Ultraljud extraktion av aktiva föreningar från druva och vin biprodukter

Vindruvor (Vitis vinifera), vinstockar och vinbiprodukter är rika på polyfenoler och andra bioaktiva ämnen, som är värdefulla föreningar för produktion av medicinska och näringsmässiga tillskott. Ultraljud extraktion möjliggör enkel och mycket effektiv isolering av druv- och vinstockar härledda föreningar (t.ex. druvpressrester, frön, blad, stjälkar, lee). Ultraljudsassisterad extraktion är snabb, pålitlig och överträffar andra extraktionsmetoder genom högre utbyten, mildare extraktionsförhållanden, kortare extraktionstid och lägre kostnad.

Ultraljud extraktion av fytokemikalier från druva och vinstockar

Biprodukter från vingårdar och vinframställningsprocessen inkluderar druvmassa, pressrester (skal och frön), jästfällning, druvblad, stjälkar och sockerrör, som utgör upp till 30−40 % vikt/vikt torrsubstans, som oftast kasseras oanvända som avfall. Efter att ha upptäckt rikedomen av polyfenoler och andra bioaktiva föreningar i dessa druv- och vinbiprodukter använder industrin i allt högre grad dessa växtbaserade material för att producera värdefulla extrakt. Resveratrol, antocyanidiner, proantocyanidin, quercitin och andra ämnen som finns i vindruvor och vinstockar (Vitis vinifera) konsumeras redan i stor utsträckning som medicinska och näringsmässiga tillskott. Som källa till hälsofrämjande föreningar används extrakt från biprodukter från Vitis vinifera inom läkemedels- och livsmedelsindustrin, samtidigt som de stöder ett hållbart jordbruk. Ultraljud extraktion underlättar frisättningen av de bioaktiva föreningarna från druva och druvbiprodukter. Ultraljudsassisterad extraktion är en sedan länge etablerad extraktionsteknik som används för läkemedels- och livsmedelsföreningar. Det ger mycket höga extraktutbyten inom en kort extraktionsprocedur och fungerar med alla lösningsmedel (t.ex. vatten, etanol, isopropanol, hexan etc.)

Ultraljud extraktion av polyfenoler från druvkärnor

Druvkärnor är rika på proantocyanidiner och är därför en stor källa för att producera proantocyanidinextrakt för medicinska och näringsmässiga tillskott. Thilakarathna och Rupasinghe (2022) kunde visa den överlägsna effektiviteten av ultraljud under kontrollerade förhöjda temperaturer, vilket resulterade i högre proantocyanidinutbyten och betydligt kortare extraktionstid (ultraljud 53 min. jämfört med konventionell lösningsmedelsextraktion 150 h!).
Införandet av värme och ultraljud minskade avsevärt extraktionstiden (ultraljudsbehandling tid på 53 min) och vattenhaltig etanol behovet (10.14:1 v: w) samtidigt som PAC utbytet avsevärt ökade (16.1 mg CE / g FW Vs. 26.6 förutspådde mg CE / g FW). De slutliga optimala förhållandena var 47% etanol, 10:1 s:s förhållande (v:w), 53 min ultraljudsbehandling tid, och 60 ◦C extraktionstemperatur.

Effektiv produktion av druvbladsextrakt med hjälp av sonifiering

Bladen på den vanliga vinrankan (Vitis vinifera) är rika på reseveratrol, antocyanidiner, quercetin, isoquercetin samt många andra bioaktiva föreningar, som ofta administreras i extraktform för medicinska och hälsoändamål.
Ultraljud extraktion har visat sig ge höga utbyten av fullspektrum extrakt från druvblad, vilket gör extraktionsprocessen mycket effektiv. Vattenhaltig etanol har visat sig vara att föredra som lösningsmedel för druvextrakt eftersom den har utmärkt upplösningsförmåga för målmolekylerna och inte har någon toxicitet. Extraktionsprocessen med ultraljud tar bara några minuter och kan köras i batchprocess såväl som i kontinuerligt genomströmningsläge.
Till exempel kan ultraljudsextraherad resveratrol från druvblad renas med hjälp av en kolonn av mesoporöst kol, vilket förbättrar resveratrolens renhet från 2,1 till 20,6 %. (jfr Sun et al., 2018)

Ultraljud Stilbenoid Extraktion från druvstjälkar

Ultraljudsextraktionsprotokollet av Piñeiro et al. (2013) resulterar i hög återhämtning av stilbener såsom trans-resveratrol, ε-viniferin, piceatannol och vitisin B, som mestadels finns i druvrör och i druvstjälkar.

Grafisk sammanfattning av studien för ultraljud stilbenoid extraktion från druvstjälkar.
(Studie och bild: Piñeiro et al., 2013)

Med ultraljudsapparaten UP200S (200W, 24kHz) kan de viktigaste stilbenoiderna som finns i druvstjälkar extraheras på 15 minuter, med 75 ° C som extraktionstemperatur och 80% etanol som extraktionslösningsmedel, och inget rengöringssteg med organiskt lösningsmedel behövs. Den optimerade metoden möjliggjorde en enkel och effektiv analys av innehållet av stilbenoider från 22 druvstjälkprover.

Huvudeffekter plottar på den genomsnittliga återhämtningen (område 10.000−1) genom ultraljudsextraktion med hjälp av UP200S med olika parametrar: piceatannol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferin (c) och vitisin-B (d).
(Studie och diagram: Piñeiro et al., 2013)

HPLC-DAD-kromatogram motsvarande det stilbenoidberikade referensextraktet.
(Studie och diagram: Piñeiro et al., 2013)

Högpresterande ultraljudsprocessorer för utvinning av druvor och vinstockar

Hielscher Ultrasonics extraktorer är väl etablerade inom området botanisk extraktion, oavsett vilka växtmaterial eller lösningsmedel som används. Producenter av utdrag – både exklusiva boutique-extrakttillverkare samt storskaliga massproducenter – hitta på Hielschers breda utrustningssortiment den perfekta ultraljudsutsugningsutrustningen för deras produktionskrav. Batch- och kontinuerliga inline-processinställningar är lättillgängliga och kan skickas iväg samma dag.

Högeffektiv extraktion med Hielscher ultraljudsapparater

Hielscher Ultraljud extraktorer stör effektivt vegetabiliska celler, ökar ytan på växtmaterialet för lösningsmedel penetration, samt förbättrad massöverföring, vilket resulterar i snabb och fullständig frisättning av fytokemikalier (sekundära metaboliter). Hielscher-utsug är utformade med hänsyn till användarvänlighet och installeras snabbt och kan användas säkert och intuitivt.
 
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: