Ultrasonik Solventsiz Sarımsak Ekstraksiyonu

Sarımsak (Allium sativum), sağlığa birçok yarar sağlayan organokükürt bileşikleri (ör. alisin, glutatyon) açısından zengindir. Ultrasonik ekstraksiyon, yüksek konsantrasyonlu sarımsak ekstraktları üretmek için güvenilir ve verimli bir tekniktir. Ultrasonikasyon, çok kısa bir ekstraksiyon süresinde yüksek kaliteli, tam spektrumlu ekstraktların yüksek verimle elde edilmesini sağlar.

Ultrasonik Ekstraksiyon ile Üstün Sarımsak Ekstraktları

Sarımsaktan alisin ve organokükürt bileşiklerinin ekstraksiyonu için prob tipi bir sonikatörün kullanılması; sarımsak ekstraktının yüksek verimle ve yüksek kalitede elde edilmesi, hızlı işleme ve solventsiz, çevre dostu bir yaklaşım dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sunar. Bu etkenler birlikte, biyolojik aktivitesi artırılmış ve tutarlı bileşime sahip yüksek kaliteli sarımsak ekstraktlarının üretimine katkıda bulunarak bu yöntemi, üstün kaliteli sarımsak türevi ürünler arayan araştırmacılar ve endüstriler için tercih edilen yöntem haline getirir.
Aşağıda, ultrason destekli sarımsak ekstraksiyonunun yararlı etkilerini ayrıntılı olarak ele alıyoruz:

İlk olarak, prob tipi bir sonikatör, sonotrot adı verilen titanyum bir prob aracılığıyla ekstraksiyon ortamına iletilen ultrasonik dalgaları kullanır. Ultrason dalgalarının mekanik enerjisi, sıvıda kavitasyon kabarcıkları oluşturarak bunların hızla çökmesine neden olur. Bu süreçte yoğun yerel mikrotürbülansın yanı sıra basınç ve sıcaklık değişimleri meydana gelir. Bu kuvvetler, sarımsak hücre duvarlarının parçalanmasını destekler. Bu parçalanma, hücrelerin içinde hapsolmuş alisin ve diğer organokükürt bileşiklerinin salınmasını kolaylaştırarak verimli ekstraksiyon sağlar.
İkinci olarak, prob tipi sonikasyonun kontrollü ve hassas yapısı, ekstraksiyon sürecinin ihtiyaca göre uyarlanmasına olanak tanır. Ekstrakt üreticileri ve araştırmacılar, ekstraksiyon koşullarını optimize etmek için sonikasyon süresi, genlik ve sıcaklık gibi parametreleri ayarlayabilir; böylece hassas bileşiklerin bozunmasını en aza indirirken alisin ve organokükürt bileşiklerinin verimini en üst düzeye çıkarabilir. Bu düzeyde kontrol, tutarlı bileşime ve etki gücüne sahip yüksek kaliteli ekstraktlar elde etmek için kritik öneme sahiptir.
Ayrıca sonikasyon süreci, maserasyon veya Soxhlet ekstraksiyonu gibi geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla nispeten hızlıdır. Bu verimlilik yalnızca zaman kazandırmakla kalmaz, aynı zamanda ekstrakte edilen bileşiklerin tazeliğinin ve biyolojik aktivitesinin korunmasına da yardımcı olur. Daha kısa ekstraksiyon süresi, sarımsak ekstraktının hassas organokükürt bileşiklerini bozundurabilecek ısı ve oksijene maruz kalmasını azaltır.
Bunun yanı sıra ultrasonik ekstraksiyon, su, sulu etanol veya alkol gibi hafif ve çevre dostu solventler dahil olmak üzere her türlü solventle uyumludur. Bu özellik, sarımsak ekstraktının gıda katkı maddesi, aroma, besin takviyesi, nutrasötik veya farmasötik olarak kullanılmak üzere üretildiği durumlarda özellikle önemlidir; çünkü nihai ürünün saflığını ve güvenliğini sağlamak için solventlerden veya diğer kimyasallardan kaynaklanan kontaminasyon riskinden kaçınılmalıdır.

Ultrasonik Su Bazlı Alisin Ekstraksiyonu

Alisin, sarımsak ekstraktında en bol bulunan tiyosülfinat molekülüdür. Alisin; antibakteriyel, antiviral, antifungal, antiprotozoal, antikanser ve hipoglisemik etkilere sahiptir ve ayrıca kalp ve damar sağlığını ve bağışıklık sistemini desteklediği bilinmektedir. Sarımsağın farmakolojik aktiviteleri çoğunlukla tiyol içeren proteinlerle gerçekleşen tiyol-disülfit değişim reaksiyonlarıyla ilişkilidir.
Yüksek miktarda organokükürt bileşiği içeren yüksek konsantrasyonlu sarımsak ekstraktlarının üretiminde ultrasonik ekstraksiyon, tiyolleri ve diğer biyoaktif maddeleri sarımsaktan izole etmek için güvenilir ve verimli bir tekniktir. Sonikasyon, tiyolleri sarımsak hücrelerinin içinden serbest bırakır ve sarımsak biyomoleküllerinin tam spektrumlu bir ekstraktının hazırlanmasına olanak tanır. Sarımsağın ultrasonik ekstraksiyonunda toksik olmayan, ucuz ve çevre dostu olan su, solvent olarak kullanılabilir.

Ultrasonik sarımsak ekstraksiyonu, alisin ve diğer organokükürt bileşiklerinin yüksek verimle elde edilmesini sağlar.

Sonikasyon öncesinde ve sonrasında sarımsak dişinin enine kesiti
çalışma ve görseller: Bose et al. 2014

Ultrasonik Alisin Ekstraksiyonu Protokolleri

Sarımsağın ultrasonik ekstraksiyonu için çeşitli protokoller geliştirilmiştir. Bilimsel çalışmalarda çeşitli araştırma ekipleri, sonikasyonun sarımsaktan alisin, alliin, organokükürt bileşikleri ve diğer fitokimyasalların yüksek verimle elde edilmesini sağladığını göstermiştir.
Arzanlou et al. (2010), solvent olarak su kullanılarak sarımsak dişlerinden alisinin ultrasonik ekstraksiyonunu bildirmektedir. Elle ezilmiş 20g sarımsak dişi kullanmışlardır. Maserasyona tabi tutulmuş sarımsağı, Hielscher UP200S (200watt) sonikatörünü %100 genlikte kullanarak 600mL distile su içinde 5 min boyunca sonikasyona tabi tutmuşlardır. Isının uzaklaştırılması için bir buz banyosu kullanılmıştır. Ultrasonik ekstraksiyondan sonra sarımsak ezmesi, beş katlı bir tülbentten bastırılarak geçirilmiştir. Süspansiyon, 50mL hacimli bir tüpe aktarılmış ve kalan kalıntıları sıvıdan ayırmak için 4ºC sıcaklıkta, 1258g değerinde 20 min boyunca santrifüjlenmiştir. Süpernatant, 50mL hacimli steril bir tüpe aktarılmış ve saklanmak üzere ağzı kapatılmıştır.

Bose et al. (2014), ultrasonik prob tipi ekstraksiyonu geleneksel maserasyon, banyo sonikasyonu ve mikrodalga ekstraksiyonuyla karşılaştırmıştır. Sonuçlar, ultrasonik prob tipi ekstraksiyonun en yüksek alisin verimini sağladığını göstermiştir.

Ismail et al. (2014), kükürt içeren biyomoleküller olan sistein ve glutatyonun sarımsak başlarından verimli ultrasonik ekstraksiyonunu bildirmektedir. Sarımsak başlarından tiyolleri ekstrakte etmek için %100 genlik ayarında bir UP100H sonikatörü kullanarak su bazlı ultrasonik ekstraksiyon uygulamışlardır. Açık bir beherde gerçekleştirilen ekstraksiyonda optimum sarımsak konsantrasyonunun %10 (w/v) olduğunu belirlemişlerdir. Tiyollerin miktar tayini, Ellman reaktifi yöntemi kullanılarak yapılmıştır. 0,170mM tiyol ekstrakt verimi elde etmişlerdir. Araştırmacılar, ultrasonik su bazlı ekstraksiyonun sarımsaktan tiyolleri izole etmek için basit, güvenli ve uygun maliyetli bir yöntem olduğu sonucuna varmıştır.

Bu sunumda bitkisel ekstrakt üretimini tanıtıyoruz. Yüksek kaliteli bitkisel ekstrakt üretmenin zorluklarını ve bir sonikatörün bu zorlukları aşmanıza nasıl yardımcı olabileceğini açıklıyoruz. Bu sunum, ultrasonik ekstraksiyonun nasıl çalıştığını gösterecektir. Ekstraksiyonda sonikatör kullanmanın sağlayabileceği faydaları ve ultrasonik bir ekstraktörü ekstrakt üretiminize nasıl entegre edebileceğinizi öğreneceksiniz.

Ultrasonik Sarımsak Ekstraksiyonunun Avantajları

Solventsiz / su bazlı
Yüksek ekstraksiyon verimi
Yüksek kaliteli ekstraktlar
Termal olmayan
Tam spektrumlu ekstraktlar
Hızlı süreç
Yeşil, çevre dostu
Basit ve güvenli kullanım
Düşük bakım gereksinimi
Hızlı yatırım geri dönüşü

Sarımsak Ekstraksiyonu için Yüksek Performanslı Sonikatörler

Hielscher Ultrasonics ekstraksiyon sistemleri, gıda katkı maddeleri, besin takviyeleri ve tedavi edici ürünler olarak kullanılan yüksek kaliteli bitki ekstraktlarının ticari üretimi için dünya genelinde gıda ve ilaç endüstrisinde kullanılmaktadır. Amacınız ister küçük partiler halinde sarımsak ekstraktları üretmek ister büyük miktarlarda yüksek kaliteli bitkisel ekstraktları işlemek olsun, Hielscher Ultrasonics sizin için ideal ultrasonik ekstraktöre sahiptir.

Ultrasonik Ekstraksiyon ile Rekabet Avantajları

Sarımsak gibi bitkisel materyallerden biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun başlıca yararları arasında ekstraksiyon ve işleme süresinin önemli ölçüde kısalması, su bazlı ekstraksiyon veya azaltılmış solvent kullanımı ve ihmal edilebilecek kadar düşük CO₂ emisyonları sayesinde çevre dostu olması, kullanılan enerji miktarının düşük olması ve ultrasonik sistemlerin basit ve güvenli kullanımı yer alır.

Kendi baharat ekstraktlarınızı veya soslarınızı üretmek ister misiniz? İster restoran mutfakları, ister iddialı şef yardımcıları, ister ticari üreticiler için olsun, Hielscher ultrasonik ekipmanlarıyla kısa sürede yüksek kaliteli ekstraktlar ve soslar üretebilirsiniz. Organik ekstraktlarınızı kendiniz hazırlayın! Koruyucu maddeleri ortadan kaldırın! Yalnızca seçtiğiniz malzemeleri kullanın!

Hielscher Ultrasonics ile Süreç Standardizasyonu

Gıdalarda veya farmasötiklerde kullanılan ekstraktlar, İyi Üretim Uygulamalarına (GMP) uygun olarak ve standartlaştırılmış işleme spesifikasyonları altında üretilmelidir. Hielscher Ultrasonics dijital sonikatörleri, sonikasyon sürecinin hassas biçimde ayarlanmasını ve kontrol edilmesini kolaylaştıran akıllı yazılımla birlikte sunulur. Otomatik veri kaydı; ultrason enerjisi (toplam ve net enerji), genlik, sıcaklık ve basınç (sıcaklık ve basınç sensörleri takılı olduğunda) gibi tüm ultrasonik süreç parametrelerini tarih ve saat damgasıyla birlikte dahili SD karta kaydeder. Bu, ultrasonik olarak işlenmiş her bir lotu gözden geçirmenize olanak tanır. Aynı zamanda tekrarlanabilirlik ve sürekli yüksek ürün kalitesi sağlanır. Tüm Hielscher sonikatörlerinin sağlamlığı, ağır çalışma koşullarında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışmaya olanak tanır.
Aşağıdaki tablo, ultrasonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bilgi verir:

Parti Hacmi	Debi	Önerilen Cihazlar
1–500mL	10–200mL/min	UP100H
10–2000mL	20–400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1–20L	0,2–4L/min	UIP2000hdT
10–100L	2–10L/min	UIP4000hdT
Uygulanamaz	10–100L/min	UIP16000
Uygulanamaz	daha yüksek	Cihaz kümesi: UIP16000

Bize Ulaşın! / Bize Sorun!

İlgili Konular

Literatür / Kaynaklar

Arzanlou M., Bohlooli S. (2010): Inhibition of streptolysin O by allicin – an active component of garlic. Journal of Medical Microbiology Volume 59, Issue 9, 2010. 1044-1049.
Ghasemi, Kamran; Bolandnazar, Sahebali; Tabatabaei, Seyed Jalal; Pirdashti, Hemmatollah; Arzanlou, Mohsen; Ebrahimzadeh, Mohammad; Fathi, Hamed (2015): Antioxidant properties of garlic as affected by selenium and humic acid treatments. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 43, 2015. 1-9.
Nur Izzah Ismail, Yumi Zuhanis Has-Yun Hashim, Parveen Jamal, Hamzah MohdSalleh, Rashidi Othman (2014): Ultrasonic-Assisted Extraction of Thiols from Garlic Bulbs. Advances in Environmental Biology, 8(3) Special 2014. 725-728.
Sankhadip Bose, Bibek Laha, Subhasis Banerjee (2014): Quantification of allicin by high performance liquid chromatography‐ultraviolet analysis with effect of post‐ultrasonic sound and microwave radiation on fresh garlic cloves. Pharmacognosy Magazine Vol 10, Issue 38. April-June 2014, S288-S293.

Bilinmesi Gerekenler

Sarımsak ve Sağlığa Yararları

Sarımsak, tıbbi bitki ve besin takviyesi olarak etki gücünü sağlayan biyomoleküller açısından zengindir. 200 farklı bileşik, sarımsağın sağlığa yönelik birçok yararlı etkisine katkıda bulunur. Sarımsak dişleri; alliin, alisin ve γ-glutamil-S-allilsistein, γ-glutamil-S-trans-1-propenilsistein gibi γ-glutamilsistein bileşikleri dahil olmak üzere son derece yüksek miktarda organokükürt bileşiği içerir. Sarımsak, soğan, brokoli ve karnabahar gibi kükürt açısından zengin diğer sebzelerden en az dört kat daha fazla kükürt içerir. Bu kükürt içeren bileşikler, sarımsağa keskin kokusunu ve tadını verir.
Kükürt içeren biyomoleküller, sülfhidril bileşikleri olarak adlandırılır ve tiyoller grubuna aittir. İnsan vücudunun tüm doku ve hücrelerinde bulunurlar ve birçok yaşamsal biyokimyasal reaksiyonda kritik rol oynarlar. Sistein ve glutatyon (GHS), sarımsakta bulunan iki önemli tiyoldür. Sistein, kimyasal açıdan çok reaktif bir sülfhidril grubuna sahip, kükürt içeren bir amino asittir. Glutamat, sistein ve glisin amino asitlerinden oluşan bir tripeptit olan glutatyon (GHS), insan vücudunda en yaygın bulunan düşük moleküler kütleli sülfhidril bileşiğidir. Glutatyon, süper antioksidan olarak etki gösterir ve insan vücudunda (ör. bağışıklık sisteminde) yaşamsal bir işleve sahiptir.

Alisin

Alisin, sarımsakta bulunan ve sağlığı destekleyen çeşitli etkiler gösteren en önemli biyomoleküllerden biridir. Alisin, bütün haldeki sarımsak dişinde bulunmaz; sarımsak dilimlendiğinde veya ezildiğinde sentezlenir. Sarımsak dokusunun maserasyonuyla alliinaz adı verilen bir enzim etkinleşir. Alliinaz, alliin amino asidinin alisine ve diğer alliltiyosülfinatlara dönüşümünü başlatır. Alisinin oluşumu, taze bir sarımsak başının ezilmesinden sonraki birkaç saniye içinde tamamlanan hızlı bir süreçtir.

Ultrasonik Ekstraksiyon – Akustik Kavitasyonun Çalışma Prensibi

Ultrasonik ekstraksiyonun (sono-ekstraksiyon olarak da bilinir) çalışma prensibi, akustik kavitasyon olgusuna dayanır. Ultrasonik olarak oluşturulan kavitasyon; yüksek kesme kuvvetleri, mikrotürbülanslar, sıvı jetleri ve yerel olarak sınırlı, aşırı sıcaklık ve basınç farkları oluşturur. Yüksek performanslı ultrasonun mekanik etkileri hücre duvarlarını parçalar, solventin hücre içine nüfuz etmesini destekler ve kütle transferini artırır. Termal olmayan bir ekstraksiyon tekniği olan sonikasyon, biyoaktif bileşiklerin termal bozunmasını önler. Ultrasonik süreç parametreleri, ham maddeye ve hedef maddelere hassas biçimde uyarlanabilir; böylece üstün ekstrakt kalitesi sağlanır.