Ultrazvučna ekstrakcija ljekovitog bilja

Bilje, začini i drugi biljni materijali bogati su fitohemikalijama, koje su cijenjene komponente ljekovitih i nutritivnih proizvoda. Ultrazvučna obrada (sonikacija) razgrađuje ćelijsku strukturu i oslobađa bioaktivna jedinjenja – što rezultira većim prinosima i bržim stopama ekstrakcije. Kao netermički proces, sonikacija je blaga tehnika ekstrakcije koja sprječava termičku razgradnju ekstrakta. Zbog tih činjenica ultrazvučni ekstraktori sondnog tipa postaju vrhunska tehnika ekstrakcije za visokokvalitetne biljne ekstrakte.

Ultrazvučna ekstrakcija antioksidansa

Antioksidansi su bioaktivna jedinjenja koja uklanjaju slobodne radikale, a nalaze se u biljkama. Antioksidansi poput vitamina C, vitamina E, tiola itd. farmakološki su aktivne supstance koje se koriste za poboljšanje zdravlja i liječenje bolesti.
Zahvaljujući visokoj efikasnosti procesa, ultrazvučna ekstrakcija omogućava upotrebu vrlo širokog spektra sirovina za izolaciju antioksidansa. Osim biljaka poput bilja, voća i povrća, visokokvalitetni antioksidansi mogu se ultrazvučno ekstrahirati i iz materijala niske vrijednosti ili otpadnih materijala, kao što su ljuske, stabljike, sjemenke, kore, jezgre, korijenje itd.

U ovom videu prikazana je ultrazvučna ekstrakcija iz hmelja (humulus lupulus). Ultrazvučnim uređajem UP200Ht ekstrahiraju se kariofilen i drugi spojevi.

Ultrazvučna ekstrakcija adaptogena

Adaptogeni, poput tanina, polifenolni su, često adstringentni molekuli, poznati po sposobnosti povećanja tolerancije ćelija sisara na stres. Ti molekuli su zarobljeni u biljnoj ćeliji. Da bi se dobili adaptogeni visoke bioraspoloživosti, molekuli se moraju osloboditi iz biljnog materijala. Ultrazvučna razgradnja ćelija otvara ćelije razaranjem ćelijskih zidova i povećanjem prijenosa mase između unutrašnjosti ćelije i okolnog otapala. Zahvaljujući vrlo efikasnom mehanizmu djelovanja, sonikacija je pouzdana i efikasna metoda za izolaciju adaptogena visokog kvaliteta i s visokim prinosima.

Zašto koristiti sonikator za ekstrakciju ljekovitog bilja?

Sonikatori sondnog tipa utvrđena su tehnologija za jednostavnu, a ipak vrlo efikasnu ekstrakciju visokokvalitetnih ekstrakata iz bilja. U industriji biljnih ekstrakata sonikacija je preferirana metoda ekstrakcije za proizvodnju botaničkih ekstrakata zbog nekoliko prednosti zahvaljujući kojima je ultrazvučna tehnika vrlo djelotvorna i efikasna. Pogledajmo neke od ključnih razloga:

Poboljšana efikasnost ekstrakcije: Sonikacija sondnog tipa koristi visokofrekventne zvučne valove koji se prenose direktno preko sonde uronjene u medij za ekstrakciju. Ovi ultrazvučni valovi stvaraju kavitacijske mjehuriće, koji se brzo šire i kolabiraju u blizini površine ljekovitog bilja. Taj fenomen stvara intenzivno lokalizirano miješanje i mikrostrujanje, čime se značajno poboljšava prijenos mase bioaktivnih jedinjenja iz bilja u otapalo. Kao rezultat toga, efikasno se ekstrahira više bioaktivnih komponenti u poređenju s tradicionalnim metodama ekstrakcije, što dovodi do većih prinosa ljekovitih jedinjenja.

Skraćeno vrijeme ekstrakcije: Sonikacija ubrzava proces ekstrakcije promoviranjem brze i efikasne difuzije otopljene tvari. Intenzivno miješanje uzrokovano kavitacijom omogućava temeljitiji prodor otapala u matriks bilja, čime se smanjuje potrebno vrijeme ekstrakcije. U poređenju s konvencionalnim metodama poput maceracije ili perkolacije, koje mogu trajati nekoliko sati ili čak dana, sonikacija može postići slične efikasnosti ekstrakcije u mnogo kraćem periodu, često u roku od nekoliko minuta.

Očuvanje bioaktivnih jedinjenja: Sonikacija sondnog tipa radi na nižim temperaturama u poređenju s konvencionalnim tehnikama ekstrakcije koje uključuju visoku toplinu ili dugo izlaganje. Ta prednost sprječava razgradnju bioaktivnih jedinjenja osjetljivih na toplinu prisutnih u ljekovitom bilju, osiguravajući potentniji i terapeutski vrijedniji ekstrakt.

Selektivnost: Sonikacija se može podesiti na određene frekvencije i nivoe snage, što omogućava selektivnu ekstrakciju ciljnih jedinjenja iz ljekovitog bilja. Optimizacijom parametara sonikacije moguće je preferencijalno ekstrahirati određene bioaktivne komponente, što dovodi do ekstrakata s većom koncentracijom željenih ljekovitih svojstava.

Skalabilnost i jednostavnost upotrebe: Sistemi za sonikaciju sondnog tipa su skalabilni i mogu se lako prilagoditi kako za ekstrakcije malog laboratorijskog opsega, tako i za industrijske primjene velikih razmjera. Tehniku je relativno jednostavno implementirati i ne zahtijeva složenu opremu, što je čini dostupnom i praktičnom za različita okruženja.

Ekološka prihvatljivost: U poređenju s nekim tradicionalnim metodama ekstrakcije koje uključuju upotrebu organskih otapala i velikih količina vode, sonikacija općenito zahtijeva manje otapala i skraćuje ukupno vrijeme ekstrakcije. To dovodi do ekološki prihvatljivijeg i održivijeg procesa ekstrakcije sa smanjenim stvaranjem otpada.

Ukupno gledano, sonikacija sondnog tipa postala je preferirana metoda ekstrakcije za proizvodnju ekstrakata ljekovitog bilja zbog sposobnosti da osigura veće prinose ekstrakcije, kraće vrijeme ekstrakcije, bolju selektivnost i očuvanje bioaktivnih jedinjenja, što je čini vrijednim alatom u oblasti biljne medicine i istraživanja prirodnih proizvoda.

U ovoj prezentaciji upoznajemo vas s proizvodnjom biljnih ekstrakata. Objašnjavamo izazove proizvodnje visokokvalitetnih biljnih ekstrakata i kako vam sonikator može pomoći da ih savladate. Ova prezentacija pokazat će vam kako funkcionira ultrazvučna ekstrakcija. Saznat ćete koje prednosti možete očekivati od upotrebe sonikatora za ekstrakciju i kako možete uključiti ultrazvučni ekstraktor u svoju proizvodnju ekstrakata.

Prednosti:

Visok prinos
Visok kvalitet
Superiorna bioraspoloživost
Blag proces
Brza ekstrakcija
Siguran proces
Bez otapala ili s blagim otapalima
Jednostavno rukovanje

Ultrazvučni sistemi za ekstrakciju biljnih ekstrakata

Hielscher Ultrasonics ima višegodišnje iskustvo u procesima ultrazvučne ekstrakcije iz botaničkih sirovina za prehrambenu, farmaceutsku i kozmetičku industriju. Od kompaktnih ultrazvučnih dezintegratora za laboratorije i proizvodnju malog obima do potpunih komercijalnih ultrazvučnih ekstraktora za proizvodnju velikih količina ekstrakta, Hielscher Ultrasonics nudi cjelokupnu paletu sonikatora i time najprikladniji ultrazvučni uređaj za vašu primjenu. Svi Hielscher ultrazvučni uređaji vrlo su robusni i izrađeni za rad 24/7 pod punim opterećenjem. Hielscher Ultrasonics industrijski sonikatori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7. Za još više amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.
Inteligentni softver, poput digitalne kontrole, automatskog protokolisanja podataka, daljinskog upravljanja putem preglednika i automatskog podešavanja frekvencije, osigurava pouzdanu ultrazvučnu obradu i kontinuiran izlaz. Široka paleta pribora, uključujući sonotrode (ultrazvučne sonde / rogove / vrhove) različitih veličina i oblika, protočne ćelije različitih veličina i geometrija, booster rogove te senzore temperature i pritiska, omogućava optimalnu postavku za sonikaciju.
Molimo kontaktirajte nas sada sa zahtjevima vašeg procesa ekstrakcije! Naš tim će vas rado savjetovati i preporučiti najefikasniji ultrazvučni ekstraktor.

Povezane teme

Literatura / reference

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Vrijedne činjenice

Antioksidansi

Prah kane od osušenog maceriranog lišća kane sirovina je za ultrazvučnu ekstrakciju lawsona i drugih bioaktivnih jedinjenja. Antioksidans se definira kao molekul koji inhibira reakciju oksidacije i time sprječava proces razgradnje drugih molekula. Oksidacija je hemijska reakcija koja proizvodi slobodne radikale, što dovodi do lančanih reakcija koje mogu rezultirati oštećenjem ćelija. Antioksidansi poput tiola ili askorbinske kiseline (vitamin C) prekidaju ove oksidativne lančane reakcije.
Antioksidansi se široko koriste kao konzervansi u prehrambenim proizvodima, djelujući kao fitohemikalija protiv njihovog kvarenja. Na primjer, antioksidansi se dodaju hrani i uljima bogatim nezasićenim mastima, jer su nezasićene masne kiseline sklone oksidativnoj razgradnji, zbog čega ulje postaje užegnuto.

Adaptogeni

Adaptogeni ili adaptogena jedinjenja su molekuli koji promoviraju homeostazu, što znači da smanjuju osjetljivost ćelija na stres. Adaptogeni se nalaze u bilju i povrću, npr. ginseng, schisandra, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, sladić, rhodiola, sveti bosiljak, astragalus, reishi i maca.
Adaptogeni primijenjeni kao farmakološki aktivna supstanca (kao lijek ili suplement) poznati su po svojim učincima poboljšanja performansi, antidepresivnim, smirujućim ili budećim učincima. Učinak je povezan s konkretnom primijenjenom adaptogenom supstancom. Za poboljšanje performansi uspješno se koriste biljke poput ashwangadha, moringa, dok su gljiva cordyceps, jiaogulan i rhaponicum poznati kao adaptogeni protiv starenja. Za smanjenje stresa i anksioznosti koriste se adaptogeni iz ginsenga, svetog bosiljka, reishija ili schisandre.
Adaptogeni za suplementaciju i medicinsku upotrebu uglavnom se pripremaju kao tonici ili kapsule.