Ултразвукова екстракция на чесън без разтворители
Чесънът (Allium sativum) е богат на органосерни съединения (напр. алицин, глутатион), които насърчават много ползи за здравето. Ултразвуковата екстракция е надеждна и ефективна техника за производство на силно концентрирани екстракти от чесън. Ултразвукът води до високи добиви на висококачествени екстракти с пълен спектър за много кратко време за екстракция.
Превъзходни екстракти от чесън чрез ултразвукова екстракция
Използването на сондов ултразвук за извличане на алицин и органосерни съединения от чесън предлага няколко предимства, включително високи добиви и високо качество на екстракта от чесън, бърза обработка и екологичен подход без разтворители. Тези фактори заедно допринасят за производството на висококачествени екстракти от чесън с повишена биоактивност и последователен състав, което го прави предпочитан метод за изследователи и индустрии, търсещи първокласни продукти, получени от чесън.
По-долу обсъждаме подробно полезните ефекти от екстракцията на чесън с помощта на ултразвук:
- Първо, сондният ултразвук използва ултразвукови вълни, за да създаде ултразвукови вълни с висок интензитет, които се предават чрез титаниева сонда, така наречената сонотрод, в екстракционната среда. Тази механична енергия генерира кавитационни мехурчета в течността, което ги кара бързо да се срутват. По време на този процес се случва интензивно локално нагряване и охлаждане, създавайки микротурбуленция и промени в налягането, които помагат за нарушаването на клетъчните стени на чесъна. Това нарушаване улеснява освобождаването на алицин и други органосерни съединения, уловени в клетките, което води до ефективна екстракция.
- Второ, контролираният и прецизен характер на ултразвука тип сонда позволява персонализиране на процеса на извличане. Производителите на екстракти, както и изследователите, могат да коригират параметри като време на ултразвук, амплитуда и температура, за да оптимизират условията на екстракция, като по този начин максимизират добива на алицин и органични серни съединения, като същевременно минимизират разграждането на чувствителните съединения. Това ниво на контрол е от решаващо значение за получаване на висококачествени екстракти с постоянен състав и ефикасност.
- Освен това процесът на ултразвук е сравнително бърз в сравнение с традиционните методи за извличане като мацерация или екстракция на Soxhlet. Тази ефективност не само спестява време, но и помага за запазване на свежестта и биоактивността на извлечените съединения. По-кратката продължителност на екстракция намалява излагането на екстракта от чесън на топлина и кислород, което може да разгради чувствителните органоорганични съединения.
- Освен това ултразвуковата екстракция е съвместима с всеки разтворител, включително такива меки и екологични разтворители като вода, воден етанол или алкохол. Това е особено важно, когато екстрактът от чесън се произвежда за употреба като хранителна добавка, ароматизатор, хранителни добавки, хранителни добавки или фармацевтични продукти, където трябва да се избягва рискът от замърсяване с разтворители или други химикали, за да се гарантира чистотата и безопасността на крайния продукт.

Ултразвуков хомогенизатор UIP2000hdT (2kW) с реактор с непрекъснато разбъркване
Ултразвукова екстракция на алицин на водна основа
Алицинът е най-разпространената тиосулфинатна молекула, открита в екстракта от чесън. Алицинът има антибактериални, антивирусни, противогъбични, антипротозойни, противоракови и хипогликемични ефекти и също така е известно, че подпомага сърдечно-съдовото здраве и имунната система. Фармакологичните дейности на чесъна са свързани най-вече с тиол-дисулфидни обменни реакции с протеините, съдържащи тиол.
За производството на силно концентрирани екстракти от чесън с големи количества серорганични съединения, ултразвуковата екстракция е надеждна и ефективна техника за изолиране на тиоли и други биоактивни вещества от чесъна. Соникацията освобождава тиолите от вътрешността на чесновите клетки и позволява да се приготви пълен спектър екстракт от биомолекули на чесън. За ултразвукова екстракция на чесън може да се използва вода като разтворител, който е нетоксичен, евтин и екологичен.

Соникатор UP200Ht за извличане на алицин, органосерни съединения и фитохимикали от чесън.
Ултразвукови протоколи за екстракция на алицин
За ултразвукова екстракция на чесън са установени няколко протокола. В научни изследвания няколко изследователски екипа демонстрират, че ултразвукът дава високо съдържание на алицин, алиин, органични серни съединения и други фитохимикали от чесъна.
Arzanlou et al. (2010) съобщават за ултразвукова екстракция на алицин от скилидки чесън, като се използва вода като разтворител. Те използваха 20 г ръчно натрошени скилидки чесън. Те озвучават мацерирания чесън в 600 ml дестилирана вода за 5 минути, използвайки Hielscher UP200S (200 вата) при 100% амплитуда. За разсейване на топлината е използвана ледена баня. След ултразвукова екстракция чесновата каша се пресова през петслоен тензух. Суспензията се прехвърля в епруветка от 50 ml и се центрофугира при 1258 g при 4ºC за 20 минути, за да се отделят останалите остатъци от течността. Супернатантата е прехвърлена в стерилна тръба от 50 мл и е запечатана за съхранение.
Bose et al. (2014) сравняват ултразвукова екстракция тип сонда с традиционната мацерация, ултразвук във вана и микровълнова екстракция. Резултатите показват, че ултразвуковата екстракция от типа на сонда дава най-високи добиви на алицин.
Ismail et al. (2014) съобщават за ефективна ултразвукова екстракция на съдържащите сяра биомолекули цистеин и глутатион от луковици на чесън. Те приложиха ултразвукова екстракция на водна основа, за да извлекат тиоли от луковици на чесън с помощта на UP100H при настройка на 100% амплитуда. Те открили, че оптималната концентрация на чесън е 10% (w/v) при отворена екстракция от чаша. Количественото определяне на тиолите е направено с помощта на метода на реактива на Ellman. Те получават добив на екстракт от 0,170 mM тиоли. Изследователите заключават, че ултразвуковата екстракция на водна основа е прост, безопасен и рентабилен метод за изолиране на тиоли от чесън.
- Без разтворители / на водна основа
- Висок добив на екстракция
- Висококачествени екстракти
- Нетермичен
- Екстракти с пълен спектър
- бърз процес
- Зелен, екологичен
- Лесна и безопасна работа
- ниска поддръжка
- Бърза възвръщаемост на инвестициите
Високоефективни Sonicators за екстракция на чесън
Системите за екстракция на Hielscher Ultrasonics се използват в цял свят в хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост за търговско производство на висококачествени растителни екстракти, използвани като хранителни добавки, хранителни добавки и терапевтични средства. Независимо дали целта ви е да произвеждате по-малки партиди екстракти от чесън или да обработвате големи количества висококачествени растителни екстракти, Hielscher Ultrasonics разполага с идеалния ултразвуков екстрактор за вас.
Конкурентни предимства чрез ултразвукова екстракция
Основните предимства на ултразвуковата екстракция на биоактивни съединения от ботанически материали като чесън включват значително намаленото време за екстракция и обработка, нейната екологичност поради екстракция на водна основа или намалена употреба на разтворители и незначително малък CO2емисии, ниското количество използвана енергия, както и лесната и безопасна работа на ултразвуковите системи.
Стандартизация на процеса с Hielscher Ultrasonics
Екстрактите, които се използват в храните или фармацевтичните продукти, следва да се произвеждат в съответствие с добрите производствени практики (ДПП) и съгласно стандартизираните спецификации за преработка. Цифровите ултразвукови уреди на Hielscher Ultrasonics се доставят с интелигентен софтуер, който улеснява прецизната настройка и контрол на процеса на ултразвукова обработка. Автоматичният запис на данни записва всички ултразвукови параметри на процеса като ултразвукова енергия (обща и нетна енергия), амплитуда, температура, налягане (когато са монтирани сензори за температура и налягане) с печат за дата и час на вградената SD-карта. Това ви позволява да преразгледате всяка ултразвуково обработена партида. В същото време се осигурява възпроизводимост и непрекъснато високо качество на продукта. Здравината на всички ултразвукови уреди Hielscher позволява работа 24/7 при тежки натоварвания и в взискателни среди.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
---|---|---|
1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Литература / Препратки
- 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.
Факти, които си струва да знаете
Чесънът и неговите ползи за здравето
Чесънът е богат на биомолекули, които придават на чесъна силата му като лечебно растение и хранителна добавка. 200 различни съединения допринасят за многото полезни ефекти на чесъна върху здравето. Скилидките чесън имат изключително високо съдържание на органоорганични съединения, като алиин, алицин и γ-глутамилцистеинови съединения като γ-глутамил-S-алилцистеин, γ-глутамил-S-транс-1-пропенилцистеин. Чесънът съдържа поне четири пъти повече сяра от други богати на сяра зеленчуци като лук, броколи и карфиол. Тези съединения, съдържащи сяра, придават на чесъна острата миризма и вкус.
Биомолекулите, съдържащи сяра, се наричат сулфхидрилни съединения и принадлежат към групата на тиолите. Те се намират във всички тъкани и клетки на човешкото тяло и играят решаваща роля в много жизненоважни биохимични реакции. Цистеинът и глутатионът (GHS) са два важни тиола, присъстващи в чесъна. Цистеинът е аминокиселини, съдържащи сяра, които се отличават с химически много реактивна сулфхидрилна група. Глутатионът (GHS), трипептид, състоящ се от аминокиселините глутамат, цистеин и глицин, е най-разпространеното сулфхидрилно съединение с ниска молекулна маса в човешкото тяло. Глутатионът действа като суперантиоксидант и има жизненоважна функция в човешкото тяло (напр. имунната система).
алицин
Алицинът е една от най-важните биомолекули в чесъна, показваща различни полезни за здравето ефекти. Алицинът не присъства в непокътнатата скилидка чесън, но се синтезира, когато чесънът се нарязва или натрошава. Чрез мацерация на чесновата тъкан се активира ензим, наречен алииназа. Алиназата инициира трансформацията на аминокиселината алиин в алицин и други алилтиосулфинати. Образуването на алицин е бърз процес, който завършва в рамките на няколко секунди след смачкване на прясна луковица чесън.
ултразвукова екстракция – Принципът на работа на акустичната кавитация
Принципът на работа на ултразвуковата екстракция (известна още като соноекстракция) се основава на явлението акустична кавитация. Ултразвуково генерираната кавитация създава високи сили на срязване, микротурбуленции, течни струи и локално ограничени, екстремни температурни и натискни разлики. Механичните ефекти на високоефективния ултразвук нарушават клетъчните стени, насърчават проникването на разтворител във вътрешността на клетката и увеличават преноса на маса. Като техника за нетермична екстракция, ултразвукът предотвратява термичното разграждане на биоактивните съединения. Ултразвуковите параметри на процеса могат да бъдат прецизно настроени към суровината и целевите вещества, така че да се осигури превъзходно качество на екстракта.

Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.