Ултразвукова екстракция на клетъчна материя

Ултразвуковата екстракция е технология за усилване на процеса, която работи чрез свързване на ултразвук с висока мощност в каша от растителна или клетъчна тъкан. Hielscher Ultrasonics доставя надеждни ултразвукови апарати за разрушаване на клетки и екстракция от малки лабораторни проби до големи обеми в промишлена обработка. Привлекателността на ултразвуковата екстракция се крие в нетермичната обработка на материала, лесното му нанасяне и мащабируемостта от теста до производствения мащаб.

Ултразвуковите устройства на Hielscher генерират високоинтензивен ултразвук, който може да бъде точно контролиран според вашите изисквания на процеса.

Списъкът по-долу ви дава различни протоколи за ултразвукова обработка, които демонстрират широката област на приложение на мощната ултразвук в биологията, хранително-вкусовата промишленост и фармацевтичното производство.
Независимо дали имате предвид конкретна ботаническа екстракция или искате да получите по-обща информация за нашите високоефективни ултразвукови екстрактори, моля, използвайте формата за контакт по-долу! Ще се радваме да ви помогнем!

Ултразвукова екстракция на Болдин от листа на Болдо (Peumus boldus Molina)

Ултразвуково приложение:
Важно активно съединение в болдо е болдин ((S)-2,9-дихидрокси-1,10-диметоксиапорфин), който освен катехин ((2S,3R)-2-(3,4-дихидрокси-фенил)-3,4-дихидро-1(2H)-бензопиран-3,5,7-триол) са основните компоненти на алкалоидната и флавоноидната фракция в листата на болдо. Boldine е силен антиоксидантен агент, който претърпява пероксидативно увреждане, медиирано от свободните радикали, и действа като ефективен чистач на хидроксилни радикали.
Процедура за екстракция: За типична процедура на екстракция проби от листа на болдо се извличат с 1 л дестилирана вода при атмосферно налягане с помощта на ултразвуков апарат UIP1000hd в партиден и проточен режим. Времето за извличане варира между 10 и 40 минути, с ултразвуков интензитет от 10 до 23 W/cm²и температурен диапазон от 10 до 70°C. Най-добри резултати се постигат при следните условия: ултразвуков интензитет от 23 W/cm² за 40 мин. при температура 36°C
Резултати: Резултатите от анализа показват, че ултразвукът с висока мощност подобрява освобождаването на аналита от растителния матричен материал на Boldo със значително по-добри скорости в сравнение с конвенционалния метод: еднакъв добив се освобождава чрез ултразвук за 30 минути, докато конвенционалното време за екстракция е 2 часа.
Chemat (2013) и колегите му показват, че ултразвуковата екстракция подобрява ефективността на растителната екстракция, като същевременно намалява времето за екстракция при повишена концентрация на екстрактите (същото количество разтворител и растителен материал). Анализът показа, че оптимизираните условия са: ултразвукова мощност 23 W/cm² с UIP1000hd за 40 мин. и температура 36°C. Оптимизираните параметри на ултразвуковата екстракция осигуряват по-добра екстракция в сравнение с конвенционалната мацерация по отношение на времето на процеса (30 мин. вместо 120 мин.), по-висок добив, по-висока енергийна ефективност, подобрена чистота, по-висока безопасност и по-добро качество на продукта.
Препоръка за устройство:
UIP1000hdT със сонотроде BS2d34 и проточна клетка
Препратка/изследователска статия:
Петини, Л.; Périno-Issartier, S.; Вайсман, Дж.; Чемат, Ф. (2013): Партидна и непрекъсната ултразвукова екстракция на листа от болдо (Peumus boldus mol.). Международно списание за молекулярни науки 14, 2013. 5750-5764.

Ултразвукова екстракция на хлорогенова киселина от тютюневи листа

Ултразвуково приложение:
За експериментите с екстракция, тютюневите листа от Nicotiana tabacum са смлени до по-малки размери на частиците от около >4 х ≧2 мм. За изпитванията за ултразвукова екстракция 20 g проби от изсушени тютюневи листа са извлечени с дестилирана вода при температури от 5°C до 30°C. Експериментите за екстракция са проведени за интервали от време на цикъла на екстракция, вариращи от 5 минути до 30 минути на цикъл. Около 10 до 15 капки етанол се добавят към изчисления оптимален обем от 256 ml дестилирана вода, необходим за извличане на цялата разтворима хлорогенова киселина от 20 g проби от изсушени тютюневи листа. След това оптималният обем от 256 ml дестилирана вода се разделя на фракционни обеми на екстракционния разтворител за използване във всеки цикъл на ултразвукова екстракция.
За ултразвуково облъчване ултразвуков процесор UP400S (400 вата, 24 kHz) с сонотроде H7, изработен от титан, който имаше диаметър на върха 7 мм. Сонотродът H7 се поставя на половината височина от екстракционната смес.
протокол: Като оптимални условия за ултразвукова екстракция на хлорогенова киселина от тютюневи листа са установени: 20 g изсушени тютюневи листа в дестилирана вода (оптимално съотношение течност към твърдо вещество: 12,8 ml/g) при температура на обработка 20 °C, ултразвуково устройство UP400S (400 W, 24kHz) за 3 цикъла на ултразвук на всеки 15 минути (обща продължителност на ултразвука: 45 минути).
Препоръка за устройство:
UP400S със сонотроде H7
Препратка/изследователска статия:
Мазвимба, Мартин Тонгай; Ю, Ин; Zhang, Ying (2011): Оптимизиране и ортогонален дизайн на ултразвуков процес на водна екстракция за извличане на хлорогенова киселина от сухи тютюневи листа. Китайски вестник за природни лекарства 2011.
Прочетете повече за ултразвуковата екстракция от тютюн!

Ултразвукова екстракция на мангиферин

Ултразвуково приложение:
Мангиферин (1,3,6,7-тетрахидрокси-2-[3,4,5-трихидрокси-6-(хидроксиметил)оксан-2-ил]ксантен-9-он; формула: C₁₉H₁₈O₁₁) е полифенол със структура на С-гликозилксантон, който може да се намери в много растителни видове. Мангиферин проявява различни фармакологични активности. Региоселектантното ацилиране на мангиферин може да бъде много ефективно катализирано от липаза при ултразвук. В сравнение с конвенционалните методи, ултразвуковата катализа се отличава с предимствата на по-кратко време за реакция и по-високи добиви. Оптималните условия за ултразвуково ацилиране на мангиферин са установени както следва:
липаза: PCL, ацил донор: винил ацетат; реакционен разтворител: DMSO, температура на реакцията: 45 degC, ултразвукова мощност: 200W; Съотношение на субстрата: ацил донор/мангиферин 6/1, ензимно зареждане: 6 mg/ml
Добивът на региоселективно ацилиране е до 84%.
Препоръка за устройство:
UP200St или UP200Ht
Препратка/изследователска статия:
ср.: Уанг, З.; Уанг, Р.; Тиан, Дж.; Джао, Б; Уей, Х.Ф.; Су, Ю.Л.; Ли, С.Й.; Цао, С.Г.; Уанг, Л. (2010): Ефектът на ултразвука върху катализираното от липаза региоселективно ацилиране на мангиферин в неводни разтворители. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56-63.

Ултразвукова екстракция на капсаициноиди

Ултразвуково приложение:
Екстракция на капсаициноиди (капсаицин, нордихидрокапсаицин) от люти чушки: Капсаициноиди от Capsicum frutescens чушките са получени чрез ултразвукова екстракция при следните условия: разтворител: 95% (v/v) етанол, съотношение разтворител/маса 10 ml/g, 40 мин. време за ултразвукова екстракция, температура на екстракция 45°C. Добив на екстрактор: 85% от капсаициноидите
Препоръка за устройство:
UP400St
Прочетете повече за ултразвуковото извличане на капсаициноиди от люти чушки!

Ултразвукова екстракция на силимарин от семена на бял трън

Ултразвуково приложение:
Ултразвуковата екстракция се извършва с помощта на ултразвуков апарат UP400S. В това изследване е използвана ултразвукова сонда тип рог с диаметър 1,5 cm. 10 g обезмаслен бял трън на прах се претегля точно и се разтваря в 100 ml метанол. Чашата се съхранява на водна баня и се поддържа при температура 25°C. Разтвореният в разтворител бял трън на прах се озвукова за различни интервали от време (30, 60, 90, 120 и 150 минути). След всеки интервал от време разтворът се филтрира през филтърна хартия Whatman и всеки филтрат (около 80 ml) се изпарява с помощта на ротационен изпарител, докато достигне 30 ml разтвор и абсорбцията на фенолни съединения се измерва с UV-видим спектрофотометър при дължина на вълната 517 nm по метода DPPH. Както се очакваше, увеличаването на времето за екстракция доведе до увеличаване на съдържанието на силимарин.
Авторите на изследването установиха, че ултразвуковата екстракция с цел получаване на алкохолни екстракти е една от най-добрите техники за замяна на конвенционалните техники. Доказано е, че ултразвуковата екстракция получава по-добро качество на екстракта. Други ползи са: спестяване на време, по-голяма ефективност и т.н.
Препоръка за устройство:
UP400St
Препратка/изследователска статия:
Çağdaş, E.; Кумкуоглу, С.; Гювентюрк, С.; Тавман, С. (2011): Ултразвукова екстракция на силимаринови компоненти от семена на бял трън (Silybum Marianum L.). ГИДА 36/6, 2011. 311-318.
Прочетете повече за ултразвуковата екстракция на силимарин от семена на бял трън!

Ултразвукова екстракция на стевиозид

Ултразвуково приложение:
Проби от 10 g сухи и смлени листа от стевия са извлечени в 100 ml вода при непрекъснато разбъркване (с магнитна бъркалка). Стойността на рН се контролира с 0,01 M рН 7 натриев фосфат. Пробата е поставена в 150-милитарова стъклена чаша и се озвукова с ултразвук тип сонда UIP500hT (20kHz, 500W). Върхът на сонотрода беше потопен на около 1,5 см в кашата от листа на стевия. Ултразвуковото устройство е настроено за изходна мощност от 350W. Лека ултразвукова обработка от 350 W за 5-10 минути при постоянна температура на процеса от 30°C дава добив на ребаудиозид А от 30-34 g на 100 g проба. След ултразвука разтворът на екстракта се центрофугира и филтрира през 0,45 μm микропореста мембрана; филтратът е взет за общ анализ на съдържанието на ребаудиозид А. Добивът на екстракция на общото съдържание на ребаудиозид А е анализиран от HPLC.
Чрез ултразвукова екстракция без разтворител се получава висок добив на ребаудиозид А в сравнение с традиционните методи за екстракция като топлинна екстракция или мацерация.
Препоръка за устройство:
UIP500hdT
Прочетете повече за ултразвуковата екстракция на стевия!

Ултразвукова екстракция на терпени

Ултразвуково приложение:
Извличането на летливи съединения, като терпени, от съцветията на сорт влакна Cannabis sativa L. може да бъде подобрено ултразвуково. Проучванията показват, че след кратка ултразвук целевите терпени вече се освобождават от растителния материал.
Резултатите показват, че ултразвуковата обработка не по-дълга от 5 минути позволява да се получи повишена концентрация на терпени в сравнение с мацерацията. Вместо това, ултразвукова обработка по-дълга от 5 минути повишава концентрацията на δ-9-тетраидроканабинол (THC).
Протокол за уникиране:
Ултразвуковата екстракция на терпени е извършена с помощта на 200W ултразвуков ултразвук тип сонда. Ултразвуковото устройство е настроено на 25% амплитуда. Добавени са три аликвотни части от 50 g изсушени съцветия, всяко с 250 ml 70% етанол v/v, което се използва за извличане на разтворител. Всяка чаша и съдържанието й бяха потопени в ледена баня. Разсъжденията се провеждат за 5, 10 и 15 минути. По време на ултразвукова екстракция беше осигурено непрекъснато бързо разсейване на топлината, за да се поддържа температурата на процеса под 30°C. След екстракцията смесите се филтрират под вакуум през хартия Whatman No 3 и разтворителят се отстранява чрез ротационно вакуумно изпаряване. Всяко изпитване за екстракция е извършено в три екземпляра, като се използват три различни проби.
Установено е, че ултразвукът е интересна алтернатива на мацерацията за извличане на летливи съединения от съцветие на канабиса, но също така показва, че ултразвуковото лечение трябва да бъде не по-дълго от 5 минути, за да се получи подобрено възстановяване на терпени. Вместо това, ултразвукова обработка по-дълго от 5 минути повишава концентрацията на δ-9-тетраидроканабинол (THC). Екстрактът от съцветия на Cannabis sativa, получен чрез ултразвукова екстракция, проведена в продължение на 5 минути, може да се използва като съставка за парфюми или ароматизатор за напитки. Може да се използва като алтернатива на индустриалния коноп, където стъблата се използват за производството на влакна и екстракти от съцветия за козметичната и хранително-вкусовата промишленост.
Препоръка за устройство:
UP200St или UP200Ht със сонод/сонда S26d14
Препратка/изследователска статия:
Да Порто, К.; Декорти, Д.; Натолино, А. (2014): “Ултразвукова екстракция на летливи съединения от промишлени съцветия Cannabis sativa L.”. IJARNP 2014, 7/1. 8-14.
Прочетете повече за ултразвуковата екстракция на терпени!

Настройка за екстракция за ботаническа изолация: ултразвуков UP400ST тип сонда, вакуумен филтър Büchi и ротор-изпарител за извличане на фитохимикали.

Ултразвукова екстракция на ванилин от втвърдени ванилови зърна

Ултразвуково приложение:
Извличането на ванилин е оптимизирано при ултразвук. Следователно ултразвуковото устройство с мощност 100 вата работи в импулсен режим (цикли: 5 сек. включено, последвано от 5 секунди изключване).
Най-добри резултати са постигнати при ултразвукова екстракция с 40% етанол за 1 час при 30°C. За да се сравнят резултатите с конвенционалните методи за екстракция, бяха извършени и екстракции на водна баня и ултразвукова вана. Резултатите показват, че оптимизацията на екстракцията на ванилин с ултразвуков рог с 40% етанол за 1 час при 30°C е сравнима с екстракция на водна баня с 40% етанол при 56°C за 15 часа.
Препоръка за устройство:
UP100H
Препратка/изследователска статия:
Расоамандрари, Н.; Фернандес, А. М.; Башари, М.; Масамба, К.; Xueming, X. (2013): Подобрена екстракция на ванилин 4-хидрокси-3-метоксибензалдехид от втвърдени ванилови зърна с помощта на ултразвук: Сравнение на екстракция с помощта на ултразвук и гореща водна баня. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6-12.
Прочетете повече за ползите от ултразвуковата екстракция на ванилин!

Ултразвукова екстракция на фенолни съединения от хинап Ziziphus

Ултразвуково приложение:
За ултразвукова екстракция на фенолни съединения на хинап (Ziziphus Jujube), ултразвуков ултразвук с висока интензивност тип сонда UP200H с мощност 200W и честота 24kHz. Ултразвуковото устройство беше оборудвано с микронакрайник сонотроде S2 (диаметър на върха 2 mm), който беше потопен във водна баня, в която беше поставено утайено стъкло с пробата (вътрешни размери: 280:195:135 mm). Амплитудата на ултразвуковите вибрации е 100% от номиналната мощност (максимална амплитуда 260 μm), а акустичната мощност 0,171402 W и интензитет 21,8346 W/cm2. Ултразвуковият интензитет се определя калориметрично чрез измерване на повишаването на времето и температурата на суспензията при адиабатни условия. Процедурата за ултразвукова екстракция е използвана за извличане на общи феноли от проби съгласно експерименталния проект (за оптимизация).
Препоръка за устройство:
UP200H със сонотроде S2
Препратка/изследователска статия:
Фулади, Х.; Мортазави, С. А.; Раджаи, А.; Елхами Рад, А.Х.; Салар Баши, Д.; Savabi Sani Kargar, S. (2013): Оптимизирайте екстракцията на фенолни съединения на хинап (Ziziphus Junabe) с помощта на метод на ултразвукова екстракция. IECFP 2013.

Щракнете тук, за да намерите още протоколи за ултразвукова обработка на биологична материя!