Visoko efikasna ekstrakcija đumbira ultrazvučnom obradom (sonikacijom)
- Ultrazvučna ekstrakcija eteričnih ulja i aktivnih spojeva iz đumbira uvjerljiva je zbog visoke efikasnosti i visokih prinosa.
- Ultrazvučna ekstrakcija je blag, netermički proces koji daje ekstrakte visokog kvaliteta.
- Dok su druge metode ekstrakcije ograničene u mogućnostima povećanja kapaciteta, ultrazvučna obrada (sonikacija) može se potpuno linearno skalirati na bilo koji industrijski nivo proizvodnje.
Ekstrakcija đumbira
Đumbir (Zingiber officinale) sadrži veliku količinu aktivnih spojeva, kao što su eterična ulja, [6]-gingerol, oleorezini i druge bioaktivne fitokemikalije, koji su poželjne tvari zbog svog okusa, mirisa i farmakoloških učinaka.
Da bi se aktivni spojevi đumbira mogli koristiti, moraju se iz korijena đumbira (rizoma) osloboditi ekstrakcijom. Konvencionalne metode ekstrakcije đumbira, kao što su destilacija vodenom parom ili ekstrakcija otapalima, imaju nekoliko nedostataka: poznato je da zahtijevaju mnogo vremena, trebaju velike količine hemijskih otapala i imaju ograničen procesni kapacitet.
Ultrazvučna ekstrakcija gingerola
Ultrazvučna ekstrakcija je netermička metoda zasnovana na principu kavitacije, visokih smičnih sila i mikroturbulencija koje mehanički razaraju ćelijske zidove i istovremeno olakšavaju oslobađanje ćelijskih sastojaka biljnog materijala u otapalo bez hemijske razgradnje. Blage procesne temperature štite željene ekstrakte (npr. antioksidanse, polifenole itd.) od termičke razgradnje. Osim toga, ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija često se može provoditi u vodenim otapalima (= voda). Izbjegavanje organskih otapala (npr. acetona, heksana) posebno je važno za ekstrakciju spojeva koji se kasnije ugrađuju u prehrambene i farmaceutske proizvode.
Ultrazvučna obrada (sonikacija) koristi se za ekstrakciju funkcionalnih komponenti iz mnogih različitih biljnih i tkivnih matrica. Dokazano je da je brža od konvencionalnih tehnika ekstrakcije.
- blagi procesni uvjeti
- visok prinos
- brza ekstrakcija
- bez otapala
- siguran i jednostavan rad
- jednostavno povećanje kapaciteta
- visoka ukupna efikasnost
- inline ili šaržna obrada
- brz povrat investicije (ROI)
UIP2000hdT s mješalicom u spremniku za ekstrakciju
Vrhunski kvalitet ekstrakta
Ekstrakcija ultrazvukom velike snage ima prednosti u odnosu na druge tradicionalne tehnike ekstrakcije, koje su često ograničene na male volumene. Ultrazvučna ekstrakcija može se provoditi kao šaržni ili inline proces pomoću protočne ćelije. Intenzivne ultrazvučne sile perforiraju ili razaraju ćelijsku matricu, tako da se sav intracelularni materijal brzo i lako oslobađa, čime se ekstrahira maksimalan prinos. Svestranost ultrazvučne opreme osigurava jednostavan i lak postupak, potrebno otapalo može se zamijeniti vodom ili se količina otapala može znatno smanjiti. Osim toga, blaga temperatura i kratko vrijeme ekstrakcije štite aktivne spojeve od razgradnje, tako da se dobiva ekstrakt visokog kvaliteta farmaceutske / prehrambene čistoće.
Oprema Hielscher Ultrasonics
Hielscher Ultrasonics isporučuje snažne, pouzdane ultrazvučne sisteme za laboratorijsku obradu, pilot-postrojenja i punu industrijsku obradu bilo kojeg volumena. Naši robusni ultrazvučni sistemi mogu se koristiti za šaržnu i inline obradu. Jednostavna i precizna kontrola svih procesnih parametara osigurava dosljedno visok kvalitet ekstrakta i visoku efikasnost procesa.
Tabela u nastavku daje okvirni pregled približnog procesnog kapaciteta naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster od UIP16000 |
Ultrazvučna postavka prilagođena kupcu
Literatura / reference
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 13, Issue 6, 2006. 471-479.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Jacotet-Navarro, Magali; Rombaut, Natacha; Deslis, Simon; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Pierre, François-Xavier; Bily, Antoine; Chemat, Farid (2016): Towards a “dry” bio-refinery without solvents or added water using microwaves and ultrasound for total valorization of fruits and vegetables by-products. Green Chemistry2016.
Činjenice vrijedne znanja
Đumbir
Đumbir je biljni izvor bogat prirodnim fenolnim i flavonoidnim antioksidansima.
Karakteristični miris i okus đumbira potječu od hlapljivih ulja koja čine 1-3% težine svježeg đumbira, a primarno se sastoje od zingerona, shogaola i gingerola, pri čemu je [6]-gingerol (1-[4’-hidroksi-3’-metoksifenil]-5-hidroksi-3-dekanon) glavni oštri spoj.
Zingeron nastaje od gingerola tokom sušenja (pod toplinom) i ima manju oštrinu te ljutkasto-slatku aromu. Neki smatraju da je zingeron, koji se naziva i vanililaceton, ključna komponenta oštrine đumbira, ali daje „slatki“ okus kuhanog đumbira. Zingeron je hemijskom strukturom sličan drugim aromatičnim hemikalijama kao što su vanilin i eugenol. Koristi se kao aditiv za okus u uljima začina i u parfumeriji za unošenje ljutkastih aroma.
Eterična ulja
Eterično ulje je koncentrirana hidrofobna tekućina koja sadrži hlapljive aromatične spojeve iz biljaka. Eterična ulja poznata su i kao hlapljiva ulja, eterska ulja, aetherolea ili jednostavno kao ulje biljke iz koje su ekstrahirana, kao što su ružino ulje, ulje đumbira, ulje sandalovine, ulje paprene metvice, ulje limuna ili ulje (slatke) narandže.
Eterična ulja se široko koriste i nalaze se u mnogim proizvodima široke potrošnje, npr. u hrani i pićima za aromatiziranje, u parfemima i toaletnim proizvodima radi mirisa te u medicini i farmaceutskim proizvodima radi terapijskih učinaka. Eterična ulja karakteriziraju specifični mirisi. Eterična ulja odobrena su kao sigurni sastojci za prehrambene, medicinske i terapijske proizvode.