سیر (Allium sativum) حاوی ترکیبات ارگانوسولفور (مانند آلیسین، گلوتاتیون) است که به ترویج بسیاری از مزایای سلامت کمک می‌کند. استخراج اولتراسونیک یک تکنیک قابل اعتماد و کارآمد برای تولید عصاره‌های سیر بسیار غلیظ است. اعمال التراسونیک منجر به افزایش بازدهی عصاره‌های طیف کامل (تام) با کیفیت بالا در زمان استخراج بسیار کوتاه می‌شود.

 عصاره‌ گیری سیر با استفاده از استخراج اولتراسونیک

استفاده از سونیکاتور پرابی برای استخراج آلیسین و ترکیبات ارگانوسولفور از سیر چندین مزیت ایجاد می کند، از جمله بازده بالا و کیفیت بالای عصاره سیر، پردازش سریع و رویکرد بدون حلال و دوستدار محیط زیست. این عوامل به طور کلی به تولید عصاره‌های سیر با کیفیت بالا با فعالیت زیستی افزایش یافته و ثبات ترکیبات کمک می‌کنند، که این روش ترجیحی برای پژوهشگران و صنایعی است که به دنبال محصولات برتر مشتق از سیر هستند.

در زیر، ما اثرات مفید یک استخراج سیر به کمک اولتراسونیک را به تفصیل بررسی می‌کنیم:

• اولاً، دستگاه سونیکاتور پرابی امواج فراصوتی با شدت بالا تولید می‌کند که از طریق یک پراب تیتانیوم (معروف به سونوترود) به محیط استخراج منتقل می‌شود. این انرژی مکانیکی حباب‌های کاویتیشن در مایع ایجاد می‌کند که باعث فروپاشی سریع آن‌ها می‌شود. در طی این فرآیند، گرمای محلی شدید و سریع و سرد شدن رخ می‌دهد که میکروتوربولانس و تغییرات فشاری را ایجاد می‌کند که در از بین بردن دیواره‌های سلول‌های سیر کمک می‌کند. این از بین بردن، آزادسازی آلیسین و سایر ترکیبات ارگانوسولفور محبوس درون سلول‌ها را تسهیل می‌کند که منجر به استخراج کارآمد می‌شود.
• در دومین مرحله، خاصیت ذات کنترل‌شده و دقیق سونیکیشن نوع پراب امکان سفارشی‌سازی فرآیند استخراج را فراهم می‌کند. تولیدکنندگان عصاره و همچنین پژوهشگران می‌توانند پارامترهایی مانند زمان سونیکیشن، دامنه و دما را تنظیم کنند تا شرایط استخراج را بهینه کنند و بدین ترتیب عملکرد آلیسین و ترکیبات ارگانوسولفور را بیشینه کرده و همزمان تجزیه ترکیبات حساس را به حداقل برسانند. این سطح کنترل برای به دست آوردن عصاره‌های با ترکیب و توانایی ثابت و با کیفیت بالا ضروری است.
• علاوه بر این، فرآیند سونیکیشن نسبت به روش‌های استخراج سنتی مانند خیساندن یا استخراج سوکسوله، سریع‌تر است. این کارآیی نه تنها زمان را صرفه جویی می‌کند بلکه به حفظ تازگی و زیست فعالیت(bioactivity)  ترکیبات استخراج شده کمک می‌کند. مدت زمان کوتاهتر استخراج باعث کاهش تماس عصاره سیر با گرما و اکسیژن می‌شود که ممکن است باعث تخریب ترکیبات حساس ارگانوسولفور شود.
• چهارمین مورد، استخراج اولتراسونیک با هر حلالی سازگار است، از جمله حلال‌های ملایم و محیط‌زیستی مانند آب، اتانول آبی یا الکل. این موضوع به ویژه زمانی که عصاره سیر برای استفاده به عنوان افزودنی غذایی، طعم‌دهنده، مکمل‌های غذایی، مکمل‌های غذایی یا دارویی تولید می‌شود اهمیت دارد ، جایی که خطر آلودگی از حلال‌ها یا مواد شیمیایی دیگر باید اجتناب شود تا اصالت و ایمنی محصول نهایی تضمین شود.

برای مطالعه بیشتر در مورد عصاره گیری التراسونیک کلیک کنید.

عصاره‌گیری سیر در آب با التراسونیک

آلیسین پراکنده‌ترین مولکول تیوسولفینات موجود در عصاره سیر است. آلیسین دارای اثرات ضد باکتری، ضد ویروسی، ضد قارچی، ضد آغازیان، ضد سرطان و پایین آورنده قند خون است و همچنین کمک کننده در حفظ سلامت قلبی عروقی و سیستم ایمنی است. فعالیت‌های دارویی سیر اغلب مربوط به واکنش‌های تیول-دی‌سولفید با پروتئین‌های حاوی تیول است.

برای تولید اسانس سیر با غلظت بالا دارای مقادیر زیادی ترکیبات ارگانوسولفور، استخراج اولتراسونیک یک تکنیک قابل اعتماد و کارآمد برای جداسازی تیول‌ها و سایر مواد زیست فعال از سیر است. سونیکیشن تیول‌ها را از داخل سلول‌های سیر آزاد می‌کند و امکان تهیه یک اسانس تام (طیف کامل) از بیومولکول‌های سیر را فراهم می‌کند. برای استخراج اولتراسونیک سیر، آب می‌تواند به عنوان حلال استفاده شود که غیر سمی، ارزان و سازگار با محیط زیست است.

برای مطالعه بیشتر در مورد حلال ها و عصاره گیری کلیک کنید.

مقطع عرضی  حبه سیر قبل و بعد سونیکیشن. مطالعه و تصاویر توسط بوز و همکاران در سال ۲۰۱۴

آلیسین : پروتکل‌های استخراج فراصوتی

برای استخراج فراصوتی از سیر، چندین پروتکل توسط تیم‌های تحقیقاتی ایجاد شده است. در مطالعات علمی، تیم‌های تحقیقاتی چندین بار نشان داده‌اند که سونیکیشن باعث بالابردن بازدهی آلیسین، آلین، ترکیبات ارگانوسولفور و سایر مواد فیتوشیمیایی از سیر می‌شود.

آرزانلو و همکاران (2010) گزارش استخراج فراصوتی آلیسین از حبه‌های سیر با استفاده از آب به عنوان حلال. آن‌ها از ۲۰ گرم حبه سیر خردشده به صورت دستی استفاده کردند. آن‌ها حبه های سیر خردشده را در ۶۰۰ میلی‌لیتر آب مقطر به مدت ۵ دقیقه سونیکیشن کردند، از دستگاه۲۰۰ وات در ۱۰۰٪ دامنه استفاده کردند. یک حمام یخ برای جبران‌سازی حرارت استفاده شد. پس از استخراج فراصوتی، پوره سیر از طریق یک صافی پنج لایه فشرده شد. محلول به یک لوله ۵۰ میلی‌لیتری منتقل شد و در ۴ درجه سانتی‌گراد برای ۲۰ دقیقه و در با شتاب g ۱۲۵۸ سانترفیوژ گردید تا توده باقی‌مانده از مایع جدا شود. روماند محلول به یک لوله استریل ۵۰ میلی‌لیتری منتقل شد و برای ذخیره‌سازی مهر(سیل)  شد.

مطالعه بوس و همکاران (2014) استخراج  فراصوتی پروبی را با استخراج خیساندن، حمام التراسونیک و استخراج مایکروویو مقایسه کردند. نتایج نشان دادند که استخراج نشان‌های فراصوتی نوع پروب با بالاترین عملکردهای آلیسین را داشت.

اسماعیل و همکاران (2014) گزارش کردند که استخراج فراصوتی کارآمد مولکول‌های زیستی گوگردی مانند سیستئین و گلوتاتیون از سیر را انجام دادند. آن‌ها استخراج فراصوتی مبتنی بر آب را برای استخراج تیول‌ها از سیر با استفاده از یک التراسونیک پوبی 100 وات با تنظیمات دامنه 100٪ اعمال کردند. آن‌ها متوجه شدند که غلظت بهینه سیر 10٪ (w/v) در استخراج با بشر باز بود. اندازه‌گیری تیول‌ها با استفاده از روش واکنشگرهای الما انجام گرفت. آن‌ها بازده استخراج mM 0.170 تیول را به دست آوردند. پژوهشگران نتیجه گرفتند که استخراج مبتنی بر آب فراصوتی یک روش ساده، ایمن و اقتصادی برای جداسازی تیول‌ها از سیر است.

مزایای استخراج سیر التراسونیک

• بدون حلال / مبتنی بر آب
• عملکرد استخراج بالا
• عصاره‌های با کیفیت بالا
• غیر حرارتی
• عصاره‌های طیف کامل(تام)
• فرآیند سریع
• سبز، دوستدار محیط زیست
• عملیات ساده و ایمن
• نگهداری آسان
• بازگشت سریع سرمایه‌گذاری

عصاره گیری سیر با استفاده از التراسونیک

سیستم‌های استخراج اولتراسونیک آواپرداز در صنایع غذا و دارو برای تولید تجاری عصاره‌های گیاهی با کیفیت بالا که به عنوان افزودنی‌های غذایی، مکمل‌های غذایی و درمانی استفاده می‌شوند، استفاده می‌شوند. اگر هدف شما تولید حجم‌های کوچکی از عصاره‌های سیر یا پردازش مقادیر بزرگی از عصاره‌های گیاهی با کیفیت بالا است، آواپرداز سونیکاتور اولتراسونیک ایده‌آلی برای شما دارد.

مزایای رقابتی استخراج اولتراسونیک

مزایای اصلی استخراج اولتراسونیک ترکیبات بیولوژیکی از مواد گیاهی مانند سیر شامل زمان استخراج و پردازش به شدت کاهش یافته، به دلیل استفاده از آب برای استخراج یا کاهش استفاده از حلال و کاهش انرژی مصرفی، دوستدار محیط زیست می سازد، و همچنین عملکرد ساده و ایمن سیستم‌های اولتراسونیک است.

بیشتر بدانید

سیر و مزایای بهداشتی آن

سیر حاوی بیومولکول‌های زیادی است که باعث اثرات دارویی و مکمل غذایی آن می‌شود. ۲۰۰ ترکیب مختلف به اثرات سلامتی مفید زیادی از سیر کمک می‌کنند. حبه‌های سیر حاوی مقدار بسیار زیادی از ترکیبات ارگانوسولفوری مانند آلین، آلیسین و ترکیبات گاما-گلوتامیلیستینی مانند گاما-گلوتامیل-S-آلیل‌سیستئین، گاما-گلوتامیل-S-ترانس-۱-پروپنیل‌سیستئین هستند. سیر حداقل چهار برابر گوگرد بیشتری نسبت به سبزیجات دیگر حاوی گوگرد مانند پیاز، بروکلی و گل کلم دارد. این ترکیبات حاوی گوگرد، بوی تند و طعم متمایزی به سیر می‌دهند.

بیومولکول‌های حاوی گوگرد به ترکیبات سولفیدریل گوگردی معروف هستند و به گروه تیول‌ها تعلق دارند. آن‌ها در تمام بافت‌ها و سلول‌های بدن انسان یافت می‌شوند و نقش حیاتی در بسیاری از واکنش‌های زیستی مهم دارند. سیستئین و گلوتاتیون (GHS) دو تیول مهم حاضر در سیر هستند. سیستئین یک اسید آمینه حاوی گوگرد است که دارای گروه سولفیدریل شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر است. گلوتاتیون (GHS)، یک ترای‌پپتید متشکل از اسیدهای آمینه گلوتامات، سیستئین و گلیسین، پراکنده‌ترین ترکیب سولفیدریل با وزن مولکولی پایین در بدن انسان است. گلوتاتیونبه عنوان یک سوپرآنتی اکسیدان عمل می‌کند و عملکردی بسیار حیاتی در بدن انسان دارد (به عنوان مثال، در سیستم ایمنی).

آلیسین

آلیسین یکی از مهمترین بیومولکول‌ها در سیر است که اثرات مختلفی برروی سلامتی دارد. آلیسین در حالت غیر بریده سیر وجود ندارد، اما هنگام برش یا خرد کردن سیر سنتز می‌شود. با ورز دادن بافت سیر، آنزیمی به نام الیناز فعال می‌شود. این آنزیم با تبدیل هسته‌های توابع آمینه به آلیسین و دیگر ترکیبات آلیل‌تیوسولفینات شروع به کار می‌کند. تشکیل آلیسین یک فرآیند سریع است که در چند ثانیه پس از خرد کردن یک سره تازه سیر تکمیل می‌شود.

استخراج اولتراسونیک – اساس  کار کویتاسیون

اصل کار استخراج اولتراسونیک بر اساس پدیده انتشار صوتی است. تولید کاویتیشن اولتراسونیک ایجاد نیروهای برش بالا، میکرو-گرداب‌ها، جت‌های مایع و دما و فشار شدید ایجاد می‌کند. اثرات مکانیکی اولتراسونیک قدرت بالا تجاوزات دیواره‌های سلول را تخریب کرده، نفوذ محلول به داخل سلول را ترویج می‌دهد و انتقال جرم را افزایش می‌دهد. به عنوان یک تکنیک استخراج غیرحرارتی، سونیکیشن جلوگیری از تجزیه حرارتی ترکیبات بیوفعال را جلوگیری می‌کند. پارامترهای فرآیند اولتراسونیک به دقت می‌تواند با توجه به مواد خام و مواد هدف تنظیم شود، تا کیفیت استخراج برتر تضمین شود.