Ultralydsekstraktion af bioaktive forbindelser fra bittermelon
- Bittermelon (også kendt som bitteræble, bittergræskar, bittersquash og balsampære) er en frugt med et højt indhold af sundhedsgavnlige forbindelser såsom antioxidanter, flavonoider, phytosteroler og saponiner.
- Sonikering er velkendt for at intensivere ekstraktionen af bioaktive stoffer fra plantemateriale.
- Ultralydsekstraktion frigiver ekstrakter af høj kvalitet fra bittermelon og udmærker sig ved øget udbytte samt hurtig og enkel forarbejdning.
Bittermelonens bioaktive forbindelser
Bittermelon (Momordica charantia L.) er en tropisk frugt, som er rig på mange forskellige fytokemiske forbindelser såsom antioxidanter, phytosteroler, glykosider, saponiner, alkaloider og triterpener. På grund af sit høje indhold af bioaktive stoffer værdsættes bittermelon som lægeplante og superfood. Især dens saponiner, som findes i alle plantens dele såsom frugtkød, frø og blade, har en blodsukkersænkende virkning og anvendes derfor som naturlige antidiabetiske midler.
Ultralydsekstraktion, der er velkendt som en fremragende ekstraktionsteknik, øger frigivelsen af bioaktive plantebestanddele såsom saponiner, flavonoider, polyfenoler, polysakkarider, terpenoider, tanniner og alkaloider.
Ultralydsekstraktion fra bittermelon
Sonikering er en dokumenteret teknik, der er kendt for at intensivere ekstraktionsprocesser fra plantemateriale. Intense ultralydsbølger nedbryder celler, øger masseoverførslen og fremmer dermed frigivelsen af bioaktive forbindelser. Ud over ekstraktion af plantebestanddele fra bittermelon anvendes ultralyd med succes til fremstilling af ekstrakter fra kaffe, safran, cannabis, munkefrugt, ayurvediske urter, medicinske svampe og mange andre planter.
Ultralydsekstraktion af alger med UP400St i en batch på 8L
Casestudie
Ultralydsekstraktion har vist sig at være en hurtig og effektiv metode til ekstraktion af charantin fra M. charantia-frugter. Sonikering blev udført i en methanol-vand-blanding (80:20, v/v) ved 46°C med et forhold mellem fast stof og opløsningsmiddel på 1:26, w/v og resulterede i et øget charantinudbytte på mere end 3 mg/g charantin fra bittergræskarpulver. Sonikeringsprotokollen var 2,74 gange mere effektiv til ekstraktion af charantin sammenlignet med Soxhlet-metoden. (Ahamad et. 2015)
- Højere udbytte
- Høj kvalitet
- Hurtig ekstraktion
- Skånsom, ikke-termisk proces
- Vand eller opløsningsmiddel
- Enkel og sikker betjening
Vælg dit opløsningsmiddel
Ved ultralydsekstraktion kan du vælge mellem forskellige opløsningsmidler, herunder vand, alkohol, ethanol, methanol eller ethanol-vand-blandinger, som allerede er blevet testet og har vist sig at være effektive til isolering af fenolforbindelser fra bittermelon. Sonikering kan anvendes til vandekstraktion uden opløsningsmiddel (f.eks. til fremstilling af økologiske ekstrakter) eller kombineres med et opløsningsmiddel efter eget valg.
Læs mere om opløsningsmidler til ultralydsekstraktion fra plantemateriale!
SonoStation – et ultralydssystem med 2x 2kW ultralydsapparater, omrørt tank og pumpe – er et brugervenligt system til ekstraktion.
Højtydende ultralydsekstraktorer
Hielschers ultralydsudstyr anvendes i vid udstrækning til isolering af aktive forbindelser fra plantemateriale. Hielscher leverer ultralydsekstraktorer til alle procesvolumener og kan derfor anbefale den ultralydsprocessor, der er bedst egnet til dine behov. Fra små håndholdte laboratoriesystemer til analyser og gennemførlighedstest til ultralydsapparater til pilotanlæg og fuldt industrielle ultralydsreaktorer har Hielschers produktsortiment den ideelle opstilling til din ekstraktionsproces. Afhængigt af din proces kan ultralydsekstraktion udføres batchvis eller med kontinuerligt flow. Et bredt udvalg af tilbehør såsom sonotroder, boosterhorn, flowceller og reaktorer gør det muligt at udstyre ultralydsopstillingen optimalt til processens mål.
Hielschers ultralydsprocessorer kan styres præcist, og procesdata registreres automatisk på det integrerede SD-kort i vores digitale ultralydssystemer. Den pålidelige styring af procesparametrene sikrer en ensartet høj produktkvalitet og muliggør standardisering af processen.
Hielschers robuste ultralydsudstyr muliggør drift 24/7 under høj belastning og i krævende miljøer. Enkel og sikker betjening samt et lavt vedligeholdelsesbehov gør Hielschers ultralydssystemer til den pålidelige arbejdshest i din produktion.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet:
| Batchvolumen | Flowhastighed | Anbefalede apparater |
|---|---|---|
| 0,5 til 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 til 500mL | 10 til 200mL/min | UP100H |
| 10 til 2000mL | 20 til 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 til 20L | 0,2 til 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 til 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | højere | klynge af UIP16000 |
Kontakt os nu for yderligere oplysninger! Vores veluddannede medarbejdere drøfter gerne din ekstraktionsproces med dig!
Kontakt os! / Spørg os!
Ultralydsprocessorer med høj effekt fra laboratorie- til pilot- og industriskala.
Litteratur / Referencer
- Ahamad, Javed; Amin, Saima; Mir, Showkat R. (2015): Optimization of ultrasound-assisted extraction of charantin from Momordica charantia fruits using response surface methodology. J Pharm Bioallied Sci. 2015 Oct-Dec; 7(4): 304–307.
- Santana de Oliveira M., Almeida da Costa W., Figueiredo Bezerra F.W., Araújo M.E., Costa Ferreira G., Nunes de Carvalho Junior R. (2018): Phytochemical profile and biological activities of Momordica charantia L. (Cucurbitaceae): A review. African Journal of Biotechnology Vol. 17(27), pp. 829-846, 4 July, 2018.
- Sutanto, H.; Himawan, E.; Kusumocahyo, S.P. (2015): Ultrasound assisted extraction of bitter gourd fruit (Momordica charantia) and vacuum evaporation to concentrate the extract. ISAC 2015.
- Thakre, A.; Deore, V.; Gaiwad, S.; Kawade, S. (2014): Extraction of Phytochemical Components from the Fruit of Momordica Charantia and Evaluation of its Antimicrobial Activity.
Værd at vide
Bittermelon
Bittermelon (Momordica charantia L., familien Cucurbitaceae; i daglig tale også kendt som bittergræskar, bittermelon, bitteræble, bittergræskar, bittersquash og balsampære) er en frugt, der findes i Asien og Afrika, hvor den værdsættes for sine forskellige sundhedsmæssige fordele. Bittermelon er blevet forbundet med kræfthæmmende, antimikrobielle, antiinflammatoriske og antidiabetiske egenskaber. Bittergræskarfrugtens medicinske egenskaber er knyttet til dens høje indhold af fenolforbindelser, der virker som antioxidanter. Bittergræskar anvendes ofte som plantebaseret medicin til diabetikere, og dets gavnlige blodsukkersænkende virkninger er knyttet til den bioaktive bestanddel charantin. Charantin er en 1:1-blanding af to steroide saponiner, β-sitosterylglukosid (C35H60O6) og 5,25-stigmasterylglukosid (C35H58O6).
Desuden er Momordica charantia-frugten meget rig på polyfenoler. På grund af hydroxylgrupperne er de fleste fenolforbindelser i bittermelon hydrofile forbindelser, såsom gallussyre, gentisinsyre, catechin, chlorogensyre, epicatechin, vanillin-syre, protocatechusyre, p-cumarsyre, o-cumarsyre og t-kanelsyre. Det høje indhold af polyfenoler gør bittergræskarekstrakter til et potent antioxidativt tilskud, der er yderst effektivt til at indfange frie radikaler.
Bittermelonens frugtkød, frøkappe og frø indeholder store mængder fenolforbindelser og flavonoider og er dermed en god kilde til fremstilling af plantebaserede lægemidler.
Bioaktive forbindelser fra bittergræskar, der er kendt for deres sundhedsmæssige fordele, kan med succes ekstraheres ved sonikering.
Hvordan virker ultralydsekstraktion?
Ultralydsassisteret ekstraktion (UAE) bygger på indkobling af meget intense ultralydsbølger i en væske eller opslæmning. Ultralydsbølgerne skaber vekslende højtryks-/lavtrykscyklusser, hvilket medfører dannelse af kavitation. Fænomenet ultralydskavitation eller akustisk kavitation er kendetegnet ved ekstreme lokale tryk- og temperaturforhold samt forskydningskræfter. I nærheden af de imploderende kavitationsbobler forekommer meget høje temperaturer på op til 5000K, tryk på 1000 atmosfærer, opvarmnings- og afkølingshastigheder over 1010 K/s samt væskestråler med hastigheder på op til 280m/s, som viser sig som meget store forskydningskræfter og turbulens i kavitationszonen. Kombinationen af disse faktorer (tryk, varme, forskydning og turbulens) nedbryder celler (lysis) og accelererer masseoverførslen under ekstraktionsprocessen og understøtter dermed væske-faststof-ekstraktionen af plantebestanddele fra planter. Ultralydsekstraktionsteknikken anvendes i vid udstrækning til ekstraktion af flavonoider, polysakkarider, alkaloider, phytosteroler, polyfenoler og pigmenter fra planter.