การสกัดเมล็ดองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์: ผลได้ ความรวดเร็ว ความยั่งยืน
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงและสามารถขยายขนาดได้สำหรับการสกัดคืนโพลีฟีนอลจากเมล็ดองุ่น – ซึ่งเป็นแหล่งที่อุดมด้วยแทนนินชนิดควบแน่น flavan-3-ols และโพรแอนโทไซยานิดิน ผลเชิงกลของคาวิเทชันทางเสียงที่เกิดจากอัลตราซาวนด์กำลังสูงช่วยเพิ่มการถ่ายเทมวลอย่างมีนัยสำคัญ ทำลายโครงสร้างเซลล์ และเร่งการแพร่ของตัวถูกละลาย ทำให้ได้ผลได้สูงขึ้น ใช้เวลาสกัดสั้นลง และลดการใช้ตัวทำละลายเมื่อเทียบกับวิธีแบบดั้งเดิม
เหตุใดการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์จึงมีประสิทธิภาพสูงในการสกัดเมล็ดองุ่น?
เครื่องอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมของ Hielscher เป็นเครื่องมือสกัดที่ทรงพลัง เหมาะสำหรับการทำงานแบบแบตช์และแบบอินไลน์ เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ติดตั้งโซโนโทรดและสามารถเลือกติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์แบบเซลล์ไหลได้ ช่วยให้ควบคุมพารามิเตอร์สำคัญได้อย่างแม่นยำ ทั้งพลังงาน แอมพลิจูด อุณหภูมิ และความดัน จึงสามารถสกัดซ้ำให้ได้ผลเดิมและมีผลได้สูงภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่ไม่รุนแรง โดยรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างโพลีฟีนอลที่ไวต่อความร้อน การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยด้วยระบบของ Hielscher ไม่เพียงเพิ่มผลได้รวมของสารฟีนอลิก แต่ยังรับประกันความสามารถในการขยายขนาดและความสม่ำเสมอสำหรับการใช้งานขนาดเล็กและระดับอุตสาหกรรม ข้อได้เปรียบเหล่านี้ทำให้เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบของ Hielscher เป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้และทนทานสำหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเมล็ดองุ่นอย่างยั่งยืนและมีปริมาณการประมวลผลสูง
การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วยปลดปล่อยสารพฤกษเคมีจากเมล็ดองุ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โพลีฟีนอลจากเมล็ดองุ่น
เมล็ดองุ่นซึ่งเป็นผลพลอยได้หลักของอุตสาหกรรมการผลิตไวน์ เป็นเมทริกซ์ที่มีคุณค่าและอุดมด้วยโพลีฟีนอล flavan-3-ols (เช่น catechins) โพรไซยานิดินชนิดโอลิโกเมอร์ เอสเทอร์ของ gallic acid และกรดไขมันไม่อิ่มตัว องค์ประกอบเหล่านี้มีฤทธิ์ทางชีวภาพหลากหลาย ทำให้สารสกัดจากเมล็ดองุ่นน่าสนใจสำหรับการใช้งานในอาหารฟังก์ชัน เวชสำอาง และผลิตภัณฑ์เภสัชกรรม
อย่างไรก็ตาม ความแข็งแกร่งของโครงสร้างเมทริกซ์ลิกโนเซลลูโลสในเมล็ดจำกัดประสิทธิภาพของการสกัดของแข็ง–ของเหลวแบบดั้งเดิม ในกรณีนี้ การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเป็นทางเลือกที่ทรงประสิทธิภาพ
การสกัดโพลีฟีนอล แทนนิน และโพรไซยานิดินด้วยอัลตราซาวนด์
แทนนินชนิดควบแน่นในเมล็ดองุ่นเป็นโอลิโกเมอร์/พอลิเมอร์ของ (+)-catechin และ (−)-epicatechin กล่าวคือ โพรแอนโทไซยานิดิน/โพรไซยานิดิน สารประกอบเหล่านี้เป็นสารฟีนอลิกหลักที่มีความสำคัญในศาสตร์การผลิตไวน์ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยลดเวลาและพลังงานที่จำเป็นในการปลดปล่อยสารเหล่านี้ออกจากโครงสร้างจุลภาคของลิกโนเซลลูโลส เนื่องจากอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคการสกัดที่ไม่ใช้ความร้อน จึงป้องกันการเสื่อมสลายด้วยความร้อนของสารประกอบที่ไวต่อความร้อนเหล่านี้ได้ ทำให้การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เป็นวิธีสกัดที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตสารประกอบจากเมล็ดองุ่นที่มีคุณภาพสูง
การเปรียบเทียบเทคนิคการสกัดเมล็ดองุ่น: การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เทียบกับวิธีแบบดั้งเดิม
ตารางด้านล่างสรุปข้อได้เปรียบสำคัญของการสกัดเมล็ดองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์ ซึ่งการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีสกัดแบบดั้งเดิมอย่างชัดเจน
| ปัจจัย | ข้อได้เปรียบของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เหนือวิธีแบบดั้งเดิม |
|---|---|
| ผลได้จากการสกัด | ผลได้ของโพลีฟีนอล ลิพิด และแทนนินสูงกว่า |
| เวลาสกัด | ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (นาทีเทียบกับชั่วโมง) |
| ตัวทำละลาย | ใช้ตัวทำละลายในปริมาตรน้อยกว่า และใช้ร่วมกับตัวทำละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมได้ (เช่น เอทานอล น้ำ) |
| ไม่ใช้ความร้อน | เกิดการเสื่อมสลายด้วยความร้อนน้อยที่สุด เนื่องจากใช้อุณหภูมิแวดล้อมหรืออุณหภูมิต่ำ |
| ความสามารถในการขยายขนาด | มีตัวเลือกทั้งแบบแบตช์และแบบไหลต่อเนื่อง |
| ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน | ต้องการพลังงานต่อกรัมของสารที่สกัดได้น้อยกว่า |
การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ยังใช้สกัดโพลีฟีนอลและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ จากผลพลอยได้ขององุ่น เช่น กากองุ่น เปลือกองุ่น ใบองุ่น และก้านองุ่น อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดจากของเสียผลไม้ที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วยอัลตราซาวนด์!
บทคัดย่อแบบกราฟิกของการศึกษาการสกัดสารสติลบีนอยด์จากก้านองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้เครื่องอัลตราซาวนด์ UP200S
(การศึกษาและภาพ: Piñeiro et al., 2013)
ค้นหาเครื่องอัลตราซาวนด์ที่ดีที่สุดสำหรับการสกัดในทุกขนาดการผลิต
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ขนาด 50 ถึง 400 วัตต์ช่วยให้สามารถเตรียมสารสกัดจากพืชแบบงานฝีมือได้ (เช่น จากเมล็ดองุ่น) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตรายเล็ก เช่น ร้านขายยาและนักบำบัด
รุ่นเครื่องอัลตราซาวนด์: UP50H, UP100H, 200Ht, UP200St, UP400St
เครื่องอัลตราซาวนด์แบบตั้งโต๊ะระดับอุตสาหกรรมขนาด 500 ถึง 2000 วัตต์ต่อเครื่อง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสกัดและการขยายขนาดจากการผลิตแบบแบตช์ไปสู่การผลิตแบบอินไลน์
รุ่นเครื่องอัลตราซาวนด์: UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT
เครื่องอัลตราซาวนด์แบบอินไลน์ขนาด 4 ถึง 16kW ต่อโพรบอัลตราซาวนด์ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตสารสกัดจากพืชขนาดใหญ่ด้วยการทำงานแบบไหลผ่านอัตโนมัติ
รุ่นเครื่องอัลตราซาวนด์: UIP4000hdT, UIP6000hdT, UIP16000hdT
ตารางด้านล่างแสดงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher:
| ปริมาตรแบตช์ | อัตราการไหล | เครื่องที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL/min | UP100H |
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 ถึง 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | สูงกว่า | กลุ่มเครื่อง UIP16000hdT |
การออกแบบ การผลิต และการให้คำปรึกษา – คุณภาพที่ผลิตในเยอรมนี
เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher เป็นที่รู้จักดีในด้านมาตรฐานคุณภาพและการออกแบบสูงสุด ความทนทานและการใช้งานที่ง่ายช่วยให้ผสานเครื่องอัลตราซาวนด์ของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher สามารถรับมือกับสภาวะที่หนักหน่วงและสภาพแวดล้อมที่มีข้อเรียกร้องสูงได้อย่างง่ายดาย
Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรอง ISO และให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยและใช้งานง่าย แน่นอนว่าเครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher สอดคล้องตาม CE และเป็นไปตามข้อกำหนดของ UL, CSA และ RoHs
วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง
- Mazza, Karen; Santiago, Manuela; Nascimento, Luzimar; Godoy, Ronoel; Souza, Erika; Brígida, Ana; Borguini, Renata; Tonon, Renata (2018): Syrah grape skin valorisation using ultrasound‐assisted extraction: Phenolic compounds recovery, antioxidant capacity and phenolic profile. International Journal of Food Science & Technology 2018.
- Piñeiro, Z.; Guerrero, R. F.; Fernández-Marin, M. I.; Cantos-Villar, Emma; Palma, M. (2013): Ultrasound-Assisted Extraction of Stilbenoids from Grape Stems. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(51), 2013. 12549–12556.
- Monasterio, A.; Osorio, F.A. (2024): Physicochemical Properties of Nanoliposomes Encapsulating Grape Seed Tannins Formed with Ultrasound Cycles. Foods 2024, 13, 414.
- Ceferino Carrera; Ana Ruiz-Rodríguez; Miguel Palma; Carmelo G. Barroso (2012): Ultrasound assisted extraction of phenolic compounds from grapes. Analytica Chimica Acta 732, 2012. 100–104.
คำถามที่พบบ่อย
เมล็ดองุ่นมีสารพฤกษเคมีชนิดใดบ้าง?
เมล็ดองุ่นมีสารพฤกษเคมีหลากหลายชนิด โดยส่วนใหญ่เป็นโพลีฟีนอล กลุ่มหลักได้แก่:
- โพรแอนโทไซยานิดิน (OPCs): flavan-3-ols ชนิดโอลิโกเมอร์และพอลิเมอร์ (catechin, epicatechin)
- ฟลาโวนอยด์: รวมถึง quercetin, kaempferol และไกลโคไซด์ของสารเหล่านี้
- กรดฟีนอลิก: เช่น gallic acid, vanillic acid และ caffeic acid
- โทโคฟีรอลและไฟโตสเตอรอล: องค์ประกอบที่ละลายในไขมันซึ่งมีอยู่ในปริมาณน้อย
สารเหล่านี้และสารประกอบอื่น ๆ มีส่วนทำให้เมล็ดองุ่นมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระและออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เด่นชัด
OPC ในเมล็ดองุ่นคืออะไร?
OPC ย่อมาจาก oligomeric proanthocyanidins หรือโพรแอนโทไซยานิดินชนิดโอลิโกเมอร์ สารเหล่านี้เป็นสารประกอบโพลีฟีนอลที่เกิดจากการควบแน่นของ flavan-3-ols เช่น catechin และ epicatechin จัดอยู่ในกลุ่มแทนนินชนิดควบแน่นและเป็นที่ยอมรับว่ามีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูง ในเมล็ดองุ่นมี OPCs อยู่ในปริมาณมาก และมีส่วนช่วยในการป้องกันตนเองของพืชและลักษณะรสฝาด
สารสกัดเมล็ดองุ่น OPC คืออะไร?
สารนี้เป็นผลิตภัณฑ์เข้มข้นที่ได้จากเมล็ดองุ่น โดยปรับมาตรฐานให้มีโพรแอนโทไซยานิดินชนิดโอลิโกเมอร์ในระดับสูง สารสกัดดังกล่าวได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ และปกป้องหลอดเลือด และใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารกันโดยทั่วไป
Hielscher Ultrasonics ผลิตเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับการผสม การกระจายตัว การทำอิมัลชัน และการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการ ระดับนำร่อง และระดับอุตสาหกรรม