунгална, антипротозоална, антиканцерска и хипогликемијска дејства, а познато је и да подржава кардиоваскуларно здравље и имунски систем. Фармаколошка дејства белог лука углавном су повезана са реакцијама тиол-дисулфидне размене са протеинима који садрже тиолне групе.
За производњу висококонцентрованих екстраката белог лука са великим количинама органосумпорних једињења, ултразвучна екстракција је поуздана и ефикасна техника за изоловање тиола и других биоактивних супстанци из белог лука. Соникација ослобађа тиоле из унутрашњости ћелија белог лука и омогућава припрему екстракта пуног спектра биомолекула белог лука. За ултразвучну екстракцију белог лука као растварач се може користити вода, која је нетоксична, јефтина и еколошки прихватљива.
 

Попречни пресек чена белог лука пре и после соникације
истраживање и слике: Bose и сар. 2014

Протоколи за ултразвучну екстракцију алицина

За ултразвучну екстракцију белог лука утврђено је неколико протокола. У научним студијама неколико истраживачких тимова показало је да соникација даје високе приносе алицина, алиина, органосумпорних једињења и других фитохемикалија из белог лука.
Arzanlou и сар. (2010) описују ултразвучну екстракцију алицина из ченова белог лука уз употребу воде као растварача. Користили су 20g ручно уситњених ченова белог лука. Мацеровани бели лук соницирали су у 600mL дестиловане воде током 5 min, користећи Hielscher UP200S (200 вати) при амплитуди од 100 %. За одвођење топлоте коришћено је ледено купатило. Након ултразвучне екстракције, каша од белог лука процеђена је пресовањем кроз пет слојева газе. Суспензија је пренета у епрувету од 50mL и центрифугирана при 1258g на 4ºC током 20 min како би се преостали остаци одвојили од течности. Супернатант је пренет у стерилну епрувету од 50mL, која је затим запечаћена ради чувања.

Bose и сар. (2014) упоредили су ултразвучну екстракцију помоћу сонде са традиционалном мацерацијом, соникацијом у ултразвучном купатилу и микроталасном екстракцијом. Резултати су показали да је ултразвучна екстракција помоћу сонде дала највише приносе алицина.

Ismail и сар. (2014) описују ефикасну ултразвучну екстракцију биомолекула који садрже сумпор, цистеина и глутатиона, из луковица белог лука. Применили су ултразвучну екстракцију на бази воде за издвајање тиола из луковица белог лука користећи UP100H са амплитудом подешеном на 100%. Утврдили су да је оптимална концентрација белог лука при екстракцији у отвореној лабораторијској чаши била 10% (w/v). Количина тиола одређена је методом са Елмановим реагенсом. Добили су принос екстракта од 0,170mM тиола. Истраживачи закључују да је ултразвучна екстракција на бази воде једноставна, безбедна и исплатива метода за изоловање тиола из белог лука.
 
 

Соникатори високих перформанси за екстракцију белог лука

Системи за екстракцију компаније Hielscher Ultrasonics користе се широм света у прехрамбеној и фармацеутској индустрији за комерцијалну производњу биљних екстраката високог квалитета који се користе као прехрамбени адитиви, додаци исхрани и терапијска средства. Било да вам је циљ производња мањих шаржи екстраката белог лука или обрада великих количина биљних екстраката високог квалитета, Hielscher Ultrasonics има идеалан ултразвучни екстрактор за вас.

Конкурентске предности ултразвучне екстракције

Главне предности ултразвучне екстракције биоактивних једињења из биљних материјала као што је бели лук обухватају знатно скраћено време екстракције и обраде, еколошку прихватљивост захваљујући екстракцији на бази воде или смањеној употреби растварача и занемарљиво малим емисијама CO₂, малу потрошњу енергије, као и једноставан и безбедан рад ултразвучних система.

Стандардизација процеса уз Hielscher Ultrasonics

Екстракти који се користе у храни или фармацеутским производима треба да се производе у складу са добром произвођачком праксом (GMP) и стандардизованим спецификацијама обраде. Дигитални соникатори компаније Hielscher Ultrasonics опремљени су интелигентним софтвером који олакшава прецизно подешавање и контролу процеса соникације. Аутоматско бележење података омогућава уписивање свих параметара ултразвучног процеса, као што су ултразвучна енергија (укупна и нето енергија), амплитуда, температура и притисак (када су постављени сензори температуре и притиска), уз датум и време, на уграђену SD картицу. То вам омогућава да прегледате сваку ултразвучно обрађену серију. Истовремено су обезбеђени поновљивост и стално висок квалитет производа. Робусност свих соникатора компаније Hielscher омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима.
Табела у наставку даје оквирни приказ приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: