Ultrazvuková extrakce buněčné hmoty

Ultrazvuková extrakce nebo sono-extrakce je technologie zesilující proces, která funguje spojením vysoce výkonných ultrazvuků do suspenze rostlinné nebo buněčné tkáně. Hielscher Ultrasonics dodává spolehlivé ultrasonicators pro narušení buněk a extrakci z malých Laboratorní vzorky až do velkých objemů v Průmyslové zpracování. Přitažlivost ultrazvukem asistované extrakce spočívá v netepelném zpracování materiálu, jeho snadné aplikaci a škálovatelnosti od zkušebního až po výrobní měřítko.

Hielscherova ultrazvuková zařízení generují ultrazvuk s vysokou intenzitou, který lze přesně řídit podle vašich procesních požadavků.

Níže uvedený seznam vám poskytuje různé protokoly ultrazvukového zpracování, které demonstrují širokou oblast použití výkonového ultrazvuku v biologii, potravinářství a farmaceutické výrobě.
Ať už máte na mysli konkrétní botanickou extrakci nebo chcete získat obecnější informace o našich vysoce výkonných ultrazvukových extraktorech, použijte prosím níže uvedený kontaktní formulář! Rádi vám pomůžeme!

Ultrazvuková extrakce boldinu z listů Boldo (Peumus boldus Molina)

Ultrazvuková aplikace:
Důležitou účinnou látkou přípravku boldo je boldin ((S)-2,9-dihydroxy-1,10-dimethoxiaporfin), který je vedle katechinu ((2S,3R)-2-(3,4-dihydroxyfenyl)-3,4-dihydro-1(2H)-benzopyran-3,5,7-triolu hlavní složkou alkaloidní a flavonoidní frakce v listech bolda. Boldin je silné antioxidační činidlo, které podléhá peroxidativnímu poškození zprostředkovanému volnými radikály a působí jako účinný lapač hydroxylových radikálů.
Postup extrakce: Pro typický extrakční postup byly vzorky listů boldo extrahovány 1 l destilované vody při atmosférickém tlaku pomocí ultrazvuku UIP1000hd řekl: v dávkovém a průtokovém režimu. Doba extrakce se pohybuje mezi 10 a 40 min., s ultrazvukovou intenzitou 10 až 23 W/cm²a teplotní rozsah 10 až 70 °C. Nejlepších výsledků bylo dosaženo za následujících podmínek: ultrazvuková intenzita 23 W/cm² po dobu 40 min. při teplotě 36°C
Výsledky: Výsledky analýzy ukazují, že vysoce výkonná sonikace zvyšuje uvolňování analytu rostlinného matricového materiálu Boldo výrazně lepšími rychlostmi ve srovnání s konvenční metodou: stejný výtěžek byl uvolněn sonikací za 30 minut. zatímco konvenční doba extrakce byla 2 hodiny.
Chemat (2013) a spolupracovníci ukázali, že ultrazvukem asistovaná extrakce zlepšuje účinnost extrakce rostlin a zároveň zkracuje dobu extrakce při zvýšené koncentraci extraktů (stejné množství rozpouštědla a rostlinného materiálu). Analýza odhalila, že optimalizované podmínky byly: sonikační výkon 23 W / cm² s UIP1000hd řekl: po dobu 40 min. a teplotě 36°C. Optimalizované parametry ultrazvukové extrakce poskytují lepší extrakci ve srovnání s konvenční macerací z hlediska doby zpracování (30 min. místo 120 min.), vyšší výtěžnost, vyšší energetickou účinnost, zlepšenou čistotu, vyšší bezpečnost a lepší kvalitu produktu.
Doporučení zařízení:
UIP1000hdT se sonotrodou BS2d34 a průtokovou buňkou
Referenční / výzkumná práce:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Dávková a kontinuální ultrazvukem asistovaná extrakce listů Boldo (Peumus boldus Mol.). Mezinárodní žurnál molekulární vědy 14, 2013. 5750-5764.

Ultrazvuková extrakce kyseliny chlorogenové z tabákových listů

Ultrazvuková aplikace:
Pro extrakční experimenty byly tabákové listy z Nicotiana tabacum rozemlety na menší částice o velikosti asi >4 x ≧2 mm. Pro ultrazvukové extrakční zkoušky byly 20g vzorky sušených materiálů tabákových listů extrahovány destilovanou vodou při teplotách v rozmezí od 5 °C do 30 °C. Extrakční experimenty byly prováděny v časových intervalech extrakčního cyklu v rozmezí od 5 minut do 30 minut na cyklus. K vypočtenému optimálnímu objemu 256 ml destilované vody potřebnému k extrakci veškeré rozpustné kyseliny chlorogenové z 20 g vzorků sušených tabákových listů bylo přidáno asi 10 až 15 kapek etanolu. Optimální objem destilované vody o objemu 256 ml byl poté rozdělen na frakční objemy extrakčního rozpouštědla pro použití v každém ultrazvukovém extrakčním cyklu.
Pro ultrazvukové ozařování je ultrazvukový procesor UP400S (400 wattů, 24 kHz) s sonotrodou H7 vyrobenou z titanu, která měla průměr hrotu 7 mm. Sonotroda H7 byla vložena v poloviční výšce extrakční směsi.
protokol: Jako optimální podmínky pro ultrazvukovou extrakci kyseliny chlorogenové z tabákových listů byly nalezeny: 20 g sušených tabákových listů v destilované vodě (optimální poměr kapaliny k pevné látce: 12,8 ml / g) při teplotě zpracování 20 ° C, ultrazvukové zařízení UP400S (400 W, 24 kHz) pro 3 cykly ultrazvuku každých 15 minut (celková doba sonikace: 45 minut).
Doporučení zařízení:
UP400S se sonotrodou H7
Referenční / výzkumná práce:
Mazvimba, Martin Tongai; Yu, Ying; Zhang, Ying (2011): Optimalizace a ortogonální design ultrazvukově asistovaného vodného extrakčního procesu pro extrakci kyseliny chlorogenové ze suchých tabákových listů. Čínský věstník přírodních léků 2011.
Přečtěte si více o extrakci ultrazvukem z tabáku!

Ultrazvuková extrakce mangiferinu

Ultrazvuková aplikace:
Mangiferin (1,3,6,7-tetrahydroxy-2-[3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]xanthen-9-on; vzorec: C₁₉H₁₈O₁₁) je polyfenol se strukturou C-glykosylxanthonu, který lze nalézt v mnoha druzích rostlin. Mangiferin vykazuje různé farmakologické aktivity. Regioselektivní acylace mangiferinu může být velmi účinně katalyzována lipázou pod ultrazvukem. Ve srovnání s konvenčními metodami vyniká ultrazvukem asistovaná katalýza výhodami kratší reakční doby a vyšších výtěžků. Optimální podmínky pro ultrazvukovou acylaci mangiferinu byly nalezeny následovně:
lipáza: PCL, donor acylu: vinylacetát; reakční rozpouštědlo: DMSO, reakční teplota: 45 °C, ultrazvukový výkon: 200W; Poměr substrátu: acyl donor/mangiferin 6/1, zatížení enzymem: 6 mg/ml
Výtěžnost regioselektivní acylace byla až 84 %.
Doporučení zařízení:
UP200St nebo UP200Ht
Referenční / výzkumná práce:
srov.: Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): Vliv ultrazvuku na lipázou katalyzovanou regioselektivní acylaci mangiferinu v nevodných rozpouštědlech. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56-63.

Ultrazvuková extrakce kapsaicinoidů

Ultrazvuková aplikace:
Extrakce kapsaicinoidů (kapsaicin, nordihydrokapsaicin) z chilli papriček: Kapsaicinoidy z Capsicum frutescens Papriky byly získány ultrazvukovou extrakcí za následujících podmínek: rozpouštědlo: 95% (V / V) ethanol, poměr rozpouštědla / hmotnosti 10 ml / g, 40 min. doba extrakce ultrazvuku, teplota extrakce 45 °C. Výtěžek extrakce: 85 % kapsaicinoidů
Doporučení zařízení:
UP400St
Přečtěte si více o ultrazvukem asistované extrakci kapsaicinoidů z chilli papriček!

Ultrazvuková extrakce silymarinu ze semen ostropestřce mariánského

Ultrazvuková aplikace:
Ultrazvukem asistovaná extrakce byla provedena pomocí ultrazvukového zesilovače UP400S. V této studii byla použita ultrazvuková sonda rohového typu o průměru 1,5 cm. 10 g prášku z odtučněného ostropestřce mariánského bylo přesně zváženo a rozpuštěno ve 100 ml methanolu. Kádinka se uchovávala ve vodní lázni a udržovala se při teplotě 25 °C. Prášek ostropestřce mariánského rozpuštěný v rozpouštědle byl sonikován v různých časových intervalech (30, 60, 90, 120 a 150 min.) Po každém časovém intervalu byl roztok filtrován přes Whatmanův filtrační papír a každý filtrát (asi 80 ml) byl odpařen pomocí rotační odparky až do dosažení 30 ml roztoku a absorbance fenolických sloučenin byla měřena UV viditelným spektrofotometrem na vlnové délce 517 nm podle metody DPPH. Jak se dalo očekávat, prodloužení doby extrakce vedlo ke zvýšení obsahu silymarinu.
Autoři studie zjistili, že ultrazvuková extrakce za účelem získání alkoholových extraktů je jednou z nejlepších technik, jak nahradit konvenční techniky. Bylo prokázáno, že ultrazvuková extrakce získává lepší kvalitu extraktu. Dalšími výhodami jsou úspora času, vyšší efektivita atd.
Doporučení zařízení:
UP400St
Referenční / výzkumná práce:
Çağdaş, E.; Kumcuoğlu, S.; Güventürk, S.; Tavman, S. (2011): Ultrazvukem asistovaná extrakce složek silymarinu ze semen ostropestřce mariánského (Silybum Marianum L.). GIDA 36/6, 2011. 311-318.
Přečtěte si více o ultrazvukové extrakci silymarinu ze semen ostropestřce mariánského!

Ultrazvuková extrakce steviosidu

Ultrazvuková aplikace:
Vzorky 10 g suchých a mletých listů stévie byly extrahovány ve 100 ml vody za kontinuálního míchání (magnetickým míchadlem). Hodnota pH byla kontrolována 0,01 M pH 7 fosforečnanem sodným. Vzorek byl vložen do skleněné kádinky o objemu 150 ml a sonikován ultrazvukem typu sondy UIP500hT (20kHz, 500W). Špička sonotrody byla ponořena asi 1,5 cm do kaše listů stévie. Ultrazvukový přístroj byl nastaven na výstupní výkon 350W. Mírné sonikační ošetření 350 W po dobu 5-10 min. při konstantní procesní teplotě 30 °C poskytlo výtěžek rebaudiosidu A 30-34 g na 100 g vzorku. Po sonikaci byl extrakční roztok odstředěn a filtrován přes mikroporézní membránu o velikosti 0,45 μm; filtrát byl odebrán pro analýzu celkového obsahu rebaudiosidu A. Extrakční výtěžek celkového obsahu rebaudiosidu A byl analyzován pomocí HPLC.
Ultrazvukem asistovanou extrakcí bez obsahu rozpouštědel byl získán vysoký výtěžek rebaudiosidu A ve srovnání s tradičními extrakčními metodami, jako je extrakce teplem nebo macerace.
Doporučení zařízení:
UIP500hdT
Přečtěte si více o ultrazvukové extrakci stévie!

Ultrazvuková extrakce terpenů

Ultrazvuková aplikace:
Extrakce těkavých sloučenin, jako jsou terpeny, z květenství vláknitého typu kultivaru Cannabis sativa L. lze ultrazvukem zvýšit. Studie ukázaly, že po krátké sonikaci jsou cílené terpeny již uvolňovány z rostlinného materiálu.
Výsledky ukazují, že ultrazvukové ošetření ne delší než 5 minut umožňuje získat zvýšenou koncentraci terpenů ve srovnání s macerací. Místo toho ultrazvukové ošetření delší než 5 minut zvýšilo koncentraci δ-9-tetraidrokanabinolu (THC).
Protokol ultrazvuku:
Ultrazvukem asistovaná extrakce terpenů byla provedena pomocí 200W ultrazvukový přístroj typu sondy. Ultrazvukový přístroj byl nastaven na 25% amplitudu. Byly přidány tři alikvoty po 50 g sušených květenstvích, každý s 250 ml 70% etanolu v/v, který byl použit jako extrakční rozpouštědlo. Každá kádinka a její obsah byly ponořeny do ledové lázně. Sonikace byla prováděna po dobu 5, 10 a 15 minut. V průběhu Ultrazvuková extrakce byl zajištěn nepřetržitý rychlý odvod tepla, aby se teplota procesu udržela pod 30 °C. Po extrakci byly směsi filtrovány ve vakuu přes papír Whatman č. 3 a rozpouštědlo bylo odstraněno rotačním vakuovým odpařováním. Každá extrakční studie byla provedena ve třech vyhotovení pomocí tří různých vzorků.
Bylo zjištěno, že ultrazvuku je zajímavou alternativou k maceraci pro extrakci těkavých sloučenin z květenství konopí, ale také ukazuje, že ultrazvukové ošetření nesmí být delší než 5 minut, aby se dosáhlo zvýšené obnovy terpenů. Místo toho ultrazvukové ošetření delší než 5 minut zvýšilo koncentraci δ-9-tetraidrokanabinolu (THC). Extrakt z květenství Cannabis sativa získaný ultrazvukovou extrakcí prováděnou po dobu 5 minut by mohl být použit jako přísada do parfémů nebo ochucovadla pro nápoje. Může být použit jako alternativa k technickému konopí, kde stonky se používají pro vláknářský průmysl a extrakty z květenství pro kosmetický a potravinářský průmysl.
Doporučení zařízení:
UP200St nebo UP200Ht se sonodrodou / sondou S26d14
Referenční / výzkumná práce:
Da Porto, C.; Decorti, D.; Natolino, A. (2014): “Ultrazvukem asistovaná extrakce těkavých sloučenin z technických květenství Cannabis sativa L.”. IJARNP 2014, 7/ 1. 8-14.
Přečtěte si více o ultrazvukem asistované extrakci terpenů!

Extrakční nastavení pro botanickou izolaci: Sonda typu ultrasonicator UP400ST, vakuový filtr Büchi a rotor-výparník pro extrakci fytochemikálií.

Ultrazvuková extrakce vanilinu z vytvrzených vanilkových lusků

Ultrazvuková aplikace:
Extrakce vanilinu byla optimalizována pod sonikací. Proto byl 100 wattový ultrazvukový přístroj provozován v pulzním režimu (cykly: 5 sekund zapnuto a 5 sekund vypnuto).
Nejlepších výsledků bylo dosaženo při ultrazvukové extrakci se 40% ethanolem po dobu 1 hodiny při 30 °C. Pro porovnání výsledků s konvenčními extrakčními metodami byly provedeny také extrakce ve vodní lázni a ultrazvukové lázni. Výsledky ukázaly, že optimalizace extrakce vanilinu ultrazvukovým rohem se 40% ethanolem po dobu 1 hodiny při 30 °C byla srovnatelná s extrakcí ve vodní lázni se 40 % ethanolu při 56 °C po dobu 15 hodin.
Doporučení zařízení:
UP100H
Referenční / výzkumná práce:
Rasoamandrary, N.; Fernandes, A. M.; Bashari, M.; Masamba, K.; Xueming, X. (2013): Vylepšená extrakce vanilinu 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehydu ze sušených vanilkových lusků pomocí ultrazvukové extrakce: Srovnání extrakce ultrazvukem a horké vodní lázně. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6-12.
Přečtěte si více o výhodách ultrazvukové extrakce vanilinu!

Ultrazvuková extrakce fenolických sloučenin ze ziziphus jujube

Ultrazvuková aplikace:
Pro ultrazvukem asistovanou extrakci fenolických sloučenin jujuby (Ziziphus Jujube) je ultrazvuk typu sondy s vysokou intenzitou UP200H byl použit s výkonem 200 W a frekvencí 24 kHz. Ultrazvukový přístroj byl vybaven sonotrodou S2 s mikrohrotem (průměr hrotu 2 mm), která byla ponořena do vodní lázně, do které bylo umístěno sraženinové sklo se vzorkem (vnitřní rozměry: 280:195:135 mm). Amplituda ultrazvukových vibrací byla 100 % nominálního výkonu (maximální amplituda 260 μm) a akustického výkonu 0,171402 W a intenzity 21,8346 W/cm2. Ultrazvuková intenzita byla stanovena kalorimetricky měřením časového a teplotního nárůstu suspenze za adiabatických podmínek. Postup ultrazvukové extrakce byl použit pro extrakci celkových fenolických látek ze vzorků podle experimentálního designu (pro optimalizaci).
Doporučení zařízení:
UP200H se sonotrodou S2
Referenční / výzkumná práce:
Fooladi, H.; Mortazavi, S. A.; Rajaei, A.; Elhami Rad, A.H.; Salar Bashi, D.; Savabi Sani Kargar, S. (2013): Optimalizace extrakce fenolických sloučenin jujuby (Ziziphus Jujube) pomocí ultrazvukem asistované extrakční metody. IECFP 2013.

Klikněte zde pro více sonikačních protokolů pro ultrazvukové ošetření biologické hmoty!