Meget effektiv Chaga-ekstraktion via sonikering

Chaga-svampe (Inonotus obliquus) er rige på meget potente fytokemikalier (f.eks. polysaccharider, betulinsyre, triterpenoider), som vides at bidrage til sundhed og bekæmpe sygdomme. Brug af ultralydsfrekvens med høj effekt til chaga-ekstraktion er den foretrukne teknik til at producere overlegne chaga-ekstrakter af højeste kvalitet og udbytte.

Chaga svampeekstrakter af ultralyd

Ultralydsekstraktion er en meget effektiv teknik til frigivelse af fytokemiske forbindelser fra botaniske stoffer som planter og svampe.
Chaga mushrooms are rich in several compounds such as polysaccharides, triterpenes, and polyphenols, which are responsible for most of its health-promoting and therapeutic effects. Chaga’s major bioactive compounds are polysacchardides (e.g., β-glucans, proteoglycans comprising d-galactose, d-glucose, d-xylose, and d-mannose), triperpenoids (e.g., betulin, betulinic acid), polyphenols, phytosterols (e.g., inotodiol) amongst other compounds.

Ultralydsekstraktion bryder effektivt cellerne i chaga-svampen og frigiver de intracellulære forbindelser (dvs. de bioaktive fytokemikalier) i opløsningsmidlet. Ultralydsekstraktion er baseret på arbejdsprincippet for akustisk kavitation. Virkningerne af ultralyd? akustisk kavitation er høje forskydningskræfter, turbulenser og intense trykforskelle. Disse sonomekaniske kræfter bryder cellulære strukturer såsom de kitinøse svampecellevægge, fremmer masseoverførsel mellem chaga-materiale og opløsningsmiddel og resulterer i meget høje ekstraktudbytter inden for en hurtig proces. Derudover fremmer sonikering steriliseringen af ekstrakter ved at dræbe bakterier og mikrober. Mikrobiel inaktivering ved sonikering er et resultat af de destruktive kavitationskræfter til cellemembranen, produktionen af frie radikaler og lokaliseret opvarmning.

Hvorfor er ultralyd Chaga-ekstraktion så fordelagtig?

Ultralydsekstraktion anvendes inden for mange områder af ekstraktproduktion, f.eks. botaniske og urteekstrakter til fødevarer, kosttilskud, lægemidler og kosmetik. Et meget fremtrædende eksempel på ultralydsekstraktion er ekstraktion af cannabidiol (CBD) og andre forbindelser fra cannabisplanten.
Da ultralydsekstraktion er en ikke-termisk ekstraktionsteknik, behandles de bioaktive forbindelser mildt med ultralydbølger, og derved forhindres den termiske nedbrydning af følsomme planteforbindelser. Alle ultralydsprocesparametre, dvs. amplitude, intensitet, temperatur og tryk, kan styres nøjagtigt. Dette giver mulighed for præcis proces- og kvalitetskontrol og gør det nemt at gentage og reproducere når de opnåede ekstraktionsresultater. Ekstraktproducenter værdsætter ultralydbehandling for dens pålidelige procesrepeterbarhed, som hjælper med at standardisere processer og produkter på høje kvalitetsniveauer.

Høj kvalitet, højt udbytte Chaga-ekstrakter ved sonikering

Forskning bekræfter, at ultralydsproducerede chaga-svampeekstrakter indeholder flere triterpenoider end et konventionelt varmtvandsekstrakt. Ultralydsekstraktionsteknikken fremmer frigivelse og isolering af alle vigtige forbindelser fra chaga (I. obliquus) svampe. Den ultralydassisterede ekstraktion udmærker sig ved alternative ekstraktionsmetoder ved overlegen effektivitet og en forbedret biotilgængelighed af de bioaktive fytokemikalier i svampeekstraktet. Uddragene fra videnskabelige forskningsundersøgelser viser den høje effektivitet og udbytte af ultralyd chaga-ekstraktion.

Polysaccharid ekstraktion fra Chaga

Zhang et al. brugte ultralydsassisteret ekstraktion til at udvikle optimale betingelser for ekstraktion af polysaccharider fra I. obliquus, med de bedste betingelser, der involverede brug af vand som opløsningsmiddel i 15 minutter ved 95 °C med ultralydsfrekvensekstraktion, hvilket gav ekstraktionsværdier på 1,82%

Betulin? Betulinsyreekstraktion fra Chaga

Resultaterne viser, at ultralyd har spillet en aktiv rolle i udvindingen af betulin og betulinsyre, fordi det kan tvinge cellevægge til at åbne sig og fremmer bedre masse- og varmeoverførsel. Dette hjælper igen med at udvinde de ønskede fytokemikalier på kort tid med høj effektivitet. Den lille stigning i udbyttet ved tilsætning af opløsningsmiddelekstraktionstrinnet efter ultralydbehandling indikerede, at de fleste af disse forbindelser skal være ekstraheret ud af biomassen. De opnåede resultater angiver den maksimale mængde ekstraherbart betulin i biomassen. (Alhazmi, 2017) Samlet set øgede ultralydbehandling dramatisk betulin- og betulinsyreudbyttet.

Trin-for-trin ekstraktionsprotokol

For at isolere et stærkt fuldspektret ekstrakt fra chaga-svampe (Inonotus obliquus) anvendes en to-trins ekstraktionsprotokol ved hjælp af ultralyd.
Materiale: Tørret I. obliquus (100g) knuses i mindre stykker på ca. 1,3cm2 (0,5×0.5 tommer). Det chrushede svampemateriale anbringes i et 1,5L glasbægerglas.

1. Trin: Ultralyd kold ekstraktion: Den tørrede, malede chaga suspenderes i 1000 ml 60% ethanol i renset eller destilleret vand (v/v; 60% ethanol: 40% vand) ved at tilsætte opløsningsmiddelblandingen i glasbægerglasset med chagaen. Til ekstraktion anvendes en ultralydsekstraktor UP400St udstyret med sonotrode S24d22L2D. Ultralydsapparatets horn (sonotrode) nedsænkes i suspension af svamp og opløsningsmiddel. Brug af en omrører er valgfri, men kan hjælpe med at transportere plantepartiklerne ensartet til sonotroden. Sørg for, at sonotroden ikke rører ved bægerets vægge. Indstil amplituden til 100% og soniker i ca. 10 min. UP400St leveres med en tilsluttbar temperatursensor. Forbind termoelementet med ultralydsapparat, og indsæt sensoren i ophænget. I den digitale menu på ultralydsenheden UP400St, kan du indstille en øvre temperaturgrænse. Ultralydsapparatet holder pause, når dette temperaturmaksimum er nået, og starter automatisk, så snart suspensionen har nået den lavere værdi af det indstillede ∆T. Anbefalede ∆T-værdier er ca. 30°C som øvre og 20°C som nedre temperaturværdi. Brug af et vand- eller isbad hjælper med at holde temperaturen under sonikering lav. Efter sonikering fjernes svampefaststofferne ved filtrering og presning. Opløsningsmidlet med de ekstraherede fytokemikalier gennemgår vakuumfordampning eller rotorfordampning, så chagafraktionen fra ethanolekstraktion til sidst opnås. De resterende chaga-faste stoffer kan bruges til et valgfrit andet iblødsætningstrin, ultralydsvarmekstraktionen.
2. Trin (valgfrit): Ultralyd varm ekstraktion: Det fra første ekstraktion genvundne chaga-råmateriale bruges i det andet trin af ultralyd varm ekstraktion til at isolere fraktionen af stadig resterende fytokemikalier i chaga-svampene. Svampematerialet anbringes i et glasbægerglas, 600 ml frisk 60% ethanol: 40% vandopløsningsmiddel tilsættes og opvarmes til ca. 70°C. Under sonikering kan temperaturen stige op til 95 °C. Den ekstra varme fremmer frigivelsen af resterende fytokemikalier. Da næsten alle termofølsomme forbindelser er blevet ekstraheret under termisk kontrollerede forhold i trin 1 , kan dette andet trin eventuelt anvendes til at skabe et meget stærkt ekstrakt, der er komplet i alle fytokemikalier i chaga-svampen. Suspensionen sonikeres med UP400St på samme måde som beskrevet ovenfor. Filtrer, pres og adskil svampe fra vandekstrakt. Fytobestanddelene i den anden ekstraktion isoleres også via fordampning.

Begge chagaekstraktfraktioner, fra vand- og ethanolekstraktion, blandes sammen, så der opnås et fuldspektret chaga-svampeekstrakt. Dette ekstrakt kan formuleres til forskellige produkter såsom tinkturer, kapsler eller spiselige produkter.

Denne proces er fuldstændig lineær, skalerbar til enhver anden diskenhed. Ved anvendelse af de samme ultralydsparametre (ultralydsintensitet Ws? L, tryk, temperatur, faststof: væskekoncentration), kan alle når etablerede resultater af ultralyd chaga-ekstraktion simpelthen skaleres til større (eller mindre) volumener, mens de opnår de samme resultater (dvs. udbytter, proceseffektivitet).

Ultrasonically produced mushroom extracts are rich in polysaccharides, which are known for numerous beneficial health effects. The ultrasonicator UP100H is a 100 watts powerful ultrasonic extractor for the efficient extraction of medicinal mushrooms such as chaga, lion’s mane, reishi or cordyceps.

Dit valg af opløsningsmiddel

Ultralydsekstraktion er kompatibel med ethvert opløsningsmiddel. Dette giver dig mulighed for at bruge det opløsningsmiddel, du foretrækker. I chaga-ekstraktionsprotokollen ovenfor anbefaler vi en opløsningsmiddelopløsning bestående af 60% ethanol: 40% vand (v/v). Kombinationen af ethanol og vand gør det muligt at frigive fytokemikalier med forskellige polariteter. Alternativt kan der anvendes en tofaset ekstraktion med ethanol i et første ekstraktionstrin og vand i et andet ekstraktionstrin. Ultralydsekstraktion ved hjælp af en opløsningsmiddelkombination af alkohol og vand frigiver vandopløselige og alkoholopløselige fytokemikalier fra svampe såsom chaga.
Derfor er ekstraktion grundlæggende for at skabe rene og potente svampeekstrakter.
Andre opløsningsmidler, der anvendes til Inonotus obliquus-ekstraktion, er blandt andet isopropanol, methanol, methanol indeholdende 10% eddikesyre, ethylacetat. For ekstrakter af fødevarekvalitet anbefales et ikke-giftigt opløsningsmiddel, da der efter fjernelse af opløsningsmiddel (f.eks. fordampning) nogle gange kan være rester af spormængder tilbage i ekstraktet.

Hvorfor give ultralydsbade utilstrækkelige Chaga-ekstraktionsresultater?

Ultralydsbade bruges almindeligvis til milde rengøringsapplikationer. I et ultralydsbad forekommer akustisk kavitation ukontrolleret og ujævnt fordelt gennem en relativt stor tank. Hvis du lægger et glasbæger med din svampe-opløsningsmiddelblanding i et ultralydsbad, skal de i forvejen svage ultralydsbølger passere gennem bægervæggene, hvilket mindsker ultralydens intensitet yderligere. Det betyder, at ultralydsintensiteten af en ultralydsrensetank er for svag til en effektiv svampeekstraktion. Svampecellevægge indeholder chitin, et hårdt materiale, der gør svampeceller meget stive og svære at forstyrre. For at frigive de bioaktive forbindelser fra svampe som chaga kræves ultralyd med høj intensitet. Ultralydssonder skaber meget mere intens akustisk kavitation, den kraft, der bryder svampecellevægge op.
 

UV-Vis analysediagrammet viser sammenligningen mellem ultralydssonde og ultralydsbadekstraktion af chaga-svamp. Sonde-type ultralydsapparat UP100H (sort kurve) giver betydeligt højere udbytter af bioaktive chaga-forbindelser.

 
Læs mere om forskellene mellem ultralydssonder og ultralydsbade og se, hvordan de sammenligner sig i ekstraktionseffektivitet!

Højtydende ultralydapparater til Chaga-ekstraktion

Ultralydsekstraktion er en pålidelig behandlingsteknologi, der letter og fremskynder produktionen af ekstrakter af høj kvalitet fra forskellige råmaterialer såsom chaga og andre svampe. Hielscher Ultrasonics-porteføljen dækker hele spektret fra kompakte laboratorie-ultralydapparater til industrielle ekstraktionssystemer. Derved kan vi hos Hielscher tilbyde dig den bedst egnede ultralydsapparat til din påtænkte proceskapacitet. Vores mangeårige erfarne medarbejdere hjælper dig fra gennemførlighedstest og procesoptimering til installation af dit ultralydssystem på det endelige produktionsniveau.
Det lille fodaftryk af vores ultralydsekstraktorer samt deres alsidighed i installationsmuligheder gør, at de passer selv ind i pektinbehandlingsfaciliteter med lille plads. Ultralydsprocessorer er installeret over hele verden i produktionsfaciliteter til fødevarer, farmaceutiske og kosttilskud.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikeret udsugningsudstyr

Hielscher Ultrasonics produktportefølje dækker hele spektret af højtydende ultralydsekstraktorer fra lille til stor skala. Ekstra tilbehør giver mulighed for nem montering af den bedst egnede ultralydsenhedskonfiguration til din chaga-ekstraktionsproces. Den optimale ultralydsopsætning afhænger af den påtænkte kapacitet, volumen, råmateriale, batch- eller inline-proces og tidslinje.

Batch og kontinuerlig gennemstrømning

Hielscher ultralydapparater kan bruges til batch og kontinuerlig gennemstrømningsbehandling. Ultralydsbatchbehandling er ideel til procestest, optimering og små til mellemstore produktionsniveauer. For en producerende store mængder chaga-svampe kan inline-behandling være mere fordelagtig. En kontinuerlig inline-blandingsproces kræver sofistikeret opsætning – består af en pumpe, slanger eller rør og tanke -, men det er yderst effektivt, hurtigt og kræver betydeligt mindre arbejdskraft. Alle industrielle systemer kan betjenes under forhøjede tryk, hvilket øger kavitationen og dermed udsugningseffektiviteten. Hielscher Ultrasonics har den bedst egnede ekstraktionsopsætning til din ekstraktionsvolumen og procesmål.

Ultralydsekstraktorer til enhver produktkapacitet

Hielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte laboratorieultralydapparater over bord- og pilotsystemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle lastbiler i timen. Det fulde produktsortiment giver os mulighed for at tilbyde dig den bedst egnede ultralydsekstraktor til din chaga såvel som andre svampe, proceskapacitet og produktionsmål.
Ultralydsbordsystemer er ideelle til gennemførlighedstest og procesoptimering. Lineær opskalering baseret på etablerede procesparametre gør det meget nemt at øge forarbejdningskapaciteten fra mindre partier til fuldt kommerciel produktion. Opskalering kan udføres ved enten at installere en mere kraftfuld ultralydsudsugningsenhed eller klynge flere ultralydapparater parallelt. Med UIP16000 tilbyder Hielscher den mest kraftfulde ultralydsekstraktor på verdensplan.

Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Alle Hielscher ultralydapparater er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste i produktionen. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten og effektiviteten af ultralydsekstraktion af fytokemikalier fra chaga-svamp (Inonotus obliquus).
Alle Hielscher ultralydsapparater’ processors allow for the precise setting of the amplitude. Sonotrodes and booster horns are accessories that allow to modify the amplitude in an even wider range. Hielscher’s industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes and deliver the required ultrasonic intensity for demanding applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at behandle dit råmateriale af svampe med de mest effektive ultralydsbetingelser. Optimal sonikering for de bedste ekstraktionsresultater!
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments. This makes Hielscher’s ultrasonic equipment a reliable work tool that fulfils your extraction requirements.

Nem, risikofri test

Ultralydsprocesser kan skaleres fuldstændigt lineært. Dette betyder, at hvert resultat, du har opnået ved hjælp af en ultralydsapparat i laboratoriet eller en ultralydsmaskine, kan skaleres til nøjagtigt det samme output ved hjælp af nøjagtig de samme procesparametre. Dette gør ultralydbehandling ideel til risikofri gennemførlighedstest, procesoptimering og efterfølgende implementering i kommerciel fremstilling. Kontakt os for at lære, hvordan sonikering kan øge din chaga-ekstraktproduktion.

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher’s high-performance extractors.
Du kan købe Hielscher ultralydsprocessor i enhver anden størrelse og nøjagtigt konfigureret til dine proceskrav til svampeekstraktion. Fra behandling af svampe i et lille laboratoriebæger til kontinuerlig gennemstrømningsblanding af svampeopslæmninger på industrielt niveau tilbyder Hielscher Ultrasonics en passende ultralydsapparat til dig! Kontakt os venligst – Vi er glade for at kunne anbefale dig den ideelle ultralydsopsætning!

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: