การสกัดสารออกฤทธิ์จากผลพลอยได้ขององุ่นและไวน์ด้วยอัลตราซาวนด์

องุ่น (Vitis vinifera) และผลพลอยได้จากเถาองุ่นและไวน์อุดมไปด้วยโพลีฟีนอลและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีคุณค่าสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เสริมเพื่อการรักษาและเสริมโภชนาการ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้แยกสารประกอบที่ได้จากองุ่นและเถาองุ่นได้อย่างง่ายดายและมีประสิทธิภาพสูง (เช่น กากองุ่น เมล็ด ใบ ก้าน และตะกอนไวน์) การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยมีความรวดเร็ว เชื่อถือได้ และเหนือกว่าวิธีการสกัดอื่น ๆ ด้วยผลผลิตที่สูงกว่า สภาวะการสกัดที่อ่อนโยนกว่า ระยะเวลาสกัดที่สั้นกว่า และต้นทุนที่ต่ำกว่า

การสกัดสารพฤกษเคมีจากองุ่นและเถาองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์

ผลพลอยได้จากไร่องุ่นและกระบวนการผลิตไวน์ประกอบด้วยเนื้อองุ่น กากองุ่น (เปลือกและเมล็ด) ตะกอนไวน์ ใบองุ่น ก้าน และกิ่งองุ่น ซึ่งมีสัดส่วนของแข็งสูงถึง 30−40% w/w และส่วนใหญ่ถูกทิ้งเป็นของเสียโดยไม่ได้ใช้ประโยชน์ เมื่อพบว่าผลพลอยได้จากองุ่นและไวน์เหล่านี้อุดมไปด้วยโพลีฟีนอลและสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ ภาคอุตสาหกรรมจึงนำวัสดุจากพืชเหล่านี้มาใช้ผลิตสารสกัดที่มีคุณค่าเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ Resveratrol, anthocyanidins, proanthocyanidin, quercitin และสารอื่น ๆ ที่พบในองุ่นและเถาองุ่น (Vitis vinifera) มีการบริโภคอย่างแพร่หลายอยู่แล้วในรูปของผลิตภัณฑ์เสริมเพื่อการรักษาและเสริมโภชนาการ สารสกัดจากผลพลอยได้ของ Vitis vinifera เป็นแหล่งของสารประกอบที่ส่งเสริมสุขภาพ จึงใช้ในอุตสาหกรรมยาและอาหาร พร้อมกับสนับสนุนการเกษตรที่ยั่งยืน การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้สารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพถูกปลดปล่อยออกจากองุ่นและผลพลอยได้จากองุ่น การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเป็นเทคนิคการสกัดที่ใช้กันมานานสำหรับสารประกอบในยาและอาหาร เทคนิคนี้ให้ผลผลิตสารสกัดสูงมากด้วยกระบวนการสกัดที่ใช้เวลาสั้น และใช้ได้กับตัวทำละลายทุกชนิด (เช่น น้ำ เอทานอล ไอโซโพรพานอล เฮกเซน เป็นต้น)

การสกัดโพลีฟีนอลจากเมล็ดองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์

เมล็ดองุ่นอุดมไปด้วย proanthocyanidins จึงเป็นแหล่งวัตถุดิบที่ดีเยี่ยมสำหรับการผลิตสารสกัด proanthocyanidin เพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์เสริมเพื่อการรักษาและเสริมโภชนาการ Thilakarathna และ Rupasinghe (2022) แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของการใช้อัลตราซาวนด์ภายใต้อุณหภูมิสูงที่มีการควบคุม ซึ่งให้ผลผลิต proanthocyanidin สูงกว่าและใช้เวลาสกัดสั้นกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (อัลตราซาวนด์ 53 min เทียบกับการสกัดด้วยตัวทำละลายแบบดั้งเดิม 150 h!)
การใช้ความร้อนร่วมกับอัลตราซาวนด์ช่วยลดระยะเวลาสกัด (ระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์ 53 min) และปริมาณเอทานอลในน้ำที่ต้องใช้ (10.14:1 v:w) อย่างมีนัยสำคัญ พร้อมกับเพิ่มผลผลิต PAC อย่างมาก (16.1 mg CE/g FW เทียบกับค่าที่คาดการณ์ไว้ 26.6 mg CE/g FW) สภาวะที่เหมาะสมที่สุดในขั้นสุดท้ายคือเอทานอล 47% อัตราส่วน s:s เท่ากับ 10:1 (v:w) ระยะเวลาการใช้อัลตราซาวนด์ 53 min และอุณหภูมิการสกัด 60◦C

การผลิตสารสกัดจากใบองุ่นอย่างมีประสิทธิภาพด้วยการใช้อัลตราซาวนด์

ใบของเถาองุ่นทั่วไป (Vitis vinifera) อุดมไปด้วย resveratrol, anthocyanidins, quercetin, isoquercetin และสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ อีกมากมาย ซึ่งมักให้ในรูปสารสกัดเพื่อวัตถุประสงค์ด้านการรักษาและสุขภาพ
มีการแสดงให้เห็นว่าการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้ผลผลิตสารสกัดที่มีสารประกอบครบทุกกลุ่มจากใบองุ่นในปริมาณสูง จึงทำให้กระบวนการสกัดมีประสิทธิภาพอย่างมาก มีการแสดงให้เห็นว่าเอทานอลในน้ำเป็นตัวทำละลายที่เหมาะสมกว่าสำหรับสารสกัดจากเถาองุ่น เนื่องจากมีความสามารถในการละลายโมเลกุลเป้าหมายได้ดีเยี่ยมและไม่มีความเป็นพิษ กระบวนการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที และดำเนินการได้ทั้งแบบแบตช์และแบบไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง
ตัวอย่างเช่น resveratrol ที่สกัดจากใบองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์สามารถทำให้บริสุทธิ์โดยใช้คอลัมน์คาร์บอนรูพรุนขนาดเมโซ ซึ่งเพิ่มความบริสุทธิ์ของ resveratrol จาก 2.1 เป็น 20.6% (ดู Sun et al., 2018)

การสกัดสติลบีนอยด์จากก้านองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์

ขั้นตอนการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของ Piñeiro et al. (2013) ให้การกู้คืนสารกลุ่มสติลบีนในปริมาณสูง เช่น trans-resveratrol, ε-viniferin, piceatannol และ vitisin B ซึ่งส่วนใหญ่พบในกิ่งองุ่นและก้านองุ่น

บทคัดย่อแบบภาพของการศึกษาการสกัดสติลบีนอยด์จากก้านองุ่นด้วยอัลตราซาวนด์
(การศึกษาและภาพ: Piñeiro et al., 2013)

เมื่อใช้เครื่องอัลตราซาวนด์ UP200S (200W, 24kHz) สามารถสกัดสติลบีนอยด์หลักที่พบในก้านองุ่นได้ภายใน 15 min โดยใช้อุณหภูมิการสกัด 75°C และเอทานอล 80% เป็นตัวทำละลายในการสกัด และไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนทำความสะอาดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ วิธีการที่ปรับให้เหมาะสมแล้วช่วยให้วิเคราะห์ปริมาณสติลบีนอยด์จากตัวอย่างก้านองุ่น 22 ตัวอย่างได้อย่างง่ายดายและมีประสิทธิผล

กราฟผลกระทบหลักต่อค่าเฉลี่ยการกู้คืน (พื้นที่ 10.000−1) จากการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ UP200S ภายใต้พารามิเตอร์ต่าง ๆ: piceatannol (a), trans-resveratrol (b), ε-viniferin (c) และ vitisin-B (d)
(การศึกษาและกราฟ: Piñeiro et al., 2013)

โครมาโทแกรม HPLC-DAD ของสารสกัดอ้างอิงที่เพิ่มความเข้มข้นของสติลบีนอยด์
(การศึกษาและกราฟ: Piñeiro et al., 2013)

เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับการสกัดจากองุ่นและเถาองุ่น

เครื่องสกัดของ Hielscher Ultrasonics เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในด้านการสกัดสารจากพืช ไม่ว่าจะใช้วัสดุจากพืชหรือตัวทำละลายชนิดใด ผู้ผลิตสารสกัด – ทั้งผู้ผลิตสารสกัดเฉพาะกลุ่มระดับพิเศษและผู้ผลิตปริมาณมากในระดับใหญ่ – สามารถเลือกอุปกรณ์สกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมอย่างยิ่งกับความต้องการในการผลิตจากอุปกรณ์หลากหลายรุ่นของ Hielscher ได้ ระบบกระบวนการทั้งแบบแบตช์และแบบอินไลน์ต่อเนื่องมีพร้อมให้ใช้งานและสามารถจัดส่งได้ภายในวันเดียวกัน

การสกัดประสิทธิภาพสูงด้วยเครื่องอัลตราซาวนด์ของ Hielscher

เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ทำลายเซลล์พืชอย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มพื้นที่ผิวของวัสดุจากพืชเพื่อให้ตัวทำละลายแทรกซึมได้ และเพิ่มการถ่ายเทมวล ซึ่งส่งผลให้สารพฤกษเคมี (สารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิ) ถูกปลดปล่อยอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ เครื่องสกัดของ Hielscher ออกแบบโดยคำนึงถึงความสะดวกในการใช้งาน จึงติดตั้งได้รวดเร็วและใช้งานได้อย่างปลอดภัยและเข้าใจได้ง่าย
 
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา: