Terpenlərin ultrasəslə ekstraksiyası
Terpenlərin ultrasəslə ekstraksiyasının, məsələn, kannabis və mayaotundan kariofillen oksid terpenini yüksək çıxımla əldə etməyə imkan verdiyi sübut edilmişdir. Kariofillen oksid kannabis, mayaotu, istiot, reyhan və rozmarində olan terpendir. Ekstraksiya edilmiş kariofillen oksid terpeni aktiv birləşmə kimi dadlandırıcı əlavə və sağlamlıq üçün əlavə olaraq istifadə olunur.
Ekstraksiya edilmiş kariofillen oksidin istifadəsi
Kariofillen oksid aromatik qoxusu və dadı (yəni otlara xas qoxu və dad) ilə seçilir. Güclü aromatik qoxusu və dadı səbəbindən qidalarda tez-tez dadlandırıcı əlavə, həmçinin ətir komponenti kimi istifadə olunur. Bundan əlavə, insan orqanizmindəki endokrin CB2 reseptorları ilə bağlanmaq qabiliyyətinə də malikdir ki, bu da onu maraqlı bir əczaçılıq komponentinə çevirir.
Kariofillen oksidin ultrasəslə ekstraksiyası
Kariofillen oksid terpeninin ultrasəslə ekstraksiyası yüksək çıxım əldə etmək üçün əla üsuldur, məsələn, kannabis və mayaotundan. Akustik kavitasiya haqqında daha ətraflı oxuyun – ultrasəslə ekstraksiyanın təsir prinsipi haqqında!
Məsələn, β-kariofillen oksid ultrasəs qurğusu olan UP100H (100W, 30kHz) vasitəsilə qurudulmuş mayaotu tumurcuqlarından ultrasəslə ekstraksiya edilmişdir.
GC analizinin məlumatları Hielscher şirkətinin UP100H qurğusu ilə mayaotundan ekstraksiya edilmiş β-kariofillen oksidin ekstraksiya çıxımını göstərir.
UP400St – 400W gücündə, qarışdırıcı ilə təchiz edilmiş, terpenlərin ekstraksiyası üçün güclü ultrasəs prosessoru
Ultrasəslə alınmış mayaotu ekstraktının qaz xromatoqrafiyası analizi: β-kariofillen oksid, α-kariofillen, α-pinen, mycrene, limonen, α-caryophylene, kariofillen oksid və digərləri.
β-kariofillen oksiddən başqa, α-kariofillen, α-pinen, mycrene, limonen və α-caryophylene kimi digər terpenlər də uğurla ekstraksiya edilmişdir.
Zond tipli ultrasəs emalından istifadə etməklə terpenlər bitkilərdən necə ekstraksiya edilir? Addım-addım təlimat!
- Əvvəlcə ekstraksiya üçün səth sahəsini artırmaq məqsədilə bitki materialı üyüdülür və ya kiçik hissələrə doğranır.
- Daha sonra terpenləri ekstraksiya etmək üçün bitki materialı həlledici (məsələn, etanol və ya su) ilə qarışdırılır.
- Sonra suspenziyaya təqribən 20kHz tezliyində yüksək intensivlikli, aşağı tezlikli ultrasəs dalğaları tətbiq etməklə ekstraksiya prosesini dəstəkləmək üçün zond tipli ultrasəs emalından istifadə olunur. Bu, akustik kavitasiyaya və həlledicinin sürətli titrəyişinə səbəb olur ki, nəticədə bitki hüceyrələrinin parçalanması və dağılması, eləcə də terpenlərin sərbəstləşməsi asanlaşır.
- Daha sonra bərk bitki materialını ekstraksiya edilmiş terpenləri ehtiva edən mayedən ayırmaq üçün qarışıq süzülür.
- Sonra həlledicini uzaqlaşdırmaq və terpenləri qatılaşdırmaq üçün maye buxarlandırılır və ya əlavə emala məruz qoyulur.
- Son məhsul qida əlavələri, funksional qidalar və kosmetika kimi müxtəlif tətbiqlərdə istifadə oluna bilən, terpenlərlə zəngin ekstraktdır.
Terpenlərin ultrasəslə ekstraksiyası protokolu
Mayaotu nümunəsində daha bircins hissəcik ölçüsü əldə etmək üçün mayaotu adi qəhvəüyüdənlə üyüdüldü.
Flakona 4,5mg mayaotu qoyuldu, sonra 5mL etanol əlavə edildi. İstiliyin yayılması üçün flakon buzlu su olan laboratoriya stəkanına yerləşdirildi. Daha sonra nümunə UP100H qurğusu ilə, MS7 sonotrodundan istifadə edilərək, 50% amplituda parametrində 90sec müddətində ultrasəslə emal edildi.
Ultrasəslə alınmış mayaotu ekstraktının qaz xromatoqrafiyası analizi:
Ultrasəs emalı hüceyrə matrisi ilə həlledici arasında yüksək kütlə ötürülməsini təmin edir və nəticədə yüksək keyfiyyətli ekstrakt çox yüksək çıxımla əldə olunur.
- yüksək keyfiyyətli terpen ekstraktları (termik parçalanma olmadan)
- yüksək çıxım
- sürətli prosedur
- investisiyanın tez geri qayıtması
- daha yumşaq təsirli həlledicilər
- daha az həlledici istifadəsi
- təhlükəsiz və asan istismar
- az texniki xidmət tələbi
- terpenlərin yaşıl, ətraf mühitə uyğun ekstraksiyası
Terpenlərin ultrasəslə ekstraksiyası digər ənənəvi ekstraksiya üsullarından (yəni superkritik CO2, Soxhlet və s.) daha az enerji tələb etməklə terpenlərin ekstraksiyası prosedurunu əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirməyə imkan verən yaşıl ekstraksiya üsulu kimi seçilir. Terpenlərin ultrasəslə ekstraksiyasından istifadənin digər üstünlükləri ultrasəs ekstraktorunun asan idarə olunması, sürətli proses, kimyəvi tullantıların olmaması, yüksək çıxım, ətraf mühitə uyğunluq, yumşaq emal şəraiti sayəsində keyfiyyətin yaxşılaşması və termik parçalanmanın qarşısının alınmasıdır.
Terpenlər üçün ultrasəs ekstraktorları
Aşağıdakı cədvəl terpenlərin ekstraksiyası üzrə tələbləriniz üçün hansı ultrasəs qurğusunun ən uyğun ola biləcəyini göstərir.
| Partiyanın həcmi | Axın sərfi | Tövsiyə olunan qurğular |
|---|---|---|
| 10 – 2000mL | 20 – 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 – 20L | 0,2 – 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 – 100L | 2 – 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 – 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha böyük | qurğular qrupu: UIP16000 |
Laboratoriya miqyasından sənaye miqyasına qədər yüksək güclü ultrasəs homogenizatorları.
Ədəbiyyat/İstinadlar
- 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
Bilməyə dəyər faktlar
Kariofillen
Kariofillen və ya (−)-β-kariofillen bir çox efir yağında rast gəlinən təbii bisiklik seskviterpendir. Aşağıdakı ot bitkiləri yaxşı kariofillen mənbəyi kimi tanınır: kannabis, çətənə (Cannabis sativa), qara zirə (Carum nigrum), mixək (Syzygium aromaticum), mayaotu (Humulus lupulus), reyhan (Ocimum spp.), qaraqınıq (Origanum vulgare), qara istiot (Piper nigrum), lavanda (Lavandula angustifolia), rozmarin (Rosmarinus officinali, və kopaiba yağı (Copaifera spp.). β-kariofillen 2-ci tip kannabinoid reseptoruna (CB 2) güclü affinliyi olan, lakin 1-ci tip kannabinoid reseptoruna (CB 1) belə affinliyi olmayan fitokannabinoiddir.
Kariofillen oksid
Kariofillen oksid (həmçinin β-kariofillen oksid) β-kariofillenin oksidləşmə törəməsidir və ərimə temperaturu təqribən 62°C olan ağ kristallik bərk tozdur.
O, iltihabəleyhinə, yerli anestezik və antioksidant təsirlərinə görə qiymətləndirilir. İlkin tədqiqatlar göstərir ki, kariofillen oksid xərçəngin müalicəsi üçün də potensial dərman ola bilər. Kariofillen oksid geniş istifadə olunan kimyaterapiya dərmanı karboplatini sintez etmək məqsədilə tibbi tədqiqatlarda artıq istifadə edilən siklobutan halqasının bir hissəsidir.
Kariofillenin olefininin epoksidə çevrildiyi kariofillen oksid qidaların dadlandırılması üçün təsdiqlənmiş komponentdir.
Həm β-kariofillen, həm də β-kariofillen oksid suda zəif həll olur ki, bu da onların hüceyrəyə sorulmasını çətinləşdirir. Bu seskviterpenlərdən dərman və ya qida əlavəsi kimi istifadə etmək üçün onların liposomlar daxilində kapsullaşdırılması bu seskviterpenlərin sulu mayelərdə zəif həllolma problemini aradan qaldırır, biomənimsənilməni və bioaktivliyi təmin edir. Bioaktiv birləşmələrin ultrasəslə kapsullaşdırılması haqqında daha ətraflı məlumat almaq üçün buraya klikləyin!
Kannabisdə kariofillen oksid
Cannabis sativa bitkisində kariofillen oksid üç izopren vahidindən ibarət seskviterpen kimi mövcuddur. Kariofillen oksid kannabis bitkisindəki ən böyük və ən bol terpenlərdən biridir və kannabisin özünəməxsus ətri və qoxusuna cavabdehdir. Ultrasəslə ekstraksiya tam spektrli kannabidiol yağları istehsal etmək üçün uğurla tətbiq olunur və bununla da müxtəlif birləşmələrin birgə təsiri təmin edilir.
Ekstraksiya üçün ultrasəs kavitasiyası
Yüksək güclü ultrasəs dalğaları mayeyə daxil edildikdə mayedə sıxılma və genişlənmə (seyrəkləşmə) dövrləri yaranır. Seyrəkləşmə zamanı mayedə boşluqlar və ya kavitasiya qabarcıqları adlandırılan qabarcıqlar əmələ gəlir. Kiçik vakuum qabarcıqları olan bu kavitasiya qabarcıqları mənfi təzyiqin təsiri altında mayenin yerli dartılma möhkəmliyi həddi aşıldıqda yaranır. Vakuum qabarcıqları bir neçə sıxılma / seyrəkləşmə dövrü ərzində böyüyür, daha çox enerji uda bilmədikdə isə kavitasiya qabarcığı içəriyə doğru partlayaraq çökür. Bu hadisə kavitasiya kimi tanınır. Prof. Suslick-in tədqiqatına (1990) görə, kavitasiya qabarcıqlarında temperaturun 5000 K-ə qədər çatdığı, təzyiqin 1000 atmosfer olduğu, qızma-soyuma sürətinin 1010 K/s-dən yuxarı olduğu və maye şırnaqlarının sürətinin 280m/s-ə qədər çatdığı ekstremal şərait hökm sürür; bunlar kavitasiya zonasında çox yüksək kəsilmə qüvvəsi və turbulentlik kimi təzahür edir. Bu amillərin (təzyiq, istilik, kəsilmə və turbulentlik) birləşməsindən ekstraksiya prosesində kütlə ötürülməsini sürətləndirmək üçün istifadə olunur. Bundan əlavə, bu yerli şəraitdən homogenləşdirmə, emulsiyalaşdırma və ya dispersləşdirmə kimi ultrasəs proseslərində də istifadə olunur.
Ultrasəslə ekstraksiya akustik kavitasiyaya və onun hidrodinamik kəsilmə qüvvələrinə əsaslanır
Terpenlərin ultrasəslə ekstraksiyası
Ultrasəslə ekstraksiyanın prinsipi yüksək güclü ultrasəs dalğalarının enerjisi mayeyə və ya suspenziyaya ötürüldükdə yaranan iki təsirə əsaslanır:
Birincisi, həlledici (ətrafdakı maye mühit) hüceyrə matrisinə daxil olmağa məcbur edilir. Kavitasiyanın amplitudasından və gücündən asılı olaraq, maye təzyiqi hüceyrə divarında dəliklər açır və ya onu dağıdır.
İkincisi, seyrəkləşmə dövründə hüceyrənin möhtəviyyatı (yəni hüceyrədaxili material) hüceyrənin içindən yuyulub çıxarılır. Ultrasəslə ekstraksiyadan sonra hədəf birləşmələr həlledicidə olur və həlledicidən ayrıla bilər (məsələn, həlledicinin buxarlandırılması ilə), beləliklə, sonda təmiz ekstrakt əldə edilir.
Xammalın tərkibi (məsələn, nəmlik miqdarı, maserasiya / üyüdülmə dərəcəsi və hissəcik ölçüsü, eləcə də seçilmiş həlledici səmərəli və effektiv ultrasəs ekstraksiyası prosesi əldə etmək üçün çox vacib amillərdir. Ultrasəs prosesinin parametrləri də mühüm əhəmiyyət daşıyır: ən yaxşı nəticələr üçün amplituda, təzyiq, temperatur və ultrasəs emalı müddəti müəyyən edilməli və optimallaşdırılmalıdır.