Високоефективна екстракция на чага чрез соникация

Гъби чага (Inonotus obliquus) са богати на много мощни фитохимикали (напр. полизахариди, бетулинова киселина, тритерпеноиди), за които е известно, че допринасят за здравето и за борба с болестите. Използването на високомощна ултразвукова честота за извличане на чага е предпочитаната техника за производство на превъзходни екстракти от чага с най-високо качество и добив.

Екстракти от гъби чага от ултразвук

Ултразвуковата екстракция е високоефективна техника за освобождаване на фитохимични съединения от растения като растения и гъбички.
Гъбите чага са богати на няколко съединения като полизахариди, тритерпени и полифеноли, които са отговорни за повечето от нейните здравословни и терапевтични ефекти. Основните биоактивни съединения на Чага са полисахардиди (напр. β-глюкани, протеогликани, включващи d-галактоза, d-глюкоза, d-ксилоза и d-маноза), триперпеноиди (напр. бетулин, бетулинова киселина), полифеноли, фитостероли (напр. инотодиол) наред с други съединения.

Ултразвуковата екстракция ефективно разгражда клетките на гъбата чага и освобождава вътреклетъчните съединения (т.е. биоактивните фитохимикали) в разтворителя. Ултразвуковата екстракция се основава на принципа на работа на акустичната кавитация. Ефектите от ултразвуковата/акустичната кавитация са силите на срязване, турбуленциите и интензивните разлики в налягането. Тези сономеханични сили разрушават клетъчните структури като клетъчните стени на хитиновите гъби, насърчават преноса на маса между материала на чага и разтворителя и водят до много високи добиви на екстракт в рамките на бърз процес. Освен това ултразвукът насърчава стерилизацията на екстрактите чрез убиване на бактерии и микроби. Микробната инактивация чрез ултразвук е резултат от разрушителните кавитационни сили към клетъчната мембрана, производството на свободни радикали и локализираното нагряване.

Защо ултразвуковата екстракция на чага е толкова изгодна?

Ултразвуковата екстракция се прилага в много области на производството на екстракти, например растителни и билкови екстракти за храни, добавки, фармацевтични продукти и козметика. Много известен пример за ултразвукова екстракция е извличането на канабидиол (CBD) и други съединения от растението канабис.
Тъй като ултразвуковата екстракция е техника на нетермична екстракция, биоактивните съединения се обработват леко с ултразвукови вълни и по този начин се предотвратява термичното разграждане на чувствителните растителни съединения. Всички ултразвукови параметри на процеса, т.е. амплитуда, интензивност, температура и налягане, могат да бъдат точно контролирани. Това позволява прецизен контрол на процеса и качеството и улеснява повторението и възпроизвеждането след получаване на резултати от екстракцията. Производителите на екстракти ценят ултразвука заради надеждната повторяемост на процесите, която помага за стандартизиране на процесите и продуктите с високи нива на качество.

Висококачествени екстракти от чага с висок добив чрез соникация

Изследванията потвърждават, че ултразвуково произведените екстракти от гъби чага съдържат повече тритерпеноиди от конвенционалния екстракт от гореща вода. Техниката на ултразвукова екстракция насърчава освобождаването и изолирането на всички важни съединения от гъбите чага (I. obliquus). Ултразвуковата екстракция превъзхожда алтернативните методи за екстракция с превъзходна ефективност и подобрена бионаличност на биоактивните фитохимикали в екстракта от гъби. Извадките от научни изследвания показват високата ефективност и добив на ултразвукова екстракция на чага.

Извличане на полизахариди от чага

Zhang et al. използват ултразвукова асистирана екстракция, за да разработят оптимални условия за екстракция на полизахариди от I. obliquus, като най-добрите условия включват използване на вода като разтворител за 15 минути при 95 °C с ултразвукова честота на екстракция, която дава стойности на екстракция от 1,82%

Екстракция на бетулин / бетулинова киселина от чага

Резултатите показват, че ултразвукът е изиграл активна роля в извличането на бетулин и бетулинова киселина, тъй като може да принуди клетъчните стени да се отворят и насърчава по-добър пренос на маса и топлина. Това от своя страна помага за успешното извличане на желаните фитохимикали за кратко време с висока ефективност. Малкото увеличение на добивите при добавяне на етапа на екстракция с разтворител след ултразвук показва, че повечето от тези съединения трябва да са били извлечени от биомасата. Получените резултати показват максималното количество екстрахируем бетулин в биомасата. (Алхазми, 2017) Като цяло ултразвукът драстично увеличава добива на бетулин и бетулинова киселина.

Протокол за извличане стъпка по стъпка

За да се изолира силен екстракт от гъби чага (Inonotus obliquus), се прилага двуетапен протокол за екстракция с помощта на мощен ултразвук.
Материал: Изсушеният I. наклонен (100 g) се натрошава на по-малки парчета от около 1,3 cm2 (0,5×0.5 инча). Натрошеният гъбен материал се поставя в стъклена чаша от 1,5 л.

1. Стъпка: Ултразвукова студена екстракция: Изсушената, смляна чага се суспендира в 1000 ml 60% етанол в пречистена или дестилирана вода (v/v; 60% етанол: 40% вода) чрез добавяне на сместа от разтворители в стъклената чаша с чагата. За екстракция се използва ултразвуков екстрактор UP400St, оборудван със сонотрод S24d22L2D. Рогът (сонотрод) на ултразвука се потапя в суспензия на гъба и разтворител. Използването на бъркалка не е задължително, но може да помогне за равномерното транспортиране на растителните частици до сонотрода. Уверете се, че сонотродът не докосва стените на чашата. Задайте амплитудата на 100% и ултразвук за около 10 минути. UP400St се предлага с щепселен температурен сензор. Свържете термодвойката с ултразвук и поставете сензора в окачването. В цифровото меню на ултразвуковото устройство UP400St можете да зададете горна температурна граница. Ултразвукораздвижителят ще спре при достигане на този температурен максимум и ще стартира автоматично веднага щом суспензията достигне по-ниската стойност на зададената ∆T. Препоръчителните стойности на ∆T са приблизително 30°C като горна и 20°C като по-ниска температурна стойност. Използването на водна или ледена баня помага да се поддържа температурата по време на ултразвук ниска. След ултразвука твърдите частици на гъбите се отстраняват чрез филтриране и пресоване. Разтворителят с извлечените фитохимикали се подлага на вакуумно изпаряване или роторно изпаряване, така че накрая се получава фракцията чага от екстракцията на етанол. Остатъчните твърди частици от чага могат да се използват за опционална втора стъпка на накисване, ултразвукова гореща екстракция.
2. Стъпка (по избор): Ултразвукова гореща екстракция: Възстановената от първата екстракция суровина от чага се използва във втория етап на ултразвукова гореща екстракция, за да се изолира фракцията на все още оставащите фитохимикали в гъбите чага. Гъбичният материал се поставя в стъклена чаша, 600 ml пресен 60% етанол: добавя се 40% разтвор на воден разтворител и се загрява до около 70°C. По време на ултразвука температурата може да се повиши до 95°C. Допълнителната топлина насърчава отделянето на остатъчни фитохимикали. Тъй като почти всички термочувствителни съединения са извлечени при термично контролирани условия в стъпка 1, тази втора стъпка може да бъде приложена по избор за създаване на много силен екстракт, който е пълен във всички фитохимикали на гъбата чага. Окачването се ултразвуково с UP400St по същия начин, както е описано по-горе. Филтрирайте, натиснете и отделете гъбите от водния екстракт. Фитосъставките при втората екстракция също се изолират чрез изпаряване.

И двете фракции екстракт от чага, от екстракция на вода и етанол, се смесват заедно, така че да се получи екстракт от гъби чага с пълен спектър. Този екстракт може да бъде формулиран в различни продукти като тинктури, капсули или годни за консумация продукти.

Този процес е напълно линеен, мащабируем за всеки друг обем. Прилагайки едни и същи ултразвукови параметри (ултразвуков интензитет Ws/L, налягане, температура, концентрация на твърдо вещество: течност), всички веднъж установени резултати от ултразвуковата екстракция на чага могат просто да бъдат мащабирани до по-големи (или по-малки) обеми, като същевременно се постигат същите резултати (т.е. добиви, ефективност на процеса).

Ултразвуково произведените екстракти от гъби са богати на полизахариди, които са известни с множество полезни ефекти върху здравето. Ултразвуковият аспиратор UP100H е мощен ултразвуков екстрактор с мощност 100 вата за ефективно извличане на лечебни гъби като чага, лъвска грива, рейши или кордицепс.

Вашият избор на разтворител

Ултразвуковата екстракция е съвместима с всеки разтворител. Това ви позволява да използвате разтворителя по ваше предпочитание. В протокола за екстракция на чага по-горе препоръчваме разтвор на разтворител, съдържащ 60% етанол: 40% вода (v/v). Комбинацията от етанол и вода позволява да се отделят фитохимикали с различна полярност. Като алтернатива може да се приложи двуфазна екстракция с използване на етанол в първия етап на екстракция и вода във втория етап на екстракция. Ултразвуковата екстракция с помощта на разтворителна комбинация от алкохол и вода освобождава водоразтворими и алкохолоразтворими фитохимикали от гъби като чага.
Следователно екстракцията е от основно значение за създаването на чисти и мощни екстракти от гъби.
Други разтворители, използвани за екстракция на Inonotus obliquus, са изопропанол, метанол, съдържащ 10% оцетна киселина, етилацетат и др. За хранителни екстракти се препоръчва нетоксичен разтворител, тъй като след отстраняване на разтворителя (напр. изпаряване) понякога в екстракта могат да останат остатъчни следи.

Защо да давате на ултразвуковите вани недостатъчни резултати от екстракцията на чага?

Ултразвуковите вани обикновено се използват за леки приложения за почистване. В ултразвукова вана акустичната кавитация възниква неконтролирано и неравномерно разпределено през относително голям резервоар. Ако поставите стъклена чаша със смес от гъби и разтворители в ултразвукова вана, и без това слабите ултразвукови вълни трябва да преминат през стените на чашата, което намалява интензивността на ултразвука още повече. Това означава, че ултразвуковият интензитет на ултразвуковия почистващ резервоар е твърде слаб за ефективно извличане на гъби. Клетъчните стени на гъбите съдържат хитин, здрав материал, който прави гъбните клетки много твърди и трудни за разрушаване. За да се освободят биоактивните съединения от гъби като чага, е необходим ултразвук с висока интензивност. Ултразвуковите сонди създават много по-интензивна акустична кавитация, силата, която разчупва клетъчните стени на гъбичките.
 

Диаграмата за UV-Vis анализ показва сравнението между ултразвукова сонда и ултразвукова екстракция на гъба чага. Ултразвуковият ултразвуков апарат UP100H (черна крива) дава значително по-високи добиви на биоактивни съединения на чага.

 
Прочетете повече за разликите между ултразвуковите сонди и ултразвуковите вани и вижте как те се сравняват по ефективност на екстракция!

Високоефективни ултразвукови апарати за екстракция на чага

Ултразвуковата екстракция е надеждна технология за обработка, която улеснява и ускорява производството на висококачествени екстракти от различни суровини като чага и други гъби. Портфолиото на Hielscher Ultrasonics обхваща пълната гама от компактни лабораторни ултразвукови апарати до промишлени системи за екстракция. По този начин ние от Hielscher можем да ви предложим най-подходящия ултразвуков уред за вашия предвиден технологичен капацитет. Нашият дългогодишен опитен персонал ще ви помогне от тестовете за осъществимост и оптимизацията на процеса до инсталирането на вашата ултразвукова система на крайно производствено ниво.
Малкият отпечатък на нашите ултразвукови екстрактори, както и тяхната гъвкавост в опциите за монтаж ги правят подходящи дори в съоръжения за обработка на пектин с малки пространства. Ултразвуковите процесори са инсталирани по целия свят в съоръжения за производство на храни, фармацевтика и хранителни добавки.

Hielscher Ultrasonics – Сложно оборудване за извличане

Продуктовото портфолио на Hielscher Ultrasonics обхваща пълната гама от високоефективни ултразвукови екстрактори от малки до големи мащаби. Допълнителните аксесоари позволяват лесно сглобяване на най-подходящата конфигурация на ултразвуковото устройство за вашия процес на извличане на чага. Оптималната ултразвукова настройка зависи от предвидения капацитет, обем, суровина, партиден или вграден процес и времева линия.

Партиден и непрекъснат поток

Ултразвуковите апарати Hielscher могат да се използват за партидна и непрекъсната обработка. Ултразвуковата партидна обработка е идеална за тестване на процеси, оптимизация и ниско до средно производствено ниво. За производство на големи количества гъби чага, поточната обработка може да бъде по-изгодна. Непрекъснатият процес на смесване изисква сложна настройка – състоящ се от помпа, маркучи или тръби и резервоари -, но е високоефективен, бърз и изисква значително по-малко труд. Всички промишлени системи могат да работят при повишено налягане, което увеличава кавитацията и по този начин ефективността на екстракцията. Hielscher Ultrasonics разполага с най-подходящата настройка за екстракция за вашия обем на екстракция и целите на процеса.

Ултразвукови екстрактори за всеки капацитет на продукта

Продуктовата гама на Hielscher Ultrasonics обхваща пълния спектър от ултразвукови процесори от компактни лабораторни ултразвукови процесори през настолни и пилотни системи до напълно индустриални ултразвукови процесори с капацитет за обработка на камиони на час. Пълната продуктова гама ни позволява да ви предложим най-подходящия ултразвуков екстрактор за вашата чага, както и за други гъби, технологичен капацитет и производствени цели.
Ултразвуковите настолни системи са идеални за тестове за осъществимост и оптимизиране на процесите. Линейното мащабиране въз основа на установени параметри на процеса улеснява увеличаването на капацитета за обработка от по-малки партиди до напълно търговско производство. Увеличаването на мащаба може да се извърши чрез инсталиране на по-мощен ултразвуков екстрактор или чрез групиране на няколко ултразвукови апарата паралелно. С UIP16000 Hielscher предлага най-мощния ултразвуков екстрактор в света.

Прецизно контролирани амплитуди за оптимални резултати

Всички ултразвукови апарати на Hielscher са прецизно управляеми и по този начин надеждни работни коне в производството. Амплитудата е един от ключовите параметри на процеса, които влияят върху ефективността и ефективността на ултразвуковата екстракция на фитохимикали от гъба чага (Inonotus obliquus).
Всички ултразвукови уреди на Hielscher’ Процесорите позволяват прецизна настройка на амплитудата. Сонотродите и усилващите клаксони са аксесоари, които позволяват да се променя амплитудата в още по-широк диапазон. Индустриалните ултразвукови процесори на Hielscher могат да осигурят много високи амплитуди и да осигурят необходимия ултразвуков интензитет за взискателни приложения. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7.
Прецизните настройки на амплитудата и постоянното наблюдение на параметрите на ултразвуковия процес чрез интелигентен софтуер ви дават възможност да третирате вашата суровина от гъби с най-ефективните ултразвукови условия. Оптимална ултразвук за най-добри резултати от екстракцията!
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди. Това прави ултразвуковото оборудване на Hielscher надежден работен инструмент, който отговаря на вашите изисквания за екстракция.

Лесно и безрисково тестване

Ултразвуковите процеси могат да бъдат напълно линейно мащабирани. Това означава, че всеки резултат, който сте постигнали с помощта на лабораторен или настолен ултразвуков апарат, може да бъде мащабиран до абсолютно същия резултат, като се използват абсолютно същите параметри на процеса. Това прави ултразвука идеален за безрисково тестване на осъществимостта, оптимизиране на процесите и последващо внедряване в търговско производство. Свържете се с нас, за да научите как ултразвукът може да увеличи производството на екстракт от чага.

Най-високо качество – Проектиран и произведен в Германия

Като семеен и семеен бизнес, Hielscher дава приоритет на най-високите стандарти за качество на своите ултразвукови процесори. Всички ултразвукови апарати са проектирани, произведени и щателно тествани в централата ни в Телтов близо до Берлин, Германия. Здравината и надеждността на ултразвуковото оборудване на Hielscher го правят работен кон във вашето производство. 24/7 работа при пълно натоварване и в взискателни среди е естествена характеристика на високопроизводителните екстрактори на Hielscher.
Можете да закупите ултразвуков процесор Hielscher във всякакъв различен размер и точно конфигуриран според вашите изисквания за извличане на гъби. От третиране на гъбички в малка лабораторна чаша до непрекъснато проточно смесване на гъбени суспензии на индустриално ниво, Hielscher Ultrasonics предлага подходящ ултразвуков апарат за вас! Моля, свържете се с нас – Радваме се да ви препоръчаме идеалната ултразвукова настройка!

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: