Извличане на терпен чрез ултразвук
Доказано е, че ултразвуковата екстракция на терпен дава високи добиви на терпенов кариофилен оксид, например от канабис и хмел. Кариофиленовият оксид е терпен, открит в канабиса, хмела, черния пипер, босилека и розмарина. Като активно съединение, извлеченият терпен кариофилен оксид се използва като ароматизираща добавка и здравословна добавка.
Използване на извлечен кариофилен оксид
Кариофиленовият оксид се отличава със своята ароматна миризма и вкус (т.е. билки). Поради интензивната си ароматна миризма и вкус, той често се използва като ароматизираща добавка в храните, както и като ароматен компонент. Освен това има способността да се свързва с ендокринните CB2 рецептори в човешкото тяло, което го прави интересен фармацевтичен компонент.
Ултразвукова екстракция на кариофилен оксид
Ултразвуковата екстракция на терпенов кариофиленов оксид е отлична техника за получаване на високи добиви, например от канабис и хмел. Прочетете повече за акустичната кавитация, активният принцип на ултразвуковата екстракция!
Например, β-кариофиленов оксид е екстрахиран ултразвуково с ултразвуковото устройство UP100H (100W, 30kHz) от изсушени пъпки от хмел.
Данните от GC анализа показват добива на β-кариофилен оксид, извлечен с помощта на Hielscher's UP100H от хмел.
UP400St – 400W мощен ултразвуков процесор за извличане на терпени с бъркалка
Газов хроматографски анализ на екстракт от ултразвуков хмел: β-кариофилен оксид, α-кариофилен, α-пинен, микрен, лимонен, α-кариофилен и кариофилен оксид и др.
Освен β-кариофиленов оксид, други терпени като α-кариофилен, α-пинен, микрен, лимонен и α-кариофилен, наред с други, са били успешно извлечени.
Как се извличат терпени от растения с помощта на ултразвук тип сонда? Инструкция стъпка по стъпка!
- Първо, растителният материал се смила или нарязва на малки парченца, за да се увеличи повърхността за извличане.
- След това растителният материал се смесва с разтворител (като етанол или вода), за да се извлекат терпени.
- След това се използва ултразвуков звук тип сонда, за да се подпомогне процесът на екстракция чрез прилагане на високоинтензивни, нискочестотни ултразвукови вълни с приблизително 20kHz върху суспензията. Това причинява акустична кавитация и бърза вибрация на разтворителя, което насърчава разпадането и разрушаването на растителните клетки и освобождаването на терпени.
- След това сместа се филтрира, за да се отдели твърдият растителен материал от течността, съдържаща извлечените терпени.
- След това течността се изпарява или се подлага на допълнителна обработка, за да се отстрани разтворителят и да се концентрират терпени.
- Крайният продукт е богат на терпени екстракт, който може да се използва в различни приложения като хранителни добавки, функционални храни и козметика.
Протокол за ултразвукова екстракция на терпен
Хмелът се смила с конвенционална кафемелачка, за да се получи по-хомогенен размер на частиците на пробата от хмела.
4,5 mg хмел се слага във флакон, след което се добавят 5 ml етанол. Флаконът беше поставен в чаша с ледена вода за разсейване на топлината. След това пробата беше ултразвукова с UP100H, оборудван със сонотрод MS7, при амплитуда от 50% за 90 сек.
Газов хроматографски анализ на екстракт от ултразвуков хмел:
Сонирането осигурява висок пренос на маса между клетъчната матрица и разтворителя, така че следователно се постига много висок добив на висококачествен екстракт.
- висококачествени терпени екстракти (без термично разграждане)
- високи добиви
- бърза процедура
- Бърза възвръщаемост на инвестициите
- по-меки разтворители
- по-малко използване на разтворители
- Безопасен и лесен за работа
- ниска поддръжка
- зелена, екологична екстракция на терпени
Ултразвуковата екстракция на терпени се откроява като метод за зелена екстракция, който позволява значително да се ускори процедурата за извличане на терпени, като същевременно се изисква по-малко енергия от другите конвенционални методи за екстракция (т.е. свръхкритичен CO2, Сокслет и т.н.). Други предимства, свързани с използването на ултразвукова екстракция на терпени, са лесното боравене с ултразвуковия екстрактор, бързия процес, липсата на химически отпадъци, високия добив, екологичното, подобреното качество поради меките условия на обработка и предотвратяването на термично разграждане.
Ултразвукови екстрактори за терпени
Таблицата по-долу ви дава индикация кое ултразвуково устройство може да е най-подходящо за вашите изисквания за екстракция на терпени.
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Високомощни ултразвукови хомогенизатори от лабораторен до промишлен мащаб.
Литература/Препратки
- 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
Факти, които си струва да знаете
кариофилен
Кариофилен или (-)-β-кариофилен, е естествен бицикличен сесквитерпен, който може да се намери в много етерични масла. Следните билки са известни като добър източник на кариофилен: канабис, коноп (Cannabis sativa), черен кимион (Carum nigrum), карамфил (Syzygium aromaticum), хмел (Humulus lupulus), босилек (Ocimum spp.), риган (Origanum vulgare), черен пипер (Piper nigrum), лавандула (Lavandula angustifolia), розмарин (Rosmarinus officinali) и масло от копайба (Copaifera spp.). β-кариофилен е фитоканабиноид със силен афинитет към канабиноиден рецептор тип 2 (CB 2), но не и канабиноиден рецептор тип 1 (CB 1).
Кариофилен оксид
Кариофиленовият оксид (също β-кариофилен оксид) е окислително производно на β-кариофилен и представлява бял кристален твърд прах с точка на топене приблизително 62°C.
Ценен е заради своите противовъзпалителни, локални анестетични и антиоксидантни ефекти. Първите изследвания показват, че кариофиленовият оксид може да бъде потенциално лекарство и за лечение на рак. Кариофиленовият оксид е част от циклобутановия пръстен, който вече се използва в медицинските изследвания за синтез на широко използваното химиотерапевтично лекарство карбоплатин.
Кариофиленовият оксид, в който олефинът на кариофилена се е превърнал в епоксид, е одобрен компонент за ароматизиране на храни.
Както β-кариофиленът, така и β-кариофиленовият оксид показват ниска разтворимост във вода, което възпрепятства абсорбцията им в клетката. За да се използват тези сесквитерпени като лекарствени лекарства или хранителни добавки, капсулирането в липозоми преодоляване на лошата разтворимост на тези сесквитерпени във водни течности и осигуряване на бионаличност и биоактивност. Щракнете тук, за да научите повече за ултразвуковото капсулиране на биоактивни съединения!
Кариофилен оксид в канабиса
В растението канабис сатива кариофиленовият оксид се намира под формата на сесквитерпен, който се състои от три изопренови единици. Кариофиленовият оксид е един от най-големите и разпространени терпени в растението канабис и е отговорен за отличителния аромат и мирис на канабис. Ултразвуковата екстракция се прилага успешно за производство Пълен спектър на канабидиол масла, така че да се даде антуражният ефект на многообразните съединения.
Ултразвукова кавитация за екстракция
Когато ултразвукови вълни с висока мощност се въвеждат в течността, в течността възникват цикли на компресия и разширяване (разреждане). По време на разреждането в течност се образуват кухини или така наречените кавитационни мехурчета. Тези кавитационни мехурчета, които са малки вакуумни мехурчета, се появяват, когато се упражнява отрицателното налягане, така че се преодолява локалната якост на опън на течността. Вакуумните мехурчета растат при няколко компресии? цикли на разреждане, докато не могат да абсорбират повече енергия и кавитационният мехур претърпи SN имплозивен колапс. Това явление е известно като кавитация. Според изследването на проф. Съслик (1990 г.), в кавитационните мехурчета преобладават екстремни условия с температури до 5000 К, налягания от 1000 атмосфери, скорост на нагряване-охлаждане над 1010 К/сек и течни струи със скорост до 280 м/сек, които се проявяват като много висока сила на срязване и турбуленции в кавитационната зона. Комбинацията от тези фактори (налягане, топлина, срязване и турбуленция) се използва за ускоряване на преноса на маса в процеса на екстракция. Освен това тези локално срещащи се състояния се използват и в ултразвукови процеси, като хомогенизация, емулгиране или диспергиране.
Ултразвуковата екстракция се основава на акустична кавитация и нейните хидродинамични сили на срязване
Ултразвукова екстракция на терпени
Принципът на ултразвуковата екстракция се основава на два ефекта, които се получават, когато ултразвуковите вълни с висока мощност се съединяват в течност или каша:
Първо, разтворителят (заобикалящата течна среда) се изтласква в клетъчната матрица. В зависимост от амплитудата и силата на кавитацията, клетъчната стена се перфорира или нарушава от налягането на течността.
Второ, по време на цикъла на разреждане съдържанието на клетката (т.е. вътреклетъчния материал) се изхвърля от вътрешната клетка. След ултразвукова екстракция целевите съединения са в разтворителя и могат да бъдат отделени от разтворителя (напр. чрез изпаряване на разтворителя), така че накрая да се получи чист екстракт.
Съставът на суровината (като съдържание на влага, степен на мацерация? смилане и размер на частиците и избраният разтворител са много важни фактори за получаване на ефективен и ефективен процес на ултразвукова екстракция. Параметрите на ултразвуковия процес също са от съществено значение: амплитудата, налягането, температурата и времето за ултразвук трябва да бъдат установени и оптимизирани за най-добри резултати.