Polyfenoler från mangoskal – Varför extraktionsmetoden är viktig

Publicerad: 2024-02-28

I jakten på ett hälsosammare liv utforskar forskare ständigt nya ekologiska källor och effektiva metoder för att extrahera nyttiga föreningar från naturliga källor. Matavfall som fruktbiprodukter som mangoskal är rika på polyfenoler och används som källa för att erhålla fenolföreningar av hög kvalitet. En sådan teknik som fått dragkraft de senaste åren är ultraljudsextraktion, en process som tillämpar högfrekventa ljudvågor för att effektivt extrahera bioaktiva föreningar från växtmaterial. Bland dessa föreningar har polyfenoler dykt upp 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?

Mangoskal är rika på hälsofrämjande föreningar som polyfenoler och karotenoider. Ultraljudssonder är mycket effektiva för utvinning av värdefulla fytokemikalier från fruktbiprodukter som mangoskal.Polyfenoler är en mångsidig grupp av 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- och kärlsjukdomar, cancer och neurodegenerativa sjukdomar. Dessutom uppvisar polyfenoler antiinflammatoriska, antimikrobiella och anti-cancereffekter, vilket gör dem till värdefulla komponenter i en hälsosam kost. Fenolföreningar från växtbaserade livsmedelsbiprodukter är en billig källa som kan användas som livsmedelstillsatser eller kosttillskott som bidrar till en hälsosammare kost.
Mangoskal är en stor 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 sond-typ ultraljudsbehandling vid extraktion av fenolföreningar jämfört med traditionella ultraljudsbad.

Övertygande resultat: En berättelse om effektivitet och precision

När data utvecklades, blev det uppenbart att sond-typ ultraljudsbehandling höll nyckeln till att låsa upp naturens rikedom med oöverträffad effektivitet och precision. De erhållna värdena för totalt fenolinnehåll (TPC) visade en anmärkningsvärd skillnad mellan de två extraktionsmetoderna. Medan ultraljudsbadet gav TPC-värden som sträcker sig mellan 1,6 och 8,7 mg GAE/g dw, hade sonotrodeextraktionen högre värden från 3,9 till 9,4 mg GAE/g dw. Dessa resultat underströk styrkan hos sond-typ sonikatorer för att maximera fenolföreningsextraktion från biprodukter från mangoskal.

Men fördelarna med sond-typ ultraljudsbehandling slutade inte där. När forskarna fördjupade sig i analysen upptäckte de en fascinerande trend – Sond-typ ultraljudsbehandling extraherade en större variation av föreningar jämfört med ultraljudsbadet. Med totalt 22 kvantifierade föreningar i sonotrode extrakt jämfört med 15 i ultraljud badprover, överlägsenheten av sond-typ ultraljudsbehandling underströks ytterligare.

Ultraljudssond (sonotrode) UP400St som används i mangoskalsextraktionsstudien av Aznar-Ramos et al. 2022

Ultraljudssond (sonotrode) UP400St som används i mangoskalsextraktionsstudien av Aznar-Ramos et al. 2022

Låsa upp fenolföreningar från fruktavfall: En triumf av sond-typ ultraljudsbehandling

Bland de otaliga föreningar som grävdes fram framträdde flavonoider som stjärnorna i showen. Sond-typ ultraljudsbehandling extrakt rapporterade de högsta mängderna flavonoider, vilket visar upp dess oöverträffade förmåga att låsa upp naturens farmakopé i all sin härlighet. I synnerhet detekterades ett högre innehåll av metylgalat i sonotrode extrakt - mer än åtta gånger högre än i bad ultraljudsextrakt - medan summan av galloylglukosisomerer och metylgalat var signifikant högre i sonotrode prover.

Skalning till kommersiell produktion: Från labb till industri

Viktigt att notera att fördelarna med sond-typ ultraljudsbehandling sträcker sig utanför laboratoriets väggar. Med sin skalbarhet på både pilot- och industrinivå öppnar sond-typ ultraljudsbehandling dörrar till en värld av möjligheter. Från småskaliga experiment till storskalig produktion, effektiviteten och tillförlitligheten hos sondsonikatorer banar väg för transformativa innovationer inom extraktionsindustrin.

I området för extraktionsvetenskap, där varje droppe räknas, står sond-typ sonikatorer som fyrar av effektivitet och precision. Genom sin anmärkningsvärda prestanda när det gäller att extrahera fenolföreningar 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 sond-typ ultraljudsbehandling att låsa upp nya horisonter för vetenskapliga upptäckter, en sonisk våg i taget.

Traditionella extraktionsmetoder vs. ultraljud extraktion

Traditionellt har polyfenoler extraherats 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 extraktets kvalitet.

Ange ultraljudsextraktion – ett icke-termiskt, miljövänligt och mycket effektivt alternativ. Denna metod utnyttjar kraften i ultraljudsvågor, vanligtvis i intervallet 20 kHz till 100 kHz, för att störa cellväggar och frigöra bioaktiva föreningar från växtmatriser. Processen innebär att växtmaterialet sänks ner i ett lösningsmedel (vanligtvis vatten eller en vatten-etanolblandning) och utsätts för ultraljudsvågor, vilket 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 ultraljud polyfenolextraktion:

Användningen av ultraljudsextraktion för polyfenolisolering ger 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 skonsamma karaktären hos ultraljudsextraktion minimerar termisk nedbrytning och oxidation av polyfenoler, bevarar deras bioaktiva egenskaper och förbättrar kvaliteten på extraktet.
  4. Miljövänlig: 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 lönsamt.

Tillämpningar av ultraljud polyfenol extraktion:

Mångsidigheten av ultraljud extraktion har lett till dess utbredda antagande i olika industrier, inklusive läkemedel, nutraceuticals, mat och dryck, kosmetika och örtmedicin. Några vanliga applikationer är:

  • Produktion av polyfenolrika extrakt för kosttillskott och funktionella livsmedel
  • Utveckling av naturliga antioxidanter för användning i konservering av livsmedel och kosmetika
  • Extraktion av bioaktiva föreningar från medicinalväxter för farmaceutiska formuleringar
  • Optimering av extraktionsprocesser för specifika polyfenolunderklasser, såsom flavonoider, fenolsyror och tanniner

 
Referenser:

 

 

Extraktor av ultraljudssondtyp av industriell kvalitet för inline-bearbetning av fruktbiprodukter för att isolera bioaktiva föreningar som polyfenoler.

Sonicator MSR-4 med 4x 4kW ultraljudssonder (totalt 16kW ultraljudseffekt) för industriell utvinning av bioaktiva föreningar från mangoskal.

Vi diskuterar gärna din process.

Låt oss komma i kontakt.