Opløsningsmidler til ultralydsekstraktion fra planter
- Ultralydsekstraktion byder på mange fordele, såsom høje udbytter, hurtige ekstraktionshastigheder, miljøvenlighed og lavt energiforbrug.
- Et af de stærkeste fordele er anvendelsen af vand som ekstraktionsmiddel. Imidlertid kan der anvendes sonikering med mangfoldige opløsningsmiddelsystemer til at levere overlegne resultater til målrettet ekstrakt.
- Den optimale opløsningsmiddel til ultralyd ekstraktion af vegetabilske bioaktiver vælges i forhold til råmaterialet.
ultralydsekstraktion
Ultralyd er velkendt at forstyrre cellestrukturer og forbedre masseoverføring, hvilket øger ekstraherbarhed biocompounds (fx phenoler, carotenoider).
Da de mekaniske virkninger af lydbehandling forbedre ekstraktionsprocessen som følge af forbedret masseoverføring meget, anvendelse af organiske opløsningsmidler er ofte overflødig. Dette betyder, at for ultralydsekstraktion, vand er ofte en tilstrækkelig ekstraktionsmiddel, som har mange fordele såsom at være billig, ufarligt, let tilgængelige og miljøvenlig.
Men for specifikke bioaktive forbindelser kan opnås de bedste resultater ved ultralydsekstraktion i kombination med et flygtigt opløsningsmiddel.
At vælge det rigtige opløsningsmiddel skal rå materiale (f.eks friske eller tørrede, opblødt / slibes eller i pulverform plantemateriale), og de pågældende stoffer (for eksempel lipofil, hydrofil) overvejes.
Følgende tabel viser adskillige opløsningsmidler, som med succes er blevet testet for ultralyd ekstraktion fra plantemateriale.
| opløsningsmiddel | Plante | Slags væv |
|---|---|---|
| Eddikesyre / urea / cetyltrim-ethylammoniumbromid | ris | klid |
| vandig ethanol | destillationsanlæg korn | korn |
| vandig isopropanol | sojabønne, rapsfrø | frø |
| ethanol | saccharina japonica | – |
| Glacial Actic syre | Sorghum | – |
| Phenol | tomat / kartoffel / aloe vera / sojabønne | pollen / knold / blad / frø |
| Phenol / ammoniumacetat | byg / banan | root / blad |
| Phenol / ammoniumacetat | avocado / tomat / orange / banan / pære / drue / æble / jordbær | frugter |
| Phenol / methanol-ammoniumacetat | nåletræs / banan / æble / kartoffel | frø / frugter |
| Natriumdodecylsulfat / acetone | nåletræs / kartoffel | frø / knold |
| Natriumdodecylsulfat / TCA / acetone | æble / banan | væv |
| Tca | bønner | Også på et andet |
| TCA / acetone | citrus / soja / aloe vera | blade |
| TCA / acetone | sojabønne / nåletræ | frø |
| TCA / acetone | tomat | pollen korn |
| TCA / acetone / phenol | oliven / bambus / grape / citron | blade |
| TCA / acetone / phenol | æble / appelsin / tomat | frugter |
| Thiourinstof / urea | sojabønner | frø |
| Thiourinstof / urea | æble / banan | væv |
| Tris-HCI-puffer | tomat | pollen korn |
Ultralydsekstraktion fra celler: den mikroskopiske tværsnit (TS) af apikal stilk mynte (Mentha piperita) viser mekanismen af aktioner under ultralydsekstraktion fra celler (forstørrelse 2000x) [ressource: Vilkhu et al. 2011]
Ultralydapparater til udvinding
Fra lab og bench-top ultralyds-enheder op til fuld-industrielle ultralyds udsugningsanlæg – Hielscher Ultralyd er du lang tid oplevet partner, når det kommer til stærke og pålidelige ultralyds-enheder til en vellykket ekstraktionsprocesser.
Vores ultralydssystemer er meget udbredt i biokemiske laboratorier og farmaceutiske produktionsanlæg. Ultralyd sonotrodes og reaktorer kan autoklaveres og opfylder de standarder for farmaceutisk produktion.
Hielscher s ultralyd støvsugere er tilgængelige for enhver proces skala – fra laboratorium til produktion.
Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralyds-processorer kan levere meget høje amplituder for at forstyrre celle-matricer og at frigive målrettede stoffer. Amplituder på op til 200 um kan nemt uden stop 24/7 drift. Kraften og robusthed Hielscher s ultralydsudstyr sikre høje udbytter, hurtige ekstraktionshastigheder og mere fuldstændig ekstraktion – udmærker konventionelle ekstraktionsprocesser.
Vores ultralyds-processorer kan kombineres med konventionelle ekstraktionsmetoder såsom Soxhlet ekstraktion eller superkritisk CO2 udvinding. Eftermontering i eksisterende produktionslinier der let kan opnås.
Litteratur / Referencer
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- 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.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Fakta Værd at vide
Ultrasonic Ekstraktion af Kavitation
Intense ultralydsbølger generere akustisk kavitation i væsker. De kavitationskræfter forskydningskræfter bryder cellevæggen og membraner, således at det intracellulære materiale frigives. Ultralydsekstraktion opnår større indtrængning af opløsningsmidlet ind i en vegetabilsk væv og forbedrer masseoverføring. Derved ultralydsekstraktion intensiverer ekstraktionsprocessen væsentligt resulterer i højere udbytter, hurtigere ekstraktionshastigheder og en mere fuldstændig ekstraktion.
opløsningsmiddelsystemer
Til udvinding af bioaktive forbindelser fra vegetabilske materiale forskellige opløsningsmiddelsystemer er tilgængelige. Til ekstraktion af hydrofile forbindelser, er for det meste polære opløsningsmidler, såsom methanol, ethanol eller ethyl-acetat valgt, mens til ekstraktion af lipofile forbindelser (f.eks lipider), opløsningsmiddelsystemer såsom dichlormethan eller dichlormethan / methanol (v / v 1: 1 ) er foretrukne. Hexan anvendes ofte som opløsningsmiddel for klorofyl ekstraktion.
Organiske opløsningsmidler
Et organisk opløsningsmiddel er en type af flygtige organiske forbindelser (VOC). VOC er organiske kemikalier, der fordamper ved stuetemperatur.
Organiske forbindelser, der anvendes som opløsningsmidler indbefatter:
- aromatiske forbindelser, f.eks benzen og toluen
- alkoholer, f.eks methanol
- estere og ethere
- ketoner, f.eks acetone
- aminer
- nitro- og halogenerede carbonhydrider
Mange organiske opløsningsmidler er klassificeret som giftige eller kræftfremkaldende. I tilfælde af forkert håndtering, kan de være farlige for mennesker og kan forurene luft, vand og jord.
bioaktive forbindelser
Bioaktive forbindelser defineres som stoffer, som har indflydelse på levende organismer, væv eller celler. Biologisk aktive stoffer indbefatter antibiotika, enzymer og vitaminer. Bioaktive stoffer, såsom carotenoider og polyphenoler kan udvindes f.eks fra frugter, blade og grøntsager, mens phytosteroler findes i vegetabilske olier.
Planteafledte bioaktive forbindelser indbefatter flavonoider, koffein, carotenoider, cholin, dithiolthiones, phytosteroler, polysaccharider, phytoøstrogener, glucosinolater, polyphenoler, og anthocyaniner. Mange bioaktive stoffer værdiansættes for at virke som antioxidanter og betragtes derfor som sundhed gavnlig.
[/callout]