Ultrazvuková extrakce léčivých bylin

Byliny, koření a další rostlinné materiály jsou bohaté na fytochemikálie, které jsou ceněnými složkami léčivých a nutričních produktů. Sonikace narušuje buněčnou strukturu a uvolňuje bioaktivní látky – výsledkem jsou vyšší výtěžky a vyšší rychlost extrakce. Jako netermický proces je sonikace šetrnou extrakční technikou, která zabraňuje tepelné degradaci extraktu. Díky těmto skutečnostem se ultrazvukové extraktory sondového typu stávají špičkovou extrakční technikou pro vysoce kvalitní rostlinné extrakty.

Ultrazvuková extrakce antioxidantů

Antioxidanty jsou bioaktivní látky vychytávající volné radikály, které se nacházejí v rostlinách. Antioxidanty, jako je vitamin C, vitamin E, thioly atd., jsou farmakologicky účinné látky, které se používají ke zlepšení zdraví a k léčbě nemocí.
Díky vysoké procesní účinnosti umožňuje ultrazvuková extrakce využít k izolaci antioxidantů velmi širokou škálu surovin. Kromě rostlin, jako jsou byliny, ovoce a zelenina, lze vysoce kvalitní antioxidanty ultrazvukem extrahovat také z málo hodnotných nebo odpadních materiálů, jako jsou slupky, stonky, semena, kůry, jádra, kořeny atd.

V tomto videu je předvedena ultrazvuková extrakce chmele (humulus lupulus). Pomocí sonikátoru UP200Ht se extrahuje karyofylen a další látky.

Ultrazvuková extrakce adaptogenů

Adaptogeny, jako jsou taniny, jsou polyfenolické, často svíravé molekuly, které jsou známé svou schopností zvyšovat odolnost savčích buněk vůči stresu. Tyto molekuly jsou uzavřeny v rostlinné buňce. Aby bylo možné získat vysoce biologicky dostupné adaptogeny, musí se molekuly uvolnit z rostlinného materiálu. Ultrazvuková dezintegrace buněk otevírá buňky tím, že narušuje buněčné stěny a zvyšuje přenos hmoty mezi vnitřkem buňky a okolním rozpouštědlem. Díky svému vysoce účinnému mechanismu působení je sonikace spolehlivou a efektivní metodou izolace vysoce kvalitních adaptogenů s vysokými výtěžky.

Proč používat sonikátor k extrakci léčivých bylin?

Sonikátory sondového typu jsou zavedenou technologií pro jednoduchou, a přitom vysoce účinnou extrakci vysoce kvalitních extraktů z bylin. V odvětví bylinných extraktů je sonikace preferovanou extrakční metodou pro výrobu rostlinných extraktů díky několika výhodným vlastnostem, které činí ultrazvukovou techniku vysoce účinnou a efektivní. Podívejme se na některé z hlavních důvodů:

Vyšší účinnost extrakce: Sonikace sondového typu využívá vysokofrekvenční zvukové vlny přiváděné přímo sonotrodou ponořenou do extrakčního média. Tyto ultrazvukové vlny vytvářejí kavitační bubliny, které se v blízkosti povrchu léčivých bylin rychle rozpínají a kolabují. Tento jev vytváří intenzivní lokální míchání a mikroproudění, které výrazně zlepšuje přenos hmoty bioaktivních látek z byliny do rozpouštědla. V důsledku toho se ve srovnání s tradičními extrakčními metodami účinně extrahuje více bioaktivních složek, což vede k vyšším výtěžkům léčivých látek.

Kratší doba extrakce: Sonikace urychluje proces extrakce tím, že podporuje rychlou a účinnou difuzi rozpuštěných látek. Intenzivní míchání způsobené kavitací umožňuje důkladnější pronikání rozpouštědla do matrice byliny, čímž se zkracuje potřebná doba extrakce. Ve srovnání s konvenčními metodami, jako je macerace nebo perkolace, které mohou trvat několik hodin či dokonce dní, může sonikace dosáhnout podobné účinnosti extrakce za mnohem kratší dobu, často během několika minut.

Zachování bioaktivních látek: Sonikace sondového typu probíhá při nižších teplotách ve srovnání s konvenčními extrakčními technikami, které zahrnují vysoké teploty nebo dlouhou dobu působení. Tato výhoda zabraňuje degradaci tepelně citlivých bioaktivních látek obsažených v léčivých bylinách a zajišťuje účinnější a terapeuticky hodnotnější extrakt.

Selektivita: Sonikaci lze nastavit na konkrétní frekvence a úrovně výkonu, což umožňuje selektivní extrakci cílových látek z léčivých bylin. Optimalizací parametrů sonikace je možné přednostně extrahovat určité bioaktivní složky, což vede k extraktům s vyšší koncentrací požadovaných léčivých vlastností.

Škálovatelnost a snadné použití: Systémy pro sonikaci sondového typu jsou škálovatelné a lze je snadno přizpůsobit jak pro malé extrakce v laboratorním měřítku, tak pro rozsáhlé průmyslové aplikace. Technika je poměrně jednoduchá na zavedení a nevyžaduje složité vybavení, díky čemuž je dostupná a praktická pro různá prostředí.

Šetrnost k životnímu prostředí: Ve srovnání s některými tradičními extrakčními metodami, které zahrnují použití organických rozpouštědel a velkých objemů vody, vyžaduje sonikace obecně méně rozpouštědla a zkracuje celkovou dobu extrakce. To vede k ekologičtějšímu a udržitelnějšímu procesu extrakce se sníženou tvorbou odpadu.

Celkově se sonikace sondového typu stala preferovanou extrakční metodou pro výrobu extraktů z léčivých bylin díky své schopnosti zajistit vyšší výtěžky extrakce, kratší doby extrakce, lepší selektivitu a zachování bioaktivních látek, což z ní činí cenný nástroj v oblasti bylinné medicíny a výzkumu přírodních produktů.

V této prezentaci vás seznámíme s výrobou rostlinných extraktů. Vysvětlíme náročné aspekty výroby vysoce kvalitních rostlinných extraktů a to, jak vám je sonikátor pomůže zvládnout. Prezentace vám ukáže, jak ultrazvuková extrakce funguje. Dozvíte se, jaké výhody můžete očekávat při použití sonikátoru k extrakci a jak začlenit ultrazvukový extraktor do výroby extraktů.

Výhody:

Vysoký výtěžek
Vysoká kvalita
Vynikající biologická dostupnost
Šetrný proces
Rychlá extrakce
Bezpečný proces
Bez rozpouštědel nebo s šetrnými rozpouštědly
Snadná obsluha

Ultrazvukové extrakční systémy pro bylinné extrakty

Hielscher Ultrasonics má mnohaleté zkušenosti s procesy ultrazvukové extrakce z rostlinných materiálů pro potravinářský, farmaceutický a kosmetický průmysl. Od kompaktních ultrazvukových dezintegrátorů pro laboratoře a malovýrobu až po plně komerční ultrazvukové extraktory pro výrobu velkých objemů extraktů nabízí Hielscher Ultrasonics kompletní řadu sonikátorů, a tím i nejvhodnější ultrazvukový přístroj pro Vaši aplikaci. Všechny ultrazvukové přístroje Hielscher jsou velmi robustní a konstruované pro nepřetržitý provoz 24/7 při plném zatížení. Průmyslové sonikátory Hielscher Ultrasonics dokážou dosahovat velmi vysokých amplitud. Amplitudy až 200µm lze snadno a nepřetržitě udržovat v provozu 24/7. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici zakázkové ultrazvukové sonotrody.
Inteligentní software, jako je digitální ovládání, automatické protokolování dat, vzdálené ovládání přes prohlížeč a automatické ladění frekvence, zajišťuje spolehlivou sonikaci a nepřetržitý výkon. Široká nabídka příslušenství, včetně sonotrod (ultrazvukových sond / hornů / hrotů) různých velikostí a tvarů, průtokových cel v různých velikostech a geometriích, zesilovačů amplitudy (booster horns) a teplotních i tlakových senzorů, umožňuje optimální sestavu pro sonikaci.
Kontaktujte nás nyní se svými požadavky na extrakční proces! Náš tým Vám rád poradí a doporučí Vám nejúčinnější ultrazvukový extraktor.

Související témata

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.

Fakta, která stojí za to znát

Antioxidanty

Hennový prášek ze sušených macerovaných listů henny je surovinou pro ultrazvukovou extrakci látky lawson a dalších bioaktivních látek. Antioxidant je definován jako molekula, která inhibuje oxidační reakci, a zabraňuje tak procesu degradace jiných molekul. Oxidace je chemická reakce, při níž vznikají volné radikály, což vede k řetězovým reakcím, které mohou vést k poškození buněk. Antioxidanty, jako jsou thioly nebo kyselina askorbová (vitamin C), tyto oxidační řetězové reakce ukončují.
Antioxidanty se široce používají jako konzervační látky v potravinářských výrobcích, kde působí jako fytochemikálie proti jejich znehodnocení. Například se antioxidanty přidávají do potravin a olejů bohatých na nenasycené tuky, protože nenasycené mastné kyseliny podléhají oxidační degradaci, která způsobuje žluknutí oleje.

Adaptogeny

Adaptogeny neboli adaptogenní látky jsou molekuly, které podporují homeostázu, což znamená, že snižují citlivost buněk na stres. Adaptogeny se nacházejí v bylinách a zelenině, např. ženšen, schisandra, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, lékořice, rhodiola, bazalka posvátná, kozinec, reishi a maca.
Při podávání jako farmakologicky účinné látky (jako léčivo nebo doplněk stravy) jsou adaptogeny známé svými výkonnost zvyšujícími, antidepresivními, zklidňujícími nebo povzbuzujícími účinky. Účinek závisí na konkrétní podávané adaptogenní látce. Ke zvýšení výkonnosti se úspěšně používají rostliny jako ashwangadha, moringa, zatímco houba cordyceps, jiaogulan a rhaponicum jsou známé jako adaptogeny proti stárnutí. Ke snížení stresu a úzkosti se používají adaptogeny z rostlin ženšen, bazalka posvátná, reishi nebo schisandra.
Adaptogeny pro doplňování stravy a lékařské použití se většinou připravují ve formě tonik nebo kapslí.