Ultrazvuku Překonává jiné extrakční metody podle rychlosti
Rychlý postup ultrazvukové extrakce a z toho vyplývající úspora času při výrobě extraktu jsou jednou z mnoha výhod ultrazvukové extrakce bioaktivních sloučenin z rostlin. Ultrazvuková extrakce byla vědecky porovnána s alternativními extrakčními technikami, jako je superkritická extrakce CO2, macerace, tepelný reflux, Soxhlet nebo mikrovlnná extrakce a výsledky výzkumu dokazují významnou výhodu ultrazvuku týkající se rychlosti a výtěžnosti extrakce.
Ultrazvuku jako rychlý extrakční postup
Ultrazvuková extrakce bioaktivních sloučenin je dobře známá svými vysokými výtěžky, vysoce kvalitními extrakty, krátkou dobou extrakce, nízkou spotřebou energie a schopností pracovat s velmi mírnými rozpouštědly. Všechny tyto faktory přispívají k mimořádné celkové účinnosti ultrazvukové extrakce bioaktivních složek z rostlinných materiálů.
Níže naleznete výběr vědeckých výzkumných zpráv, ve kterých ultrazvuková extrakce (také ultrazvukem asistovaná extrakce / UAE) byly porovnány s jinými extrakčními technikami, jako je macerace, Soxhlet, tepelný reflux, superkritický CO2a mikrovlnná extrakce.
ultrasonicator UP400St pro vysokorychlostní extrakci rostlin v dávkovém režimu
| Extrakční aplikace | Ultrazvuková doba extrakce | Alternativní doba extrakční metody | Další informace | Zdroj |
|---|---|---|---|---|
| Antokyanin extrakce z bobulí myrty | 5 minut | 15 minut Mikrovlnnou troubou |
Ultrasonicator UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Boldo odejít extrakce | 5-30 min | 15-90 min Macerace |
ultrasonicator UIP1000hdT "Můžeme vidět, že od 5 do 30 minut sonikace je výtěžek ekvivalentní výtěžku konvenční macerace při 15 až 90 minutách: UAE vyžaduje třetinu času k extrakci rozpustného materiálu listů při konvenční maceraci." |
Petigny et al., 2013 |
| Extrakce celkových fenolů a flavonoidů ze šalvěje | 11 minut | 30 minut konvenční extrakce třepačkou s vodní lázní při 60 °C |
ultrazvukové Odsávání UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Extrakce polyfenolů olivových listů | 21 minut | 60 minut konvenční tepelně-refluxní odsávání |
ultrasonicator UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Extrakce bioaktivních fenolů z listů Malva sylvestris | 49 minut 48°C při 110W |
5 h odsávání míchaného lože při 150 ot./min |
Ultrasonicator UP200S Analýza HPLC ukázala, že koncentrace bioaktivních fenolů se významně zvýšila (p≺0,05) pod optimálním UAE podmínky. |
Bimakr et al., 2017 |
| Extrakce lipidů ze semen zimního melounu (Benincasa hispida) | ∼36 minut | Superkritická extrakce oxidu uhličitého v kombinaci s technikou kolísání tlaku (SCE-PST) (∼50 minut), superkritický CO2 (∼97 minut) a konvenční Soxhletova extrakce (∼360 minut). | srovnání superkritického oxidu uhličitého (sCO)2), extrakce za pomoci ultrazvuku (UAE), superkritická extrakce oxidu uhličitého v kombinaci s technikou kolísání tlaku (SCE-PST) a Soxhletova extrakce ukazuje, že SAE je nejúčinnější a nejrychlejší extrakční technika. | Bimakr et al. (2015) |
srovnání superkritického oxidu uhličitého (sCO)2), extrakce za pomoci ultrazvuku (UAE), superkritická extrakce oxidu uhličitého v kombinaci s technikou kolísání tlaku (SCE-PST) a Soxhletova extrakce ukazuje, že UAE je nejúčinnější a nejrychlejší extrakční technika.
- Vysoká účinnost extrakce
- Vynikající výtěžnost extrakce
- rychlý proces
- Nízké teploty
- Vhodné pro extrakci termolabilních sloučenin
- Kompatibilní s jakýmkoli rozpouštědlem
- Nízká spotřeba energie
- Technika zelené extrakce
- Snadný a bezpečný provoz
- Nízké investiční a provozní náklady
- 24/7 operace pod těžkým clem
Vysoce výkonné ultrazvukové extraktory pro expresní izolaci sloučenin
Hielscherovo nejmodernější ultrazvukové zařízení umožňuje rychlou extrakci vysoce kvalitních biomolekul z rostlin. Plná kontrola nad parametry procesu, jako je amplituda, teplota, tlak a příkon energie, umožňuje nejúčinnější a nejmírnější podmínky extrakce produkující nepoškozené, vysoce bioaktivní extrakty. Optimalizace ultrazvukových extrakčních parametrů, jako je velikost částic suroviny, typ rozpouštědla, poměr pevných látek k rozpouštědlům a doba extrakce, lze optimalizovat pro nejvyšší účinnost a nejlepší celkové výsledky. Vzhledem k tomu, ultrazvuková extrakce je metoda netepelné extrakce, lze zabránit tepelné degradaci bioaktivních složek, což vede k vynikající kvalitě extraktu.
Celkově výhody, jako je vysoký výtěžek, krátká doba extrakce, nízká teplota extrakce a snížené požadavky na rozpouštědla, činí sonikaci preferovanou metodou extrakce.
Ultrazvuku překonává mikrovlnnou troubu v extrakci antokyanů z bobulí myrty. Sonikace je třikrát rychlejší než mikrovlnná extrakce.
Srovnání ultrazvuku vs konvenční s třepačkou s vodní lázní ukazuje výrazně sníženou dobu extrakce pro celkové fenoly a flavonoidy ze šalvěje při použití ultrazvukové extrakce. Ultrazvuková extrakce vyžaduje pouze jednu třetinu doby extrakce pomocí šejkru na vodní lázeň.
Ultrazvuková extrakce: Zavedeno v laboratoři a průmyslu
Ultrazvuková extrakce je široce používána pro extrakci jakéhokoli druhu bioaktivní sloučeniny z botaniky, hub, řas, bakterií a savčích buněk. Ultrazvuková extrakce byla zavedena jako jednoduchá, nákladově efektivní a vysoce účinná, která vyniká jinými tradičními extrakčními technikami vyššími výtěžky extrakce a kratší dobou zpracování.
S laboratorními, stolními a plně průmyslovými ultrazvukovými systémy snadno dostupnými, ultrazvuková extrakce je dnes dobře zavedenou a důvěryhodnou technologií. Hielscher ultrazvukové extraktory jsou instalovány po celém světě v průmyslových zpracovatelských zařízeních pro výrobu potravinářských a farmaceutických bioaktivních sloučenin.
Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:
| Hromadná dávka | průtok | Doporučené Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000ml | 20 až 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 00,1 až 20L | 00,2 až 4 litry / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 až 100L / min | UIP16000 |
| na | větší | hrozen UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!
Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.
Literatura / Reference
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Fakta Worth Knowing
Pracovní princip ultrazvukové extrakce
Ultrazvuková extrakce je široce používaná metoda pro izolaci a oddělení bioaktivních složek z rostlinných materiálů. Vzhledem k tomu, že sonikace je kompatibilní s jakýmkoli druhem rozpouštědla, může být ultrazvukový extrakční postup optimálně navržen s ohledem na bioaktivní sloučeniny (tj. Cílové sloučeniny), jejich polaritu, rozpustnost, citlivost na teplo a další faktory. Přizpůsobení procesu sonikace specificky určité sloučenině nebo různým sloučeninám lze zvolit nejideálnější nastavení, aby se získal extrakt mimořádně vysoké kvality.
Ultrazvukové vlny spojené s kapalinou nebo kejdou vytvářejí intenzivní vibrace a akustickou kavitaci. Akustická aka ultrazvuková kavitace je určena lokálně se vyskytujícími extrémně vysokými tlakovými rozdíly, smykovými silami a kapalnými tryskami. Tyto síly narušují buněčné stěny, narušují rostlinné buňky a zesilují přenos hmoty mezi vnitřkem buněk a rozpouštědlem. Tím se bioaktivní složky účinně uvolňují do okolního rozpouštědla, odkud lze cílové molekuly snadno izolovat a vyčistit (např. odpařováním rotoru, parní destilací nebo HPLC).
Ultrazvuková extrakce z rostlinných buněk: mikroskopický příčný řez (TS) ukazuje mechanismus působení během ultrazvukové extrakce z buněk (zvětšení 2000x)
[zdroj: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od Laboratoř na průmyslové velikosti.