استخراج تيربين بواسطة الموجات فوق الصوتية
وقد ثبت استخراج التربين بالموجات فوق الصوتية لإعطاء غلات عالية من أكسيد caryophyllene تيربين ، على سبيل المثال من القنب والقفزات. أكسيد Caryophyllene هو تربين موجود في القنب والقفزات والفلفل والريحان وإكليل الجبل. كمركب نشط ، يتم استخدام أكسيد caryophyllene التربين المستخرج كمضاف توابل ومكمل صحي.
استخدام أكسيد الكاريوفيلين المستخرج
يتميز أكسيد Caryophyllene برائحته وطعمه العطري (أي الأعشاب). نظرا لرائحته وطعمه العطري المكثف ، غالبا ما يستخدم كمضاف للنكهة في الأطعمة بالإضافة إلى مكون عطري. علاوة على ذلك ، لديها أيضا القدرة على الارتباط بمستقبلات الغدد الصماء CB2 في جسم الإنسان ، مما يجعلها مكونا صيدلانيا مثيرا للاهتمام.
استخراج بالموجات فوق الصوتية من أكسيد كاريوفيلين
استخراج بالموجات فوق الصوتية من أكسيد caryophyllene تيربين هو تقنية ممتازة لإنتاج غلات عالية ، على سبيل المثال من كيف والقفزات. اقرأ المزيد عن التجويف الصوتي، المبدأ النشط لاستخراج بالموجات فوق الصوتية!
على سبيل المثال ، تم استخراج أكسيد β-caryophyllene بالموجات فوق الصوتية باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية UP100H (100 وات، 30 كيلو هرتز) من براعم القفزات المجففة.
تظهر بيانات تحليل GC عائد استخراج أكسيد β-caryophyllene ، المستخرج باستخدام Hielscher's UP100H من القفزات.
UP400St – معالج بالموجات فوق الصوتية قوي 400 واط لاستخراج التربين مع المحرض
تحليل كروماتوغرافيا الغاز لمستخلص القفزات بالموجات فوق الصوتية: أكسيد β كاريوفيلين ، α كاريوفيلين ، α بينين ، ميكرين ، ليمونين ، α كاريوفيلين ، وأكسيد كاريوفيلين وغيرها.
إلى جانب أكسيد β-caryophyllene ، تم استخراج التربينات الأخرى مثل α-caryophyllene و α-pinene و mycrene و limonene و α-caryophylene وغيرها.
كيف يتم استخراج التربين من النباتات باستخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار؟ تعليمات خطوة بخطوة!
- أولا ، يتم طحن المادة النباتية أو تقطيعها إلى قطع صغيرة لزيادة مساحة السطح للاستخراج.
- ثم يتم خلط المواد النباتية مع مذيب (مثل الإيثانول أو الماء) لاستخراج التربينات.
- ثم يتم استخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار من أجل دعم عملية الاستخراج من خلال تطبيق موجات فوق صوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد عند حوالي 20 كيلو هرتز إلى الملاط. هذا يسبب التجويف الصوتي والاهتزاز السريع للمذيب ، مما يعزز تفكك وتعطيل الخلايا النباتية وإطلاق التربينات.
- ثم يتم ترشيح الخليط لفصل المادة النباتية الصلبة عن السائل الذي يحتوي على التربينات المستخرجة.
- ثم يتم تبخير السائل أو إخضاعه لمزيد من المعالجة لإزالة المذيب وتركيز التربينات.
- المنتج النهائي عبارة عن مستخلص غني بالتربين يمكن استخدامه في تطبيقات مختلفة مثل المكملات الغذائية والأطعمة الوظيفية ومستحضرات التجميل.
بروتوكول استخراج تيربين بالموجات فوق الصوتية
تم طحن القفزات بمطحنة قهوة تقليدية للحصول على حجم جسيم أكثر تجانسا لعينة القفزات.
تم وضع 4.5mg من القفزات في قنينة ، ثم إضافة 5mL من الإيثانول. وضعت القارورة في دورق به ماء مثلج لتبديد الحرارة. بعد ذلك ، تم صوتنة العينة ب UP100H، مجهزة سونوترودي MS7، في إعداد السعة من 50٪ لمدة 90sec.
تحليل كروماتوغرافيا الغاز لمستخلص القفزات بالموجات فوق الصوتية:
يضمن Sonication نقل كتلة عالية بين مصفوفة الخلية والمذيب ، وبالتالي تحقيق عائد مرتفع جدا من المستخلص عالي الجودة.
- مستخلصات تيربين عالية الجودة (بدون تدهور حراري)
- غلة عالية
- إجراء سريع
- عائد استثمار سريع
- مذيبات أكثر اعتدالا
- استخدام أقل المذيبات
- آمنة وسهلة التشغيل
- صيانة منخفضة
- استخراج التربين الأخضر والصديق للبيئة
يبرز استخراج التربين بالموجات فوق الصوتية كطريقة استخراج خضراء ، والتي تسمح بتسريع إجراء استخراج التربين بشكل كبير بينما تتطلب طاقة أقل من طرق الاستخراج التقليدية الأخرى (أي CO2 فوق الحرجة ، سوكسليت إلخ). المزايا الأخرى المرتبطة باستخدام استخراج التربين بالموجات فوق الصوتية هي سهولة التعامل مع المستخرج بالموجات فوق الصوتية ، والعملية السريعة ، وعدم وجود نفايات كيميائية ، وإنتاجية عالية ، وصديقة للبيئة ، وجودة محسنة بسبب ظروف المعالجة الخفيفة ومنع التدهور الحراري.
مستخلصات بالموجات فوق الصوتية للتيربينات
يمنحك الجدول أدناه إشارة إلى جهاز الموجات فوق الصوتية الذي قد يكون الأنسب لمتطلبات استخراج التربين.
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة من المختبر إلى النطاق الصناعي.
الأدب / المراجع
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
حقائق تستحق المعرفة
كاريوفيلين
Caryophyllene أو (-) -β-caryophyllene ، هو سيسكيتيربين طبيعي ثنائي الحلقات يمكن العثور عليه في العديد من الزيوت الأساسية. تعرف الأعشاب التالية بأنها مصدر جيد للكاريوفيلين: كيف، القنب (القنب ساتيفا) ، الكراوية السوداء (Carum nigrum) ، القرنفل (Syzygium aromaticum) ، القفزات (Humulus lupulus) ، الريحان (Ocimum spp.) ، الأوريجانو (Origanum vulgare) ، فلفل أسود (بايبر نيغروم)، الخزامى (لافاندولا أنغستفوليا) ، إكليل الجبل (روزمارينوس أوفيسينالي ، وزيت كوبيبا (كوبايفيرا النيابة). β-caryophyllene هو فيتوكانابينويد مع تقارب قوي لمستقبلات القنب من النوع 2 (CB 2) ، ولكن ليس مستقبلات القنب من النوع 1 (CB 1).
أكسيد كاريوفيلين
أكسيد Caryophyllene (أيضا أكسيد β-caryophyllene) هو مشتق أكسدة من β-caryophyllene وهو مسحوق صلب بلوري أبيض مع نقطة انصهار تبلغ حوالي 62 درجة مئوية.
إنه ذو قيمة لآثاره المضادة للالتهابات والمخدر الموضعي ومضاد للأكسدة. تشير الأبحاث الأولى إلى أن أكسيد الكاريوفيلين قد يكون دواء محتملا لعلاج السرطان أيضا. أكسيد Caryophyllene هو جزء من حلقة السيكلوبوتان ، والتي تستخدم بالفعل في البحوث الطبية من أجل توليف عقار العلاج الكيميائي كاربوبلاتين المستخدم على نطاق واسع.
أكسيد Caryophyllene ، الذي أصبح فيه أوليفين caryophyllene إيبوكسيد ، هو مكون معتمد لنكهة الطعام.
يظهر كل من β-caryophyllene وأكسيد β-caryophyllene قابلية منخفضة للذوبان في الماء ، مما يعيق امتصاصهما للخلية. لاستخدام هذه sesquiterpenes كعقاقير طبية أو مكملات غذائية ، فإن التغليف في الجسيمات الشحمية التغلب على ضعف قابلية الذوبان لهذه sesquiterpenes في السوائل المائية وضمان التوافر البيولوجي والنشاط الحيوي. انقر هنا لمعرفة المزيد عن التغليف بالموجات فوق الصوتية للمركبات النشطة بيولوجيا!
أكسيد الكاريوفيلين في القنب
في نبات القنب ساتيفا ، تم العثور على أكسيد caryophyllene باعتباره sesquiterpene ، والذي يتكون من ثلاث وحدات isoprene. أكسيد Caryophyllene هو واحد من أكبر التربينات وأكثرها وفرة في نبات القنب وهو مسؤول عن الرائحة والرائحة المميزة للقنب. يتم تطبيق استخراج بالموجات فوق الصوتية بنجاح لإنتاج زيوت الكانابيديول كاملة الطيف، بحيث يتم إعطاء تأثير حاشية المركبات المتعددة.
التجويف بالموجات فوق الصوتية لاستخراج
عندما يتم إدخال الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة في السائل ، تحدث دورات الضغط والتمدد (التخلخل) في السائل. أثناء الفراغات النادرة أو ما يسمى فقاعات التجويف يتم إنشاؤها في السائل. تحدث فقاعات التجويف هذه ، وهي فقاعات فراغ صغيرة ، عندما يمارس الضغط السلبي ، بحيث يتم التغلب على قوة الشد المحلية للسائل. تنمو فقاعات الفراغ على مدار عدة دورات ضغط / تخلخل حتى لا تتمكن من امتصاص المزيد من الطاقة وتخضع فقاعة التجويف لانهيار انفجاري. تعرف هذه الظاهرة باسم التجويف. وفقا لبحث البروفيسور سوسليك (1990) ، تسود فقاعات التجويف الظروف القاسية مع درجات حرارة تصل إلى 5000 كلفن ، وضغوط 1000 جو ، ومعدل تبريد تسخين أعلى من 1010 كلفن / ثانية ونفاثات سائلة بسرعة تصل إلى 280 م / ث ، والتي تظهر كقوة قص عالية جدا واضطرابات في منطقة التجويف. يتم استخدام مزيج من هذه العوامل (الضغط والحرارة والقص والاضطراب) لتسريع نقل الكتلة في عملية الاستخراج. علاوة على ذلك ، تستخدم هذه الظروف التي تحدث محليا أيضا في عمليات الموجات فوق الصوتية ، مثل التجانس أو الاستحلاب أو التشتت.
يعتمد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على التجويف الصوتي وقوى القص الهيدروديناميكية
استخراج بالموجات فوق الصوتية من التربينات
يعتمد مبدأ الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على تأثيرين ، يتم إنتاجهما عندما تكون الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة مقترنة بسائل أو ملاط:
أولا ، يتم دفع المذيب (الوسط السائل المحيط) إلى مصفوفة الخلية. اعتمادا على سعة وقوة التجويف ، يتم ثقب جدار الخلية أو تعطيله بسبب ضغط السائل.
ثانيا ، خلال دورة التخلخل ، يتم طرد محتوى الخلية (أي المواد داخل الخلايا) من الخلية الداخلية. بعد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية ، تكون المركبات المستهدفة في المذيب ويمكن فصلها عن المذيب (على سبيل المثال عن طريق تبخير المذيب) بحيث يتم الحصول في النهاية على مستخلص نقي.
تكوين المواد الخام (مثل محتوى الرطوبة ، درجة النقع / الطحن وحجم الجسيمات ، والمذيب المختار هي عوامل مهمة للغاية من أجل الحصول على عملية استخراج بالموجات فوق الصوتية فعالة وفعالة. معلمات عملية الموجات فوق الصوتية ضرورية أيضا: يجب تحديد السعة والضغط ودرجة الحرارة ووقت الصوتنة وتحسينها للحصول على أفضل النتائج.