Ultrazvuková extrakce polyfenolů z jablečných výlisků

Čína má bohaté zdroje jablek, je také největším výrobcem koncentrované jablečné šťávy, což má za následek obrovské množství čerstvé ovocné strusky, tyto ovocné strusky kromě malého množství krmiva tvoří většinu odpadu. Jablečné polyfenoly jsou druhem přírodních produktů s biologickou aktivitou, koncentrované hlavně ve slupce a semenech a vstupují do zbytku s 

kůra během procesu odšťavňování, která má prokazatelně silnou antioxidační aktivitu a má řadu farmakologických funkcí, jako je antibakteriální a protizánětlivá, prevence ischemické choroby srdeční, protinádorová, ochrana jater a protirakovinná. Proto je extrakce polyfenolů z jablečných výlisků vědeckým opatřením k plnému využití zdrojů.

Ovocné a zeleninové šťávy se staly jedním z nejdůležitějších zemědělských odvětví na světě a při zpracování a výrobě ovocných a zeleninových šťáv se získá mnoho vedlejších produktů - ovocných a zeleninových zbytků. Jako jeden z důležitých denních nápojů hraje výroba a zpracování jablečné šťávy důležitou roli v odšťavňovacím průmyslu, takže produkce jablečných zbytků také zaujímá důležitý podíl ve zbytcích ovoce a zeleniny. Zbytky sušeného ovoce se skládají převážně z dietní vlákniny a dalších funkčních látek, současné zdroje zbytků z jablek nejsou plně vyvinuty a využity, ale jsou využívány jako krmivo, případně jako odpad, což nejenže způsobuje velké plýtvání zdroji, ale také znečišťuje životní prostředí, nesplňuje požadavky konceptu udržitelného rozvoje dnešní společnosti. Vzhledem k výše uvedené situaci byly v tomto článku polyfenoly a hemicelulost extrahovány z jablečného zbytku metodou stupňovité extrakce doplněné ultrazvukovou technologií a byly předběžně analyzovány fyzikálně-chemické vlastnosti extraktů. Cílem tohoto experimentu je poskytnout teoretický a experimentální základ pro zlepšení míry využití zdrojů jablečných zbytků a zvýšení přidané hodnoty průmyslu zpracování jablečné šťávy.

V současnosti se extrakce polyfenolů z jablečných zbytků používá převážně ultrazvukové, mikrovlnné, biologickou enzymatickou hydrolýzu, ultravysokotlaké, superkritické a další pomocné metody, mezi nimiž technologie ultrazvukové extrakce využívá svůj kavitační efekt, mechanický efekt a tepelný efekt ke zvýšení průniku média a urychlení rozpouštění účinných látek. Pro svou jednoduchou obsluhu a vysokou extrakční rychlost je široce používán, ale jeho nevýhodou je, že trvá dlouho. V posledních letech byla navržena metoda dekompresní extrakce, která se používá především při extrakci tradiční čínské medicíny. Vakuováním metoda dekompresní extrakce snižuje oxidaci a degradaci aktivních látek citlivých na teplo způsobenou zvyšující se teplotou a činí systém aktivnějším, čímž se urychluje rychlost extrakce. Proto jsou obě metody ultrazvuku a dekomprese spojeny, aby se zlepšila rychlost extrakce přírodních aktivních látek a chránily aktivní látky před zničením. V současné době je ve výzkumu aplikována extrakce čajových polyfenolů, polyfenolů z jujubových slupek a homouronitinu dekompresně spřaženou ultrazvukovou metodou, ale málokdy byla aplikována na extrakci jablečných polyfenolů. Tato studie používala hlavně zbytky jablek Shaanxi Red Fuji jako surovinu, ethanolový roztok jako rozpouštědlo, optimalizovala proces extrakce polyfenolů ze zbytků jablek pomocí vakuové (vakuové) ultrazvukové vlny metodou odezvy povrchu a analyzovala složení a antioxidační aktivitu polyfenolů pomocí vysoce výkonné kapalinové chromatografie, aby poskytla vědecké reference pro lepší a systematičtější vývoj a využití zdrojů zbytků jablek.

Polyfenoly byly extrahovány ze zbytku jablek Hanfu pomocí ultrazvukové metody s určitou koncentrací ethanolového roztoku jako extrakčního činidla. Regresní rovnice polyfenolů ve zbytku jablek byla získána metodou povrchu odezvy jednofaktorovou testovou analýzou koncentrace ethanolu, výkonu ultrazvuku, ultrazvukového času a poměru pevná látka-kapalina. Optimální extrakční podmínky polyfenolů byly stanoveny jako koncentrace ethanolu 49 %, výkon ultrazvuku 370 W, doba působení 136 s a poměr pevná látka-kapalina 1:30 (g:ml). Skutečný průměrný výtěžek extrakce byl 1,71 mg/g.

Co je principem ultrazvukové extrakce?

Ultrazvuková homogenizace je použití ultrazvukové kavitace v kapalinách a dalších fyzikálních efektů k dosažení homogenizace. Fyzikálním působením se rozumí vytvoření účinného míchacího a proud narušujícího média v kapalině, rozmělnění částic v kapalině, zejména srážka mezi kapalinou, proudění mikrofáz a rázová vlna vedoucí ke změnám povrchové morfologie částic.

Kavitací se rozumí vytváření děr (malých bublin) ve slabší části kapaliny působením ultrazvukových vln. Malé bublinky pulsují ultrazvukovými vlnami a otvory se zhroutí v jednom zvukovém cyklu.

Výhoda

1. Části jádra s titanovými materiály

2. Ultrazvukový klakson s různou velikostí a typem pro výběr

3. Párování s digitálním generátorem, automatické ladění, frekvence automatického vyhledávání

4. S automatickou poplachovou ochranou, snadno ovladatelná

5. Výkon nastavitelný od 1 % do 99 %

6. Stabilita amplitudy, dlouhá pracovní doba, oblast záření je 2,5krát větší než u
tradičních nástrojů

7. Poskytování konzultačních služeb a zakázkových návrhů reaktorů

8. Vlastní velikosti dostupné pro laboratorní a velkoobjemové průmyslové aplikace.

Aplikace

Zpracování potravin Akcelerace reakce
-kavitace urychluje chemické a fyzikální reakce.

jemných částic Disperze
– zpracování nanočástic

Rozrušení a lýza buněk
– rozbije otevřené biologické tkáně a buňky, aby se extrahovaly enzymy a DNA, připravily se vakcíny.

Homogenizace
- tvorba jednotných směsí kapalin nebo kapalných suspenzí.

Emulgace
- zpracování potravin, léčiv a kosmetiky.

Rozpouštění
- rozpouštění pevných látek v rozpouštědlech.

Odplynění
- odstranění plynů z roztoků bez tepla nebo vakua.

Čištění inline potrubí
- odstraňuje vodní kámen nebo nánosy bez demontáže. Válcová 360° vnitřně vyzařující komora.