Hielscher Ultralydsteknologi

Overlegen catechin ekstrakter med ultralyd

Catechin såsom epigallocatechin gallate (EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin gallate (EKG), og epicatechin (EF) er polyfenoler, som viser betydelige sundhedsmæssige fordele. Mens katekin findes i mindre mængder i grøn te, kakao, frugt og nogle andre fødevarer, for høj dosis indtag katekin ekstrakter foretrækkes. Ultralydsekstraktion er en letkøbt og hurtig grøn teknik til at isolere katekiner fra planter, fx grønne teblade, ved hjælp af vand som opløsningsmiddel. Ultralydproducerede katekinekstrakter er opløsningsmiddelfrie forbindelser af høj kvalitet til brug i kosttilskud og lægemidler.

Ultralydsekstraktion af katekiner

Grøn te blade er rige på katekiner såsom epigallocatechin gallate (EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin gallate (EKG), og epicatechin (EF), som kan udvindes ved ultralydbehandling.Ultralydsekstraktion er en ikke-termisk teknik, som er baseret på anvendelse af rene mekaniske kræfter. Lavfrekvente, højintensive ultralydbølger kobles via en ultralydsonde (sonotrode) i et flydende medium. De intense forskydningskræfter af akustisk kavitation perforeres og forstyrrer cellemembraner, forbedremasseoverførsel mellem celleinteriøret og opløsningsmidlet og frigiver de intracellulære forbindelser i opløsningsmidlet.
I deres omfattende gennemgang af ekstraktionsmetoder fra grøn te (Camellia sinensis) fandt Banerjee og Chatterjee (2015), at sonde-type ultralydapparater er betydeligt mere effektive end ultralydbade. Endvidere, forfatterne anfører, at ultralydekstraktion er den foretrukne tilstand af te katekiner ekstraktion på grund af øget effekt af ekstraktionsprocessen ved lavere temperatur, hvilket forhindrer termisk nedbrydning af varmefølsomme forbindelser og bevarer deres medicinske værdi. Høj temperatur ekstraktion fører ofte til nedbrydning af polyfenoler og øger protein og pektin frigivelse, som forstyrrer den organoleptiske kvalitet af te ved creme dannelse. Fordelen ved sonikering ligger i dens ikke-termiske mekanisme. Ultralydsekstraktion kan øge tepolyfenoludbyttet ved 65°C, mens den sammenlignes med traditionel ekstraktion ved 85°C.
Ultralydsekstraktion giver et højt udbytte af næringsstoffer af høj kvalitet. Som en ikke-termisk proces undgår ultralydsekstraktion tab af varmefølsomme næringsstoffer.
Ultralydsekstraktion kan også udføres ved stuetemperatur eller i afkølede væsker. Klik her, for at læse mere om ultralyd kold-bryg te!

Fordele ved ultralyd EGCG Udvinding

  • Opløsningsmiddelfri / vandbaseret
  • høj ekstraktionsudbytte
  • Højkvalitetsekstrakter
  • Fuld spektrum ekstrakter
  • hurtig proces
  • Grøn, miljøvenlig
  • enkel og sikker betjening
  • Lav vedligeholdelse
  • hurtig RoI
Ultralydprocessor UIP2000hdT (2kW) med omrørt batchreaktor

ultralydshomogenisator UIP2000hdT (2kW) med kontinuerligt omrørt batchreaktor

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Casestudie af ultralydkatekinekstraktion

Ultralydsekstraktion kan udføres ved hjælp af forskellige opløsningsmidler, herunder vand, ethanol, vand: ethanolmix, isopropanol, vegetabilsk olie, glycerin osv.
I en undersøgelse fra 2018 sammenlignede Ayyildiz et al. ultralydsekstraktion med vand og ethanol som opløsningsmidler med den konventionelle varmtvandsekstraktionsmetode. I denne undersøgelse af pilotskalaen Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ultralydsator i batch og i kontinuerlig flow setup.
Resultaterne viste, at ultralydsekstraktion med ethanol var signifikant (p < 0.05) more efficient to extract higher yields of EGCG, EGC, ECG, and EC than conventional hot water extraction and ultrasonic water-based extraction. Under optimised process conditions, almost 100% and 50% more EGCG content was obtained ultrasonic ethanol extraction than conventional hot water extraction and ultrasonic extraction with water, respectively. The optimal conditions for the ultrasonic extraction of EGCG with ethanol were 66.53ºC, 43.75 min and, 67.81% ethanol. Ultrasonic extraction is the preferred mode of tea catechins due to the increased efficacy of extraction process at lower temperature by retaining their antioxidant activity. [/two_thirds] [one_third_last] [/one_third_last] [two_thirds]

Højtydende ultralyds udsugningsanlæg

Hielscher Ultrasonics ' ekstraktionssystemer anvendes over hele verden i fødevarer og pharma til kommerciel produktion af planteekstrakter af høj kvalitet, der anvendes som kosttilskud og lægemidler. Uanset om du ønsker at producere mindre partier af koldbrygget te eller behandle store mængder polyfenol / katekinekstrakter af høj kvalitet, har Hielscher Ultrasonics den egnede ultralydsudsugning til dig. Ultralydapparaterne er nemme og sikre at betjene. Intuitiv software og digital kontrol via touch-display giver mulighed for en præcis proceskontrol. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved kraftig og krævende miljøer.

Processtandardisering med Hielscher Ultrasonics

Ekstrakter af fødevare- og pharmakvalitet bør fremstilles i overensstemmelse med god fremstillingspraksis (GMP) og i henhold til standardiserede forarbejdningsspecifikationer. Hielscher Ultrasonics digitale ekstraktionssystemer leveres med intelligent software, hvilket gør det nemt at indstille og styre sonikeringsprocessen præcist. Automatisk dataregistrering skriver alle ultralydprocesparametre såsom ultralydenergi (total og nettoenergi), amplitude, temperatur, tryk (når temp og tryksensorer er monteret) med dato og tidsstempel på det indbyggede SD-kort. Dette giver dig mulighed for at revidere hver ultralyd behandlet parti. Samtidig sikres reproducerbarhed og konstant høj produktkvalitet.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralyds homogenisatorer til dispersion, emulgering og celle ekstraktion.

High-Power ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og Industriel vægt.

Litteratur / Referencer



Fakta Værd at vide

ultralydsekstraktion – arbejdsprincip

Ultralydsekstraktion er en mekanisk metode til at frigive og isolere intracellulære forbindelse fra cellematricer såsom planteceller. Når ultralydsbølger med høj effekt kobles til en gylle (f.eks. bestående af udblødte plantepartikler i vand eller opløsningsmiddel), genererer de meget energiske ultralydbølger kavitation. Kavitation ender lokalt med ekstreme temperaturer, tryk, opvarmnings-/kølehastigheder, trykforskelle og høje forskydningskræfter i mediet. Når kavitationsbobler imploderer på overfladen af faste stoffer (såsom partikler, planteceller, væv osv.), genererer mikrostråler og interparticlular kollision virkninger såsom overfladeafskalning, erosion og partikelnedbrydning. Derudover skaber implosionen af kavitationsbobler i flydende medier makro-turbulenser og mikroblanding.
Ultralydbestråling repræsenterer en effektiv måde at forbedre masseoverførselsprocesser på, da sonikering resulterer i kavitation og dens relaterede mekanismer såsom mikrobevægelse af væskestråler, kompression og dekompression i materialet med den efterfølgende afbrydelse af cellevægge samt høje opvarmnings- og kølehastigheder.

Ultralyd disruptorer anvendes til ekstraktioner fra plantekilder (f. eks planter, alger, svampe)

Ultralydsekstraktion fra planteceller: den mikroskopiske tværsnit (TS) viser mekanismen af handlinger under ultralydsekstraktion fra celler (forstørrelse 2000x) [ressource: Vilkhu et al. 2011]

Ultralydbehandling af plantemateriale fragmenter matrixen af planteceller og forbedrer hydrering af det samme. Chemat et al. (2015) konkluderer, at ultralydsekstraktion af bioaktive forbindelser fra botaniske stoffer er resultatet af forskellige uafhængige eller kombinerede mekanismer, herunder fragmentering, erosion, kapillaritet, detexturation og sonoporation. Disse effekter forstyrrer cellevæggen, forbedrer masseoverførslen ved at skubbe opløsningsmidlet ind i cellen og suge fyto-sammensatte opløsningsmiddel ud, og sikre flydende bevægelse ved mikro-blanding.

Hvad er de største fordele ved ultralydsekstraktion?

  • Hurtig proces og højt output
  • Lav energiforbrug
  • Reducerede behandlingsomkostninger
  • Ikke-termisk teknologi
  • Højere renhed
  • Grøn teknologi

Akustisk kavitation og dens virkninger

I væsken skaber ultralydbølgerne intense vekslende højtryks-/lavtrykscyklusser, hvilket resulterer i dannelsen af kavitationsbobler. Over flere trykcyklusser vokser kavitationsboblerne, indtil de når en grænse, hvor boblen ikke kan absorbere mere energi. På dette tidspunkt boblen implodes voldsomt. Under bobleimplosion ekstreme forhold såsom høje temperaturer på op til 5000K, tryk på op til 2000atm, meget høje opvarmning / køling satser og trykforskelle forekomme. Da boblekollapsedynamikken er hurtigere end masse- og varmeoverførsel, er energien i kollapsehulen begrænset til en meget lille zone, også kaldet "hot spot". Kavitationsboblens implosion resulterer også i mikroturbulenser, væskestråler på op til 280 m/s hastighed og deraf følgende forskydningskræfter. Dette fænomen er kendt som ultralyd eller akustisk kavitation.

Ultralyd/akustisk kavitation skaber meget intense kræfter, som åbner cellevæggene kendt som lysis (Klik for at forstørre!)

Ultralydsekstraktion er baseret på akustisk kavitation og dens hydrodynamiske forskydningskræfter

Katekiner

Grøn te er kendt for at være rig på polyfenoler såsom caffeic syre, gallic syre, katekin, epicatechin, gallocatechin, katekin gallate, gallocatechin gallate, epicatechin gallate, epigallocatechin, og epigallocatechin gallate (EGCG), hvilket gør grøn te en populære helsekost forbruges som drik og som ekstrakt. EGCG er en velkendt katekin, som findes i store mængder i de tørrede blade af grøn te (7380 mg pr. 100 g), hvid te (4245 mg pr. 100 g) og i mindre mængder i sort te (936 mg pr. 100 g). Under sort te produktion, er katekiner for det meste omdannet til theaflaviner og thearubigins via polyfenol oxidaser.

Sundhedsmæssige fordele ved Epigallocatechin Gallate (EGCG)

Fra gruppen af katekiner, epigallocatechin gallate (EGCG) er den mest forsket og mest lovende en. Fra anti-cancer, antioxidative, anti-inflammatoriske, anti-fibrose, anti-collagenase til immunsystemet styrke og anti-aging effekter, EGCG viser mange fordele og forbruges derfor i form af grøn te drik samt i form af kosttilskud kapsler, pulvere, tabletter osv.
Forskningsundersøgelser tyder på, at katekiner som epigallocatechin gallate (EGCG) kan reducere inflammation og kan forhindre visse kroniske tilstande, såsom hjertesygdomme, diabetes, og nogle former for kræft.

EGCG og dens anticancer effekter

Da kræft er en ofte livstruende sygdom, er EGCG's anticanceregenskaber under kraftig forskning. Undersøgelser tyder på, at EGCG kan hæmme tumorigenese ved at reducere eller fjerne kræftfremkaldende virkninger. Der er resultater tyder på, at EGCG forhindrer diethylnitrosamin-induceret fedme-relaterede levertumorigenesis ved at hæmme IGF/IGF-1R akse, forbedre hyperinsulinæmi, og svækket kronisk inflammation. En anden mechnaism af EGCG's anticancer effekt er hæmning af angiogenese og dermed fastholde tumor spredning.

EGCG og dets antioxidative virkninger

Utallige antioxidative processer forekommer i den menneskelige krop og bidrage til sundhed, styrke og velvære. EGCG er en antioxidant. Antioxidanter kan beskytte mod cellulære skader ved at skylle frie radikaler og neutralisere dem. Phenolringene i EGCG-strukturen fungerer som elektronfælder og skyllevæsker af frie radikaler, hæmmer dannelsen af reaktive iltarter og reducerer derved skader forårsaget af oxidativt stress.

EGCG og dets antiinflammatoriske virkninger

Inflammation er kan være forårsaget af sygdom, kronisk stress og miljøforurening. Kroppen reagerer på sådanne stressfaktorer med inflammation, som er karakteriseret ved aggregering af et stort antal immunceller på de inflammatoriske steder, frigivelse af proinflammatoriske cytokiner og reaktive ilt/nitrogenarter (ROS/RNS). ROS/RNS er relateret til aktivering af transskriptionsfaktorNF-B og aktivatorprotein-(AP-)1. Efter aktivering, NF-jB og AP-1 overførsel fra cytoplasmaet til kernen og upregulate en række inflammatoriske genudtryk, som efterfølgende forårsager en forværret inflammatorisk respons og vævsskader.
EGCG hæmmer overførslen af NF-B og AP-1, at udtrykket af iNOS og COX-2 er downregulated primært ved scavenging nitrogenoxid, peroxynitrite, og andre ROS / RNS og produktionen af inflammatoriske faktorer er reduceret.

EGCG og dens virkninger på Osteogenesis Promotion

Osteoporose er en alvorlig sygdom karakteriseret ved degeneration af knoglematrix og tab af knogletæthed. EGCG viser lovgivningsmæssige virkninger på knoglemetabolismen. EGCG kan fremkalde apoptose af osteoklaster og hæmme dannelsen af osteoklaster ved at blokere dannelsen af NF-B og IL-1b. Desuden kan det fremme dannelsen af mineraliserede knogleknuder.
[jf. Jia Deng; Yi Mand; Yili Qu (2017): Grøn te ekstrakter Epigallocatechin-3-gallate for forskellige behandlinger. BioMed Research International Vol. 2017]