Ультразвукова екстракція активних сполук із побічних продуктів винограду та вина

Виноград (Vitis vinifera), виноградна лоза та побічні продукти вина багаті поліфенолами та іншими біологічно активними речовинами, які є цінними сполуками для виробництва лікарських та харчових добавок. Ультразвукова екстракція дозволяє легко та високоефективно ізолювати сполуки, отримані з винограду та виноградної лози (наприклад, виноградні вичавки, насіння, листя, стебла, осад). Екстракція за допомогою ультразвуку є швидкою, надійною та перевершує інші методи екстракції вищими виходами, м'якшими умовами екстракції, коротшим часом екстракції та нижчою вартістю.

Ультразвукова екстракція фітохімічних речовин з винограду та виноградної лози

Побічні продукти з виноградників і процесу виноробства включають виноградну м'якоть, вичавки (шкірку та насіння), осад, виноградне листя, стебла та тростину, які складають до 30−40% твердих речовин, які здебільшого викидаються невикористаними як відходи. Виявляючи багатство поліфенолів та інших біологічно активних сполук у цих побічних продуктах винограду та вина, промисловість все частіше використовує ці рослинні матеріали для виробництва цінних екстрактів. Ресвератрол, антоціанідини, проантоціанідин, кверцитин та інші речовини, що містяться у винограді та виноградній лозі (Vitis vinifera), вже широко споживаються як лікувальні та харчові добавки. Як джерело корисних для здоров'я сполук, екстракти побічних продуктів Vitis vinifera використовуються у фармацевтичній та харчовій промисловості, водночас підтримуючи стале сільське господарство. Ультразвукова екстракція сприяє вивільненню біологічно активних сполук з винограду та побічних продуктів його переробки. Екстракція за допомогою ультразвуку – це давно встановлена методика екстракції, яка використовується для фармацевтичних та харчових сполук. Він дає дуже високі виходи екстракту за коротку процедуру екстракції та працює з будь-яким розчинником (наприклад, водою, етанолом, ізопропанолом, гексаном тощо)

Ультразвукова екстракція поліфенолів з виноградних кісточок

Виноградні кісточки багаті проантоціанідінами і тому є чудовим джерелом для виробництва екстрактів проантоціанідину для лікувальних і харчових добавок. Thilakarathna та Rupasinghe (2022) змогли продемонструвати чудову ефективність ультразвуку при контрольованих підвищених температурах, що призвело до вищого виходу проантоціанідину та значно коротшого часу екстракції (ультразвук 53 хв. проти звичайної екстракції розчинником 150 год!).
Впровадження тепла та ультразвуку значно скоротило час екстракції (час ультразвуку 53 хв) та потребу у водному етанолі (10,14:1 об:вт), одночасно значно збільшивши вихід ПАК (16,1 мг СЕ/г FW проти 26,6 прогнозованого мг СЕ/г FW). Кінцевими оптимальними умовами були 47% етанолу, співвідношення 10:1 с:с (v:w), час ультразвукового випромінювання 53 хв і температура екстракції 60◦C.

Ефективне виробництво екстракту виноградного листя за допомогою соніфікації

Листя виноградної лози звичайної (Vitis vinifera) багаті резевератролом, антоціанідинами, кверцетином, ізокверцетином, а також багатьма іншими біологічно активними сполуками, які часто вводяться у вигляді екстракту для лікувальних та оздоровчих цілей.
Було показано, що ультразвукова екстракція дає високі входи повного спектру екстракту з виноградного листя, тим самим роблячи процес екстракції дуже ефективним. Водний етанол був продемонстрований як кращий розчинник для екстрактів виноградної лози, оскільки він має чудову розчинювальну здатність для цільових молекул і не має токсичності. Процес екстракції за допомогою ультразвуку займає всього кілька хвилин і може виконуватися як в пакетному процесі, так і в режимі безперервного проточування.
Наприклад, ультразвуково екстрагований ресвератрол з виноградного листя можна очистити за допомогою колонки мезопористого вуглецю, що покращує чистоту ресвератролу з 2,1 до 20,6%. (пор. Sun та ін., 2018)

Ультразвукова екстракція стильбеноїду з виноградних стебел

Протокол ультразвукової екстракції Piñeiro et al. (2013) призводить до високого відновлення стильбенів, таких як транс-ресвератрол, ε-вініферин, піцеатанол і вітизин В, які в основному присутні у виноградних тростинах і в стеблах винограду.

Графічний реферат дослідження з ультразвукової експресії стильбеноїдів зі стебел винограду.
(Дослідження та ілюстрація: Piñeiro et al., 2013)

За допомогою ультразвукового апарату UP200S (200 Вт, 24 кГц) основні стильбеноїди, що містяться в стеблах винограду, можна екстрагувати за 15 хвилин, використовуючи 75 °C як температуру екстракції та 80% етанол як розчинник для екстракції, при цьому не потрібно очищати органічним розчинником. Оптимізований метод дозволив провести простий та ефективний аналіз вмісту стильбеноїдів з 22 зразків стебел винограду.

Основні ефекти полягають у середньому відновленні (область 10.000−1) при ультразвуковій екстракції з використанням UP200S з використанням різних параметрів: піцеатаннолу (a), транс-ресвератролу (b), ε-вініферину (c) та вітизину-B (d).
(Дослідження та графіки: Piñeiro et al., 2013)

Хроматограма ВЕРХ-ДАД відповідає референтному екстракту, збагаченому стильбеноїдами.
(Дослідження та графіки: Piñeiro et al., 2013)

Високопродуктивні ультразвукові процесори для видобутку винограду та винограду

Екстрактори Hielscher Ultrasonics добре зарекомендували себе в області ботанічної екстракції, незалежно від того, які рослинні матеріали або розчинник використовуються. Виробники екстрактів – як ексклюзивні виробники бутикових екстрактів, так і масштабні масові виробники – знайти в широкому асортименті обладнання Hielscher ідеальне ультразвукове екстракційне обладнання для своїх виробничих потреб. Пакетні, а також безперервні вбудовані процеси легко доступні та можуть бути відправлені в той же день.

Високоефективна екстракція за допомогою ультразвукових апаратів Hielscher

Ультразвукові екстрактори Hielscher ефективно руйнують рослинні клітини, збільшують площу поверхні рослинного матеріалу для проникнення розчинника, а також покращують масообмін, що призводить до швидкого та повного вивільнення фітохімічних речовин (вторинних метаболітів). Розроблені з урахуванням зручності використання, екстрактори Hielscher швидко встановлюються і можуть бути безпечними та інтуїтивно зрозумілими.
 
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: