การสกัดกากองุ่นด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง – การฟื้นฟูอย่างยั่งยืนของสารชีวภาพ

ผลพลอยได้จากการแปรรูปผลไม้ โดยเฉพาะกากผลไม้ ถือเป็นแหล่งสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ ซึ่งอาจนำไปประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร การเสริมคุณค่าอาหาร และยา อย่างไรก็ตาม การสกัดสารเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืนยังคงเป็นความท้าทายทางเทคนิค ในบรรดาเทคโนโลยีการสกัดสีเขียวที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงโดยใช้โซนิเคเตอร์แบบโพรบสามารถสกัดสารเหล่านี้ได้ผลดีเยี่ยมการใช้อัลตราโซนิกช่วยให้สามารถสกัดสารประกอบฟีนอลิก กรดไตรเทอร์พีนิก และสารชีวภาพอื่นๆ จากพืช เช่น กากแอปเปิลได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการใช้ตัวทำละลาย

การเพิ่มมูลค่าผลพลอยได้จากผลผลิตทางการเกษตรด้วยวิธีการสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงอย่างมีประสิทธิภาพ

การสกัดกากผลไม้ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มมูลค่าผลพลอยได้จากการผลิตน้ำผลไม้ ไวน์ และไซเดอร์ – เป็นวิธีการที่ได้รับการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ สามารถปรับขนาดให้เหมาะสมกับอุตสาหกรรม และได้รับการยอมรับในเชิงพาณิชย์ รวมถึงเป็นวิธีการที่ประหยัดต้นทุนสำหรับการเพิ่มมูลค่าของของเสียจากผลไม้ เนื่องจากโซนิเคชันมีประสิทธิภาพและสามารถประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย จึงเป็นกลยุทธ์การสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการใช้ประโยชน์จากศักยภาพของผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมเกษตรและอาหาร เช่น กากแอปเปิล
ตามหลักฐานจากการวิจัยล่าสุด การรวมเวลาการโซนิเคชันสั้น ๆ ความเข้มข้นของเอทานอลปานกลาง และแอมพลิจูดที่ควบคุมได้ ช่วยให้สามารถฟื้นฟูสารส่งเสริมสุขภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพและเลือกสรร
ในการมุ่งสู่ความหมุนเวียน การใช้อัลตราซาวนด์ไม่ใช่เพียงแค่เครื่องมือ – โซนิเคชันหมายถึงการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการและประสิทธิภาพ

การเพิ่มมูลค่าของกากผลผลิตโดยใช้การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

กากผลไม้ ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการผลิตน้ำผลไม้และไวน์ ประกอบด้วยเปลือก เนื้อ เมล็ด และก้านโดยดั้งเดิมแล้ว เปลือกผลไม้หรือกากผลไม้มักถูกใช้ประโยชน์อย่างไม่เต็มที่หรือถูกจำกัดให้ใช้ในแอปพลิเคชันที่มีมูลค่าต่ำ เช่น อาหารสัตว์หรือชีวมวล แต่ในปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าเป็นแหล่งที่มีคุณค่าของโพลีฟีนอล (เช่น ควเออร์ซีทินไกลโคไซด์, ฟลอริซิน), ฟลาโวนอยด์, ไดไฮโดรชาลโคน, และกรดไตรเทอร์พีนิก (โดยเฉพาะกรดอูร์โซลิก) โมเลกุลเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ, ต้านการอักเสบ, และต้านจุลชีพ
การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงนำเสนอวิธีการที่เปลี่ยนแปลงการเพิ่มมูลค่าของกากผลไม้โดยการปลดปล่อยสารชีวภาพเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงให้:

• เวลาการประมวลผลที่สั้นลง
• การใช้ตัวทำละลายที่ลดลง
• ผลตอบแทนที่สูงขึ้น
• เงื่อนไขการสกัดที่อ่อนโยนกว่า ช่วยรักษาสารที่ไวต่อความร้อน

วิทยาศาสตร์กล่าวอย่างไรเกี่ยวกับการสกัดกากองุ่นด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

การศึกษาตัวอย่างสองชิ้นแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของการสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UAE) สำหรับกากแอปเปิ้ลอย่างมีวิทยาศาสตร์

การศึกษา 1: Pando Bedriñana และคณะ, 2024
นักวิจัยใช้การออกแบบเชิงผสมแบบศูนย์กลางเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดโพลีฟีนอลทั้งหมดและกรดเออร์โซลิกจากกากแอปเปิ้ลในอุตสาหกรรมไซเดอร์พร้อมกัน โดยใช้เครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher UP200Ht ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม (5.1 นาที, เอทานอล 68%, แอมพลิจูด 90%) กากแอปเปิ้ลทั้งผลให้ผลผลิต:

• ประมาณ 1300 ไมโครกรัม/กรัม ของฟลาโวนอล
• ประมาณ 1200 ไมโครกรัม/กรัม ของไดไฮโดรชาลโคน
• ประมาณ 4200 ไมโครกรัม/กรัม ของกรดเออร์โซลิก

ที่น่าสนใจคือ ส่วนของเปลือกแอปเปิลแสดงค่าความเข้มข้นที่สูงกว่า โดยกรดอูร์โซลิกสูงถึง 8,500 µg/g ของสารแห้ง กิจกรรมต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดมีความสัมพันธ์อย่างมากกับปริมาณโพลีฟีนอล และการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ยืนยันประสิทธิภาพในการสกัด

การศึกษา 2: ราโซลา-ดิอาซ และคณะ, 2022
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดฟลอเรตินและฟลอริซิน – ไดไฮโดรชาลโคนสองชนิดที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูง โดยใช้เครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบ Hielscher UP400St ได้ผลผลิตการสกัดดังต่อไปนี้:

• ประมาณ 13 ไมโครกรัม/กรัม ของฟลอเรติน
• ประมาณ 67 ไมโครกรัม/กรัม ของฟลอริซิน
• ~1878 ไมโครกรัม/กรัม น้ำหนักแห้ง ของฟีนอลิกทั้งหมด
• กิจกรรมต้านอนุมูลอิสระ (FRAP): สูงสุดถึง 3.58 มก. TE/ก.

ความหลากหลาย – การใช้คลื่นเสียงในการแปรรูปกากผลไม้ น้ำผลไม้ และสมูทตี้

การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงไม่ได้จำกัดเฉพาะกากแอปเปิ้ลเท่านั้น แต่ยังได้ถูกนำไปใช้กับเมทริกซ์ของผลไม้หลากหลายชนิดอย่างประสบความสำเร็จ ในเนื้อผลไม้เช่นส้ม การโซนิเคชันช่วยเพิ่มการปลดปล่อยโพลีฟีนอล ฟลาโวนอยด์ และสารต้านอนุมูลอิสระ โดยยังคงรักษาความสมบูรณ์ของฟังก์ชันไว้ได้ ในทำนองเดียวกัน เปลือกของผลไม้ตระกูลส้ม – รวมถึงเกรปฟรุต, มะนาว, และส้ม – อุดมไปด้วยเพคตินและสารประกอบฟีนอลิก ซึ่งสามารถปลดปล่อยได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการสลายผนังเซลล์ด้วยปรากฏการณ์คาวิเตชัน แม้แต่เมล็ดองุ่นซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีว่ามีปริมาณโพลีฟีนอลหนาแน่น (เช่น คาเทชินและโพรแอนโธไซยานิดิน) ก็ตอบสนองได้ดีต่อการรักษาด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิก ส่งผลให้ได้สารต้านอนุมูลอิสระในความเข้มข้นสูง ความหลากหลายนี้ในเนื้อเยื่อพืชต่างๆ ชี้ให้เห็นว่าการใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกเป็นเครื่องมือที่แข็งแกร่งสำหรับการสกัดสารชีวภาพจากผลพลอยได้ทางการเกษตรและอุตสาหกรรมที่หลากหลายด้วยวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

นอกจากนี้ ความหลากหลายของเครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher ยังครอบคลุมถึงผลิตภัณฑ์และการใช้งานที่หลากหลาย:

• การสกัดในสถานะของเหลวในน้ำผลไม้และเนื้อผลไม้บด
• การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของเครื่องดื่มและอิมัลชันจากพืช
• การยับยั้งการทำงานของจุลินทรีย์และเอนไซม์เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาโดยไม่เกิดความเสียหายจากความร้อน

ในการผลิตน้ำผลไม้และสมูทตี้ การใช้อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึง:

• การกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอของเส้นใยและของแข็ง
• สัมผัสในปากที่ดีขึ้น
• การเพิ่มความสามารถในการดูดซึมของฟีนอลิก
• การรักษาคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสและโภชนาการ

การใช้เครื่องโซนิเคเตอร์ของ Hielscher อย่างหลากหลายสามารถเชื่อมช่องว่างระหว่างการแปรรูปกากผลไม้และน้ำผลไม้ได้อย่างง่ายดาย – อนุญาตให้ทำการสกัด, การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และการพาสเจอร์ไรซ์ ด้วยชุดอุปกรณ์อัลตราโซนิกเดียวกัน

จุดเด่นด้านความยั่งยืน

การใช้อัลตราโซนิกมีส่วนช่วยอย่างมากต่อความยั่งยืนโดยการทำให้สามารถกู้คืนสารประกอบที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพจากผลพลอยได้จากการแปรรูปผลไม้ที่มีมูลค่าสูง ซึ่งหากไม่ทำเช่นนั้นอาจส่งผลให้เกิดขยะอาหารทั่วโลกในอุตสาหกรรมน้ำผลไม้ ซึ่งมีการทิ้งผลไม้และผักถึง 25% หลังการเก็บเกี่ยวหรือระหว่างการแปรรูป การใช้โซนิคเคชันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและตรงเป้าหมาย ตัวอย่างเช่น การบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (อัลตราโซนิก) ต่อส่วนผสมของเนื้อส้มและเปลือกส้มได้แสดงให้เห็นว่าสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของเส้นใยอาหารที่สำคัญ ซึ่งสนับสนุนการนำกลับมาใช้ใหม่เป็นวัตถุดิบอาหารใหม่ ๆ เส้นทางการเพิ่มมูลค่านี้ไม่เพียงแต่ลดภาระต่อสิ่งแวดล้อมจากขยะทางการเกษตรและอาหารเท่านั้น แต่ยังสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ (UN Sustainable Development Goal) ข้อที่ 12 – ส่งเสริมการบริโภคและการผลิตอย่างรับผิดชอบ
ที่สำคัญ การโซนิเคชันเป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม – ต้องการการใช้พลังงานต่ำและลดการใช้ตัวทำละลายสกัดที่รุนแรง เนื่องจากทำงานร่วมกับน้ำ เอทานอลในน้ำ และ NADES
โดยการเปลี่ยนกระแสของเสียให้กลายเป็นส่วนผสมที่มีประโยชน์ โซนิเคชันช่วยส่งเสริมเศรษฐกิจหมุนเวียน และปรับปรุงทั้งความยั่งยืนทางนิเวศวิทยาและเศรษฐกิจภายในภาคการแปรรูปอาหาร

ปรับปรุงกระบวนการผลิตกากองุ่นของคุณด้วยเครื่องโซนิคจาก Hielscher

Hielscher Ultrasonics เป็นผู้ผลิตชั้นนำของระบบอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานทั้งในห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม. เครื่องโซนิคอุตสาหกรรมของพวกเขา – เช่น UIP2000hdT, UIP4000hdT, UIP6000hdT, และ UIP16000hdT – เสนอ:

• ความสามารถในการปรับขนาดของปริมาณงาน (จากลิตรเป็นตันต่อชั่วโมง)
• การควบคุมแอมพลิจูดที่แม่นยํา
• การดำเนินงานตลอด 24 ชั่วโมง 7 วัน ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย
• เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกที่สามารถเพิ่มแรงดันได้
• ความเข้ากันได้กับการประมวลผลต่อเนื่องแบบอินไลน์
• การผสานรวมอย่างง่ายเข้ากับสายการผลิต (ที่มีอยู่)

เครื่องโซนิเคเตอร์ของ Hielscher ได้รับการตรวจสอบแล้วในงานวิจัยที่ตีพิมพ์สำหรับการสกัดโพลีฟีนอล สารต้านอนุมูลอิสระ และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ โดยมีประสิทธิภาพและความสามารถในการทำซ้ำที่พิสูจน์แล้ว

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

การออกแบบ การผลิต และการให้คําปรึกษา – คุณภาพ ผลิตในประเทศเยอรมนี

เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบสูงสุด ความทนทานและใช้งานง่ายช่วยให้สามารถรวมเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น สภาพที่ขรุขระและสภาพแวดล้อมที่ต้องการสามารถจัดการได้ง่ายโดยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher

Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs

วรรณกรรม / อ้างอิง