مذيبات لاستخراج بالموجات فوق الصوتية من النباتات
- يتميز الاستخراج بالموجات فوق الصوتية بالعديد من المزايا مثل الغلة العالية ومعدلات الاستخراج السريعة والود البيئي وانخفاض استهلاك الطاقة.
- واحدة من أقوى الفوائد هي استخدام الماء كوسيلة استخراج. ومع ذلك ، يمكن استخدام صوتنة مع أنظمة المذيبات المتشعبة لتقديم نتائج متفوقة للاستخراج المستهدف.
- يتم اختيار المذيب الأمثل لاستخراج بالموجات فوق الصوتية من المواد الحيوية النباتية فيما يتعلق بالمواد الخام.
استخراج بالموجات فوق الصوتية
من المعروف جيدا أن الموجات فوق الصوتية تعطل هياكل الخلايا وتحسن نقل الكتلة ، وبالتالي تزيد من قابلية استخراج المركبات الحيوية (مثل الفينولات والكاروتينات).
نظرا لأن التأثيرات الميكانيكية للصوتنة تعزز عملية الاستخراج بسبب تحسين نقل الكتلة بشكل كبير ، فإن استخدام المذيبات العضوية غالبا ما يكون غير ضروري. هذا يعني أنه بالنسبة للاستخراج بالموجات فوق الصوتية ، غالبا ما يكون الماء وسيلة استخراج كافية لها فوائد عديدة مثل كونها غير مكلفة وغير خطرة ومتاحة بسهولة وصديقة للبيئة.
ومع ذلك ، بالنسبة للمركبات النشطة بيولوجيا المحددة ، يمكن تحقيق أفضل النتائج عن طريق الاستخراج بالموجات فوق الصوتية مع مذيب متطاير.
لاختيار المذيب المناسب ، يجب مراعاة المواد الخام (مثل المواد النباتية الطازجة أو المجففة أو المنقوعة / المطحونة أو المسحوقة) والمواد المستهدفة (مثل محبة للدهون ، محبة للماء).
الجلسرين النباتي هو مذيب استخراج مثالي بسبب خصائصه غير السامة وغير المهيجة وقدرته على الحفاظ على استقرار وفعالية المركبات النشطة بيولوجيا الحساسة. كلاهما ، مخاليط الجلسرين النقي والجلسرين والماء ، مذيبات مفيدة لإنتاج مقتطفات للمكملات الغذائية والمغذيات ومستخلصات النكهة والمضافات الغذائية ومستحضرات التجميل.
UIP2000hdT صوتي للاستخراج النباتي على دفعات كبيرة أو عملية مضمنة
يسرد الجدول التالي العديد من المذيبات ، وهي مذيبات استخراج راسخة وتستخدم لاستخراج بالموجات فوق الصوتية من المواد النباتية.
| ايثانول | واحدة من المذيبات الأكثر شيوعا لاستخراج النباتات. كمذيب قطبي ، يذيب الإيثانول المركبات القطبية مثل القلويدات والفلافونويد. |
| الماء | المذيب العالمي ، وغالبا ما يستخدم لاستخراج المركبات المحبة للماء مثل السكريات والبروتينات وبعض الجليكوسيدات. |
| الإيثانول المائي | مزيج من الإيثانول والماء ، يمكن لهذا المذيب استخراج مجموعة واسعة من المركبات القطبية والقطبية المعتدلة ، مما يوفر توازنا بين قوة مذيب الإيثانول وقدرة الماء على استخراج المركبات المحبة للماء. يمكن تحضير الإيثانول المائي بنسب مختلفة لضبط قدرة الذوبان على المركبات المستهدفة. |
| الغليسيرين | مذيب عالي القطبية مفيد لاستخراج المركبات القطبية ويمكن أن يكون بديلا أكثر أمانا للمذيبات القطبية الأخرى ، وغالبا ما يستخدم في الصبغات والمستخلصات المخصصة للاستهلاك الداخلي. اقرأ المزيد عن استخراج المواد الكيميائية النباتية في الجلسرين باستخدام صوتنة! |
| ميثانول | مذيب قطبي للغاية فعال في استخراج مجموعة واسعة من المركبات النباتية بما في ذلك الفينولات والفلافونويد وبعض القلويات. |
| الهكسان | مذيب غير قطبي يستخدم في المقام الأول لاستخراج المركبات غير القطبية مثل الدهون والشموع والزيوت الأساسية. |
| أسيتون | الأسيتون هو مذيب قطبي غير بروتوني ، وهو فعال في استخراج مجموعة واسعة من المركبات النباتية ، خاصة تلك الأقل قطبية من تلك المستخرجة بالماء أو الميثانول. |
| إيزوبوبانول | مذيب قطبي مشابه للإيثانول ، يستخدم عادة لاستخراج الزيوت الأساسية والراتنجات وبعض القلويات. |
| كلوروفورم | مذيب غير قطبي فعال في استخراج قلويدات ، تيربينويدات ، وبعض جليكوسيدات. هو أقل استخداما بسبب سمية. |
| خلات الإيثيل | مذيب قطبي معتدل يستخدم لاستخراج مجموعة من المركبات بما في ذلك الفلافونويد والقلويات والفينولات. |
| التولوين | مذيب غير قطبي يستخدم لاستخراج المركبات غير القطبية مثل الزيوت الأساسية والتربين والشموع. |
| بوتانول | مذيب قطبي معتدل فعال في استخلاص المركبات متوسطة القطبية بما في ذلك بعض الجليكوسيدات والصابونين. |
| الأثير البترولي | مذيب غير قطبي يستخدم بشكل أساسي لاستخراج الدهون والزيوت والمركبات غير القطبية الأخرى من المواد النباتية. |
تعمل الموجات فوق الصوتية القوية على تعطيل مصفوفة الخلايا للهياكل البيولوجية وإطلاق المركبات النشطة بيولوجيا. يتم تكثيف النقل الجماعي بين المواد النباتية والمذيب. بسبب هذه الآليات ، فإن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية فعال للغاية للاستخراج النباتي.
UP400ST الخالط بالموجات فوق الصوتية لاستخراج العشبية يسمح باستخدام المذيب الذي تختاره.
الموجات فوق الصوتية لاستخراج
من المختبر وأجهزة الموجات فوق الصوتية على مقاعد البدلاء حتى أنظمة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية الصناعية الكاملة – Hielscher الفوق صوتيات هو لك شريك من ذوي الخبرة منذ فترة طويلة، عندما يتعلق الأمر أجهزة الموجات فوق الصوتية قوية وموثوق بها لعمليات استخراج ناجحة.
تستخدم أنظمتنا بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في مختبرات الكيمياء الحيوية ومصانع إنتاج الأدوية. سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية والمفاعلات هي autoclavable وتفي بمعايير إنتاج الأدوية.
يمكن للصوتيات الصناعية Hielscher تقديم سعات عالية جدا من أجل تعطيل مصفوفات الخلية وإطلاق المواد المستهدفة. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. قوة ومتانة الموجات فوق الصوتية Hielscher ضمان غلة عالية، ومعدلات استخراج سريعة واستخراج أكثر اكتمالا – التفوق في عمليات الاستخراج التقليدية.
يمكن دمج معالجاتنا بالموجات فوق الصوتية مع طرق الاستخراج التقليدية مثل استخراج سوكسليت أو استخراج CO2 فوق الحرج. يمكن تحقيق التعديل التحديثي في خطوط الإنتاج الحالية بسهولة.
الأدب / المراجع
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
حقائق تستحق المعرفة
استخراج بالموجات فوق الصوتية عن طريق التجويف
تولد الموجات فوق الصوتية المكثفة التجويف الصوتي في السوائل. تكسر قوى القص التجويفية جدار الخلية والأغشية بحيث يتم إطلاق المادة داخل الخلايا. استخراج بالموجات فوق الصوتية يحقق تغلغل أكبر من المذيب في الأنسجة النباتية ويحسن نقل الكتلة. وبالتالي ، فإن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية يكثف عملية الاستخراج بشكل كبير مما يؤدي إلى زيادة الغلة ومعدلات استخراج أسرع واستخراج أكثر اكتمالا.
أنظمة المذيبات
لاستخراج المركبات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية تتوفر أنظمة المذيبات المختلفة. لاستخراج المركبات المحبة للماء ، يتم اختيار المذيبات القطبية في الغالب مثل الميثانول أو الإيثانول أو أسيتات الإيثيل ، بينما لاستخراج المركبات المحبة للدهون (مثل الدهون) ، يفضل استخدام أنظمة المذيبات مثل ثنائي كلورو الميثان أو ثنائي كلورو ميثان / الميثانول (v / v 1: 1). غالبا ما يستخدم الهكسان كمذيب لاستخلاص الكلوروفيل.
ما هي المركبات النشطة بيولوجيا؟
تعرف المركبات النشطة بيولوجيا أو المواد الكيميائية النباتية بأنها مواد لها تأثير على الكائنات الحية أو الأنسجة أو الخلايا. تشمل المواد الفعالة بيولوجيا المضادات الحيوية والإنزيمات والفيتامينات. يمكن استخراج المواد النشطة بيولوجيا مثل الكاروتينات والبوليفينول على سبيل المثال من الفواكه والأوراق والخضروات ، بينما توجد فيتوسترولس في الزيوت النباتية.
تشمل المركبات النشطة بيولوجيا المشتقة من النباتات مركبات الفلافونويد ، والكافيين ، والكاروتينات ، والكولين ، والديثيولثيونز ، والفيتوستيرول ، والسكريات ، والفيتويستروغنز ، والجلوكوزينات ، والبوليفينول ، والأنثوسيانين. يتم تقييم العديد من المواد النشطة بيولوجيا للعمل كمضادات للأكسدة وبالتالي تعتبر مفيدة للصحة.
كيف أختار أفضل مذيب استخراج؟
تساعدك الإرشادات أدناه على اختيار مذيب مناسب لاستخراج النباتات بالموجات فوق الصوتية. نظرا لأن صوتنة متوافقة مع أي مذيب قياسي ، يمكنك اختيار المذيب الأكثر مثالية للمواد الخام النباتية ، والمواد الكيميائية النباتية المستهدفة وفعالية التكلفة.
- الانتقائيه: حدد مذيب يذوب المركبات المرغوبة على وجه التحديد مع ترك المكونات غير المرغوب فيها وراءه. على سبيل المثال ، استخدم الإيثانول للمركبات القطبية مثل القلويدات والفلافونويد.
- الذوبان: بناء على المبدأ “مثل يذوب مثل ،” اختر مذيبا له قطبية مماثلة لقطبية المذاب. تعمل المذيبات القطبية (مثل الماء والإيثانول) على إذابة المركبات القطبية ، بينما تعمل المذيبات غير القطبية (مثل الهكسان) على إذابة المركبات غير القطبية مثل الدهون والزيوت.
- كلف: النظر في فعالية تكلفة المذيب. قد تكون بعض المذيبات أكثر تكلفة ولكنها تقدم عوائد أعلى أو انتقائية أفضل ، مما يوازن بين تكلفة الاستخراج الإجمالية.
- أمان: تأكد من أن المذيب آمن للاستخدام والمناولة. تشمل العوامل السمية والقابلية للاشتعال والتأثير البيئي. على سبيل المثال ، يعد الماء والإيثانول خيارين أكثر أمانا مقارنة بالكلوروفورم أو التولوين.
قطبية واختيار المذيبات
وفقا لقانون التشابه والتزاوج ، من المرجح أن يكون أداء المذيبات ذات القيمة القطبية القريبة من قطبية المذاب أفضل. فيما يلي بعض الأمثلة:
- المذيبات القطبية: الماء والإيثانول والميثانول – يستخدم لاستخراج المركبات القطبية مثل القلويدات والفلافونويد والجليكوسيدات والبروتينات.
- المذيبات القطبية المعتدلة: الأسيتون، أسيتات الإيثيل، الأيزوبروبانول – مناسبة لاستخراج مجموعة واسعة من المركبات ، بما في ذلك الفينولات وبعض قلويدات.
- المذيبات غير القطبية: الهكسان ، التولوين ، الأثير البترولي – مثالي لاستخراج المركبات غير القطبية مثل الدهون والشموع والتربين والزيوت الأساسية.
أمثلة على استخدام المذيبات
- ايثانول: واحدة من المذيبات الأكثر شيوعا لاستخراج النباتات. كمذيب قطبي ، يذيب الإيثانول المركبات القطبية مثل القلويدات والفلافونويد.
- الماء: المذيب العالمي ، وغالبا ما يستخدم لاستخراج المركبات المحبة للماء مثل السكريات والبروتينات وبعض الجليكوسيدات.
- ميثانول: مذيب قطبي للغاية فعال في استخراج مجموعة واسعة من المركبات النباتية بما في ذلك الفينولات والفلافونويد وبعض القلويات.
- الهكسان: مذيب غير قطبي يستخدم في المقام الأول لاستخراج المركبات غير القطبية مثل الدهون والشموع والزيوت الأساسية.
- أسيتون: الأسيتون هو مذيب قطبي غير بروتوني ، وهو فعال في استخراج مجموعة واسعة من المركبات النباتية ، خاصة تلك الأقل قطبية من تلك المستخرجة بالماء أو الميثانول.
- إيزوبوبانول: مذيب قطبي مشابه للإيثانول ، يستخدم عادة لاستخراج الزيوت الأساسية والراتنجات وبعض القلويات.
- كلوروفورم: مذيب غير قطبي فعال في استخراج قلويدات ، تيربينويدات ، وبعض جليكوسيدات. هو أقل استخداما بسبب سمية.
- خلات الإيثيل: مذيب قطبي معتدل يستخدم لاستخراج مجموعة من المركبات بما في ذلك الفلافونويد والقلويات والفينولات.
- التولوين: مذيب غير قطبي يستخدم لاستخراج المركبات غير القطبية مثل الزيوت الأساسية والتربين والشموع.
- بوتانول: مذيب قطبي معتدل فعال في استخلاص المركبات متوسطة القطبية بما في ذلك بعض الجليكوسيدات والصابونين.
- الأثير البترولي: مذيب غير قطبي يستخدم بشكل أساسي لاستخراج الدهون والزيوت والمركبات غير القطبية الأخرى من المواد النباتية.
تم اختبار المذيبات التالية في الدراسات البحثية التي تبحث في الاستخراج بالموجات فوق الصوتية لمواد نباتية محددة والمواد الكيميائية النباتية.
| المذيبات | نبات | نوع من الأنسجة |
|---|---|---|
| حمض الخليك / اليوريا / سيتيل تريم - بروميد إيثيل أمونيوم | رز | نخالة |
| الإيثانول المائي | حبوب التقطير | حب |
| الأيزوبروبانول المائي | فول الصويا وبذور اللفت | بذار |
| ايثانول | ساكارينا جابونيكا | – |
| حمض الخليك الجليدي | الذره | – |
| الفينول | طماطم / بطاطس / صبار / فول الصويا | حبوب اللقاح / الدرنات / الأوراق / البذور |
| خلات الفينول / الأمونيوم | الشعير / الموز | الجذر / ورقة |
| خلات الفينول / الأمونيوم | أفوكادو / طماطم / برتقال / موز / كمثرى / عنب / تفاح / فراولة | فواكه |
| فينول / ميثانول - أسيتات الأمونيوم | الصنوبرية / الموز / التفاح / البطاطا | البذور / الفواكه |
| كبريتات دوديسيل الصوديوم / الأسيتون | الصنوبرية / البطاطا | البذور / الدرنات |
| كبريتات دوديسيل الصوديوم / TCA / الأسيتون | تفاح / موز | نسيج |
| تي سي إيه | الفول | مئبر |
| TCA / الأسيتون | الحمضيات / فول الصويا / الصبار | يورق |
| TCA / الأسيتون | فول الصويا / الصنوبرية | بذار |
| TCA / الأسيتون | طماطم | حبوب اللقاح |
| TCA / الأسيتون / الفينول | زيتون / خيزران / عنب / ليمون | يورق |
| TCA / الأسيتون / الفينول | تفاح / برتقال / طماطم | فواكه |
| ثيوريا / اليوريا | فول الصويا | بذرة |
| ثيوريا / اليوريا | تفاح / موز | الانسجه |
| المخزن المؤقت Tris-HCL | طماطم | حبوب اللقاح |
ما هي المذيبات العضوية؟
المذيب العضوي هو نوع من المركبات العضوية المتطايرة (VOC). المركبات العضوية المتطايرة هي مواد كيميائية عضوية تتبخر في درجة حرارة الغرفة.
تشمل المركبات العضوية المستخدمة كمذيبات ما يلي:
- المركبات العطرية ، مثل البنزين والتولوين
- الكحول، مثل الميثانول
- استرات وإيثرات
- الكيتونات ، على سبيل المثال الأسيتون
- الامينات
- الهيدروكربونات النترات والمهلجنة
تصنف العديد من المذيبات العضوية على أنها سامة أو مسرطنة. في حالة التعامل غير الصحيح ، يمكن أن تكون خطرة على البشر ويمكن أن تلوث الهواء والماء والتربة. بسبب الآلية القوية للاستخراج بالموجات فوق الصوتية ، يمكن تجنب استخدام المذيبات العضوية واستبدالها بمذيبات أكثر اعتدالا وغير سامة.
