استخراج الثوم بالموجات فوق الصوتية خالية من المذيبات
الثوم (Allium sativum) غني بمركبات الكبريت العضوي (مثل الأليسين والجلوتاثيون) ، والتي تعزز العديد من الفوائد الصحية. استخراج بالموجات فوق الصوتية هو تقنية موثوقة وفعالة لإنتاج مقتطفات الثوم عالية التركيز. ينتج عن الموجات فوق الصوتية غلة عالية الجودة ، مقتطفات كاملة الطيف في غضون وقت استخراج قصير جدا.
مقتطفات الثوم متفوقة عن طريق استخراج بالموجات فوق الصوتية
يوفر استخدام صوتنة من نوع المسبار لاستخراج مركبات الأليسين والكبريت العضوي من الثوم العديد من المزايا ، بما في ذلك الغلة العالية والجودة العالية لمستخلص الثوم ، والمعالجة السريعة ، ونهج خال من المذيبات وصديق للبيئة. تساهم هذه العوامل مجتمعة في إنتاج مستخلصات الثوم عالية الجودة مع النشاط الحيوي المعزز والتكوين المتسق ، مما يجعلها الطريقة المفضلة للباحثين والصناعات التي تبحث عن منتجات مشتقة من الثوم الممتاز.
أدناه ، نناقش الآثار المفيدة لاستخراج الثوم بمساعدة الموجات فوق الصوتية بالتفصيل:
- أولا ، يستخدم جهاز صوتي من نوع المسبار الموجات فوق الصوتية لإنشاء موجات فوق صوتية عالية الكثافة ، والتي تنتقل من خلال مسبار التيتانيوم ، وهو ما يسمى sonotrode ، إلى وسط الاستخراج. تولد هذه الطاقة الميكانيكية فقاعات تجويف في السائل ، مما يؤدي إلى انهيارها بسرعة. خلال هذه العملية ، يحدث تسخين وتبريد موضعي مكثف ، مما يؤدي إلى حدوث اضطرابات دقيقة وتغيرات في الضغط تساعد في تعطيل جدران خلايا الثوم. يسهل هذا الاضطراب إطلاق الأليسين ومركبات الكبريت العضوي الأخرى المحاصرة داخل الخلايا ، مما يؤدي إلى الاستخراج الفعال.
- ثانيا ، تسمح الطبيعة الخاضعة للرقابة والدقيقة لصوتنة نوع المسبار بتخصيص عملية الاستخراج. يمكن لمنتجي المستخلص وكذلك الباحث ضبط المعلمات مثل وقت الصوتنة والسعة ودرجة الحرارة لتحسين ظروف الاستخراج ، وبالتالي تعظيم إنتاجية مركبات الأليسين والكبريت العضوي مع تقليل تدهور المركبات الحساسة. هذا المستوى من التحكم أمر بالغ الأهمية للحصول على مستخلصات عالية الجودة ذات تركيبة وفعالية متسقة.
- بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية الصوتنة سريعة نسبيا مقارنة بطرق الاستخراج التقليدية مثل النقع أو استخراج Soxhlet. لا توفر هذه الكفاءة الوقت فحسب ، بل تساعد أيضا في الحفاظ على نضارة المركبات المستخرجة ونشاطها الحيوي. تقلل مدة الاستخراج الأقصر من تعرض مستخلص الثوم للحرارة والأكسجين ، مما قد يؤدي إلى تدهور مركبات الكبريت العضوي الحساسة.
- علاوة على ذلك ، فإن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية متوافق مع أي مذيب ، بما في ذلك المذيبات الخفيفة والصديقة للبيئة مثل الماء أو الإيثانول المائي أو الكحول. هذا مهم بشكل خاص عندما يتم إنتاج مستخلص الثوم لاستخدامه كمضافات غذائية أو نكهة أو مكملات غذائية أو مغذيات أو مستحضرات صيدلانية ، حيث يجب تجنب خطر التلوث من المذيبات أو المواد الكيميائية الأخرى ، من أجل ضمان نقاء وسلامة المنتج النهائي.
الخالط بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2kW) مع مفاعل دفعي مقلب باستمرار
استخراج الأليسين القائم على الماء بالموجات فوق الصوتية
الأليسين هو جزيء ثيوسلفينات الأكثر وفرة الموجود في مستخلص الثوم. يتميز الأليسين بتأثيرات مضادة للبكتيريا ومضادة للفيروسات ومضادة للفطريات ومضادة للبكتيريا الأولية ومضادة للسرطان وسكر الدم ومن المعروف أيضا أنه يدعم صحة القلب والأوعية الدموية والجهاز المناعي. ترتبط الأنشطة الدوائية للثوم في الغالب بتفاعلات تبادل ثيول ثاني كبريتيد مع البروتينات المحتوية على الثيول.
لإنتاج مستخلصات الثوم عالية التركيز بكميات عالية من مركبات الكبريت العضوي ، يعد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية تقنية موثوقة وفعالة لعزل الثيول والمواد النشطة بيولوجيا الأخرى من الثوم. Sonication يطلق الثيول من داخل خلايا الثوم وتمكن من إعداد مستخلص كامل الطيف من جزيئات الثوم الحيوية. لاستخراج الثوم بالموجات فوق الصوتية ، يمكن استخدام الماء كمذيب ، وهو غير سام وغير مكلف وصديق للبيئة.
مقطع عرضي من فص الثوم قبل وبعد صوتنة
دراسة وصور بواسطة Bose et al. 2014
سونياتور UP200Ht لاستخراج الأليسين ومركبات الكبريت العضوي والمواد الكيميائية النباتية من الثوم.
بروتوكولات استخراج الأليسين بالموجات فوق الصوتية
لاستخراج الثوم بالموجات فوق الصوتية ، تم وضع العديد من البروتوكولات. في الدراسات العلمية ، أظهرت العديد من فرق البحث أن إنتاجية الصوتنة في مركبات الأليسين العالية ، الألين ، الكبريت العضوي والمواد الكيميائية النباتية الأخرى من الثوم.
Arzanlou et al. (2010) تقرير استخراج الأليسين بالموجات فوق الصوتية من فصوص الثوم باستخدام الماء كمذيب. استخدموا 20 جرام من فصوص الثوم المهروسة يدويا. قاموا بصوتنة الثوم المتبل في ماء مقطر سعة 600 مل لمدة 5 دقائق ، باستخدام Hielscher UP200S (200 واط) بسعة 100٪. تم استخدام حمام جليدي لتبديد الحرارة. بعد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية ، تم ضغط هريس الثوم من خلال القماش القطني المكون من خمس طبقات. تم نقل التعليق إلى أنبوب سعة 50 مل وتم طرده مركزيا عند 1258 جم عند 4 درجات مئوية لمدة 20 دقيقة لفصل الحطام المتبقي عن السائل. تم نقل المادة الطافية إلى أنبوب معقم سعة 50 مل ومختوم للتخزين.
Bose et al. (2014) مقارنة استخراج نوع مسبار بالموجات فوق الصوتية مع النقع التقليدي ، صوتنة الحمام واستخراج الميكروويف. أظهرت النتائج أن استخراج نوع المسبار بالموجات فوق الصوتية أعطى أعلى غلة من الأليسين.
إسماعيل وآخرون (2014) تقرير الاستخراج الفعال بالموجات فوق الصوتية للجزيئات الحيوية المحتوية على الكبريت السيستين والجلوتاثيون من بصيلات الثوم. قاموا بتطبيق الاستخراج بالموجات فوق الصوتية القائمة على الماء لاستخراج الثيول من بصيلات الثوم باستخدام UP100H عند إعداد سعة 100٪. وجدوا أن تركيز الثوم الأمثل كان 10٪ (وزن / حجم) في استخراج دورق مفتوح. تم إجراء القياس الكمي للثيول باستخدام طريقة كاشف إيلمان. حصلوا على عائد مستخلص من 0.170mM ثيول. وخلص الباحثون إلى أن الاستخراج المائي بالموجات فوق الصوتية هو طريقة بسيطة وآمنة وفعالة من حيث التكلفة لعزل الثيول عن الثوم.
- خالية من المذيبات / المياه القائمة
- غلة استخراج عالية
- مستخلصات عالية الجودة
- غير حراري
- مقتطفات الطيف الكامل
- عملية سريعة
- صديقة للبيئة وصديقة للبيئة
- عملية بسيطة وآمنة
- صيانة منخفضة
- عائد استثمار سريع
أجهزة سونيكاتور عالية الأداء لاستخراج الثوم
تستخدم أنظمة استخراج Hielscher Ultrasonics في جميع أنحاء العالم في صناعة الأغذية والأدوية للإنتاج التجاري للمستخلصات النباتية عالية الجودة المستخدمة كمضافات غذائية ومكملات غذائية وعلاجات. إذا كان هدفك هو إنتاج دفعات أصغر من مستخلصات الثوم أو معالجة كميات كبيرة من المستخلصات النباتية عالية الجودة، Hielscher Ultrasonics لديه مستخرج بالموجات فوق الصوتية المثالي بالنسبة لك.
مزايا تنافسية عن طريق استخراج بالموجات فوق الصوتية
تشمل الفوائد الرئيسية للاستخراج بالموجات فوق الصوتية للمركبات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية مثل الثوم انخفاض وقت الاستخراج والمعالجة بشكل كبير ، وملاءمته للبيئة بسبب الاستخراج القائم على الماء أو تقليل استخدام المذيبات وثاني أكسيد الكربون الصغير الذي لا يكاد يذكر2الانبعاثات ، وانخفاض كمية الطاقة المستخدمة ، وكذلك التشغيل البسيط والآمن لأنظمة الموجات فوق الصوتية.
توحيد العملية مع الموجات فوق الصوتية Hielscher
يجب إنتاج المستخلصات ، التي تستخدم في الأغذية أو الأدوية ، وفقا لممارسات التصنيع الجيدة (GMP) وبموجب مواصفات معالجة موحدة. Hielscher الموجات فوق الصوتية الرقمية تأتي مع برنامج ذكي، مما يجعل من السهل تعيين والسيطرة على عملية صوتنة بدقة. يكتب تسجيل البيانات التلقائي جميع معلمات العملية بالموجات فوق الصوتية مثل طاقة الموجات فوق الصوتية (الطاقة الكلية والصافية) ، والسعة ، ودرجة الحرارة ، والضغط (عند تركيب مستشعرات درجة الحرارة والضغط) مع طابع التاريخ والوقت على بطاقة SD المدمجة. هذا يسمح لك بمراجعة كل الكثير معالجتها بالموجات فوق الصوتية. في الوقت نفسه ، يتم ضمان قابلية التكاثر وجودة المنتج العالية باستمرار. متانة جميع صوتيات Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- 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.
حقائق تستحق المعرفة
الثوم وفوائده الصحية
الثوم غني بالجزيئات الحيوية ، والتي تعطي الثوم قوته كنبات طبي ومكمل غذائي. يساهم 200 مركب مختلف في العديد من الآثار الصحية المفيدة للثوم. تحتوي فصوص الثوم على نسبة عالية بشكل استثنائي من مركبات الكبريت العضوي ، مثل مركبات الأليين والأليسين ومركبات γ-جلوتاميل سيستئين مثل γ-جلوتاميل-S-أليلسيستئين ، γ-جلوتاميل-S-ترانس-1-بروبينيلسيستئين. يحتوي الثوم على ما لا يقل عن أربع مرات من الكبريت أكثر من الخضروات الأخرى الغنية بالكبريت مثل البصل والبروكلي والقرنبيط. هذه المركبات المحتوية على الكبريت تعطي الثوم رائحته وطعمه اللاذع.
تسمى الجزيئات الحيوية المحتوية على الكبريت مركبات الكبريت وتنتمي إلى مجموعة الثيول. توجد في جميع أنسجة وخلايا جسم الإنسان وتلعب دورا حاسما في العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية الحيوية. السيستين والجلوتاثيون (GHS) هما ثيول مهمان موجودان في الثوم. السيستين هو أحماض أمينية تحتوي على الكبريت والتي تتميز بمجموعة سلفهيدريل شديدة التفاعل كيميائيا. الجلوتاثيون (GHS) ، وهو ثلاثي الببتيد يتكون من الأحماض الأمينية الغلوتامات والسيستين والجليكاين ، هو مركب سلفهيدريل منخفض الكتلة الجزيئية في كل مكان في جسم الإنسان. يعمل الجلوتاثيون كمضاد للأكسدة وله وظيفة حيوية في جسم الإنسان (على سبيل المثال ، جهاز المناعة).
الأليسين
الأليسين هو واحد من أهم الجزيئات الحيوية في الثوم التي تظهر تأثيرات مختلفة لتعزيز الصحة. الأليسين غير موجود في فص الثوم السليم ، ولكن يتم تصنيعه ، عندما يتم تقطيع الثوم أو سحقه. عن طريق نقع أنسجة الثوم ، يتم تنشيط إنزيم يسمى alliinase. يبدأ أليناز في تحويل الأحماض الأمينية أليين إلى الأليسين والأليل ثيوسلفينات الأخرى. تشكيل الأليسين هو عملية سريعة ، والتي تكتمل في غضون ثوان قليلة بعد سحق لمبة الثوم الطازجة.
استخراج بالموجات فوق الصوتية – مبدأ عمل التجويف الصوتي
يعتمد مبدأ عمل الاستخراج بالموجات فوق الصوتية (المعروف أيضا باسم استخراج سونو) على ظاهرة التجويف الصوتي. يخلق التجويف المتولد بالموجات فوق الصوتية قوى قص عالية ، واضطرابات دقيقة ، ونفاثات سائلة ، وفروق درجة حرارة وضغط شديدة محصورة محليا. التأثيرات الميكانيكية للموجات فوق الصوتية عالية الأداء تعطل جدران الخلايا ، وتعزز تغلغل المذيبات في داخل الخلية وتزيد من نقل الكتلة. كتقنية استخراج غير حرارية ، يمنع صوتنة التدهور الحراري للمركبات النشطة بيولوجيا. يمكن ضبط معلمات العملية بالموجات فوق الصوتية بدقة على المواد الخام والمواد المستهدفة ، بحيث يتم ضمان جودة استخراج فائقة.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.