Polyfenoler från Mango Peel – Extraktionsmetoden är viktig

I strävan efter ett hälsosammare liv utforskar forskarna ständigt nya ekologiska källor och effektiva metoder för att utvinna nyttiga föreningar från naturliga källor. Matavfall som fruktbiprodukter, t.ex. mangoskal, är rika på polyfenoler och kan användas som källa för att utvinna fenolföreningar av hög kvalitet. En sådan teknik som har fått dragkraft under de senaste åren är ultraljudsextraktion, en process som tillämpar högfrekventa ljudvågor för att effektivt extrahera bioaktiva föreningar från växtmaterial. Bland dessa föreningar har polyfenoler framstått som stjärnspelare på grund av deras många hälsofördelar, inklusive antioxidanter och antiinflammatoriska egenskaper. Följ med oss på en djupdykning i polyfenolextraktion från mangoskal och lär dig hur olika ultraljudsutrustning gör en betydande skillnad för extraktionseffektivitet och polyfenolutbyte.

Vad är polyfenoler?

Polyfenoler är en grupp naturligt förekommande föreningar som finns i frukt, grönsaker, te, kaffe, vin och andra växtbaserade livsmedel. De är kända för sina antioxidativa egenskaper, som hjälper till att bekämpa oxidativ stress i kroppen, vilket minskar risken för kroniska sjukdomar som hjärt-kärlsjukdomar, cancer och neurodegenerativa sjukdomar. Dessutom har polyfenoler antiinflammatoriska, antimikrobiella och cancerhämmande effekter, vilket gör dem till värdefulla komponenter i en hälsosam kost. Fenolföreningar från växtbaserade livsmedelsbiprodukter är en lågkostnadskälla som kan användas som livsmedelstillsatser eller kosttillskott och bidra till en hälsosammare kost.
Mangoskal är en utmärkt källa till fenolföreningar (14,85-127,6 mg/gDW). Dessutom erbjuder de stora mängder fiber (36-78 g/100 g DW), vitaminer (C och E) och karotenoider (0,1-51 mg/gDW).

Den vetenskapliga studien av Aznar-Ramos och kollegor ger övertygande insikter i den fascinerande världen av fenolföreningsextraktion från biprodukter från mangoskal och relevansen av rätt extraktionsutrustning. Resultaten i studien belyser den överlägsna prestandan hos sonikering av sondtyp vid extraktion av fenolföreningar jämfört med traditionella ultraljudsbad.

Övertygande resultat: En berättelse om effektivitet och precision

Allt eftersom data samlades in blev det uppenbart att sonikering av sondtyp var nyckeln till att låsa upp naturens rikedomar med oöverträffad effektivitet och precision. De värden som erhölls för total fenolhalt (TPC) visade en anmärkningsvärd skillnad mellan de två extraktionsmetoderna. Medan ultraljudsbadet gav TPC-värden som varierade mellan 1,6 och 8,7 mg GAE / g dw, skryter sonotrodextraktionen högre värden som sträcker sig från 3,9 till 9,4 mg GAE / g dw. Dessa resultat underströk styrkan hos sonikatorer av sondtyp för att maximera extraktion av fenolföreningar från biprodukter från mangoskal.

Men fördelarna med sonikering av sondtyp slutade inte där. När forskarna gick djupare in i analysen upptäckte de en fascinerande trend – sonikering av sondtyp extraherade en större mängd föreningar jämfört med ultraljudsbadet. Med totalt 22 kvantifierade föreningar i sonotrodextrakt jämfört med 15 i ultraljudsbadprover, underströks överlägsenheten hos sonde-typ sonikering ytterligare.

Fenoliska föreningar från fruktavfall: En triumf för sonikering av sondtyp

Bland de otaliga föreningar som upptäcktes framstod flavonoider som stjärnorna i showen. Sonikeringsextraktet av sondtyp rapporterade de högsta mängderna flavonoider, vilket visar dess oöverträffade förmåga att låsa upp naturens farmakopé i all sin prakt. I synnerhet detekterades ett högre innehåll av metylgallat i sonotrodextrakt - mer än åtta gånger högre än i badultraljudsextrakt - medan summan av galloylglukosisomerer och metylgallat var signifikant högre i sonotrodeprover.

Uppskalning till kommersiell produktion: Från labb till industri

Det är viktigt att notera att fördelarna med sonikering av sondtyp sträcker sig utanför laboratoriets väggar. Med sin skalbarhet på både pilot- och industriell nivå öppnar sonikering av sondtyp dörrar till en värld av möjligheter. Från småskaliga experiment till storskalig produktion, effektiviteten och tillförlitligheten hos sonikatorer av sondtyp banar väg för transformativa innovationer inom extraktionsindustrin.

När det gäller extraktionsvetenskap, där varje droppe räknas, står sonikatorer av sondtyp som fyrbåkar för effektivitet och precision. Genom sin anmärkningsvärda prestanda vid extraktion av fenoliska föreningar från biprodukter från mangoskal har dessa soniska underverk omformat vår förståelse av extraktionsmetoder. När vi ser på framtiden lovar den soniska revolutionen som utlösts av sonikering av sondtyp att låsa upp nya horisonter för vetenskapliga upptäckter, en sonisk våg i taget.

Traditionella extraktionsmetoder vs. ultraljudsextraktion

Traditionellt har polyfenoler utvunnits med metoder som maceration, Soxhlet-extraktion och ångdestillation. Även om dessa tekniker är effektiva kräver de ofta långa extraktionstider, höga temperaturer och användning av organiska lösningsmedel, vilket kan bryta ned känsliga föreningar och äventyra kvaliteten på extraktet.

Ultraljudsutvinning är ett icke-termiskt, miljövänligt och mycket effektivt alternativ. Denna metod utnyttjar kraften i ultraljudsvågor, vanligtvis i intervallet 20 kHz till 100 kHz, för att bryta ner cellväggar och frigöra bioaktiva föreningar från växtmatriser. Processen innebär att växtmaterialet sänks ned i ett lösningsmedel (vanligtvis vatten eller en blandning av vatten och etanol) och utsätts för ultraljudsvågor som skapar kavitationsbubblor. Dessa bubblor imploderar nära växtcellerna och genererar intensiva skjuvkrafter och mikrostrålar som underlättar extraktionsprocessen. Som ett resultat erbjuder ultraljudsextraktion flera fördelar jämfört med traditionella metoder, inklusive kortare extraktionstider, lägre lösningsmedelsförbrukning och högre extraktionsutbyte.

Fördelar med ultraljudsutvinning av polyfenoler:

Användningen av ultraljudsextraktion för polyfenolisolering erbjuder många fördelar:

1. Förbättrad extraktionseffektivitet: Ultraljudsvågor tränger in i växtvävnader mer effektivt än mekaniska metoder, vilket leder till högre extraktionseffektivitet och större utbyte av polyfenoler.
2. Minskad bearbetningstid: Jämfört med traditionella tekniker minskar ultraljudsextraktion extraktionstiderna avsevärt, vilket möjliggör snabbare produktion och ökad genomströmning.
3. Bevarande av bioaktivitet: Den milda naturen av ultraljudsextraktion minimerar termisk nedbrytning och oxidation av polyfenoler, bevarar deras bioaktiva egenskaper och förbättrar kvaliteten på extraktet.
4. Miljövänligt: Till skillnad från lösningsmedelsintensiva metoder kräver ultraljudsextraktion minimal användning av lösningsmedel och eliminerar behovet av giftiga organiska lösningsmedel, vilket gör det miljömässigt hållbart och ekonomiskt genomförbart.

Tillämpningar av ultraljud polyfenolextraktion:

Mångsidigheten hos ultraljudsextraktion har lett till att den används i stor utsträckning i olika branscher, inklusive läkemedel, nutraceuticals, mat och dryck, kosmetika och örtmedicin. Några vanliga applikationer inkluderar:

• Produktion av polyfenolrika extrakt för kosttillskott och funktionella livsmedel
• Utveckling av naturliga antioxidanter för användning inom livsmedelskonservering och kosmetika
• Extraktion av bioaktiva föreningar från medicinalväxter för farmaceutiska formuleringar
• Optimering av extraktionsprocesser för specifika polyfenolsubklasser, såsom flavonoider, fenoliska syror och tanniner

 
Referenser:

• Aznar-Ramos, M.J.; Razola-Díaz, M.d.C.; Verardo, V.; Gómez-Caravaca, A.M. (2022): Jämförelse mellan ultraljudsbad och sonotrodextraktion av fenoliska föreningar från Mango Peel By-Products. Horticulturae 2022, 8, 1014.
• Sara Marçal, Manuela Pintado (2021): Mangoskal som livsmedelsingrediens/tillsats: näringsvärde, bearbetning, säkerhet och användningsområden. Trender inom livsmedelsvetenskap & Teknik, volym 114, 2021. 472-489.