Ultralydsekstraktion af lægeurter

Urter, krydderier og andre plantematerialer er rige på fytokemikalier, som er værdsatte bestanddele i medicinske produkter og ernæringsprodukter. Sonikering nedbryder cellestrukturen og frigiver de bioaktive forbindelser – hvilket resulterer i højere udbytter og hurtigere ekstraktionshastigheder. Som en ikke-termisk proces er sonikering en skånsom ekstraktionsteknik, der forhindrer termisk nedbrydning af ekstraktet. Disse forhold gør ultralydsekstraktion med sonder til den overlegne ekstraktionsteknik til botaniske ekstrakter af høj kvalitet.

Ultralydsekstraktion af antioxidanter

Antioxidanter er bioaktive forbindelser, der opfanger radikaler, og som findes i planter. Antioxidanter såsom C-vitamin, E-vitamin, thioler osv. er farmakologisk aktive stoffer, som bruges til at forbedre sundheden og behandle sygdomme.
På grund af den høje proceseffektivitet gør ultralydsekstraktion det muligt at bruge et meget bredt udvalg af råmaterialer til at isolere antioxidanter. Ud over planter såsom urter, frugter og grøntsager kan antioxidanter af høj kvalitet ekstraheres med ultralyd fra materialer af lav værdi eller affaldsmaterialer såsom skaller, stængler, frø, skræller, kerner, rødder osv.

I denne video demonstreres ultralydsekstraktion af humle (humulus lupulus). Med sonikatoren UP200Ht ekstraheres caryophyllen og andre forbindelser.

Ultralydsekstraktion af adaptogener

Adaptogener såsom tanniner er polyfenoliske, ofte astringerende molekyler, som er kendt for deres evne til at øge pattedyrcellers tolerance over for stress. Disse molekyler er indesluttet i plantecellen. For at opnå adaptogener med høj biotilgængelighed skal molekylerne frigives fra plantematerialet. Ultralydsbaseret celledisruption åbner cellerne ved at nedbryde cellevæggene og øge masseoverførslen mellem cellens indre og det omgivende opløsningsmiddel. På grund af den meget effektive virkningsmekanisme er sonikering en pålidelig og effektiv metode til at isolere adaptogener af høj kvalitet og med høje udbytter.

Hvorfor bruge en sonikator til ekstraktion af lægeurter?

Sonikatorer med sonder er den etablerede teknologi til enkel, men yderst effektiv fremstilling af ekstrakter af høj kvalitet fra urter. I urteekstraktindustrien er sonikering den foretrukne ekstraktionsmetode til fremstilling af botaniske ekstrakter på grund af flere fordelagtige egenskaber, der gør ultralydsteknikken yderst virkningsfuld og effektiv. Lad os se på nogle af de vigtigste grunde:

Forbedret ekstraktionseffektivitet: Sonikering med sonder anvender højfrekvente lydbølger, der tilføres direkte gennem en sonde nedsænket i ekstraktionsmediet. Disse ultralydsbølger danner kavitationsbobler, som hurtigt udvider sig og kollapser nær lægeurternes overflade. Dette fænomen skaber intens lokal omrøring og mikrostrømninger, som forbedrer masseoverførslen af bioaktive forbindelser fra urten til opløsningsmidlet betydeligt. Dermed ekstraheres flere bioaktive bestanddele effektivt sammenlignet med traditionelle ekstraktionsmetoder, hvilket fører til højere udbytter af medicinsk aktive forbindelser.

Reduceret ekstraktionstid: Sonikering fremskynder ekstraktionsprocessen ved at fremme hurtig og effektiv diffusion af opløste stoffer. Den intense omrøring, som kavitationen forårsager, gør det muligt for opløsningsmidlet at trænge mere grundigt ind i urtematricen og reducerer dermed den nødvendige ekstraktionstid. Sammenlignet med konventionelle metoder som maceration eller perkolation, der kan tage flere timer eller endda dage, kan sonikering opnå tilsvarende ekstraktionseffektivitet på væsentligt kortere tid, ofte inden for få minutter.

Bevarelse af bioaktive forbindelser: Sonikering med sonder foregår ved lavere temperaturer sammenlignet med konventionelle ekstraktionsteknikker, der indebærer kraftig opvarmning eller lange eksponeringstider. Denne fordel forhindrer nedbrydning af de varmefølsomme bioaktive forbindelser i lægeurter og sikrer et mere potent og terapeutisk værdifuldt ekstrakt.

Selektivitet: Sonikering kan indstilles til bestemte frekvenser og effektniveauer, hvilket muliggør selektiv ekstraktion af målforbindelser fra lægeurter. Ved at optimere sonikeringsparametrene er det muligt fortrinsvis at ekstrahere bestemte bioaktive bestanddele, hvilket fører til ekstrakter med en højere koncentration af ønskede medicinske egenskaber.

Skalerbarhed og brugervenlighed: Sonikeringssystemer med sonder er skalerbare og kan nemt tilpasses både små ekstraktioner i laboratorieskala og industrielle anvendelser i stor skala. Teknikken er relativt enkel at implementere og kræver ikke komplekst udstyr, hvilket gør den tilgængelig og praktisk i forskellige sammenhænge.

Miljøvenlig: Sammenlignet med visse traditionelle ekstraktionsmetoder, der indebærer brug af organiske opløsningsmidler og store vandmængder, kræver sonikering generelt mindre opløsningsmiddel og reducerer den samlede ekstraktionstid. Dette fører til en mere miljøvenlig og bæredygtig ekstraktionsproces med mindre affaldsdannelse.

Samlet set er sonikering med sonder blevet den foretrukne ekstraktionsmetode til fremstilling af lægeurteekstrakter på grund af dens evne til at give højere ekstraktionsudbytter, kortere ekstraktionstider, forbedret selektivitet og bevarelse af bioaktive forbindelser, hvilket gør den til et værdifuldt værktøj inden for urtemedicin og forskning i naturstoffer.

I denne præsentation introducerer vi fremstilling af planteekstrakter. Vi forklarer udfordringerne ved at fremstille planteekstrakter af høj kvalitet, og hvordan et ultralydsapparat kan hjælpe med at overvinde disse udfordringer. Præsentationen viser, hvordan ultralydsekstraktion fungerer. Her beskrives fordelene ved at bruge et ultralydsapparat til ekstraktion, og hvordan en ultralydsekstraktor kan integreres i produktionen af ekstrakter.

Fordele:

Højt udbytte
Høj kvalitet
Overlegen biotilgængelighed
Skånsom proces
Hurtig ekstraktion
Sikker proces
Uden opløsningsmidler eller med skånsomme opløsningsmidler
Nem betjening

Ultralydsekstraktionssystemer til urteekstrakter

Hielscher Ultrasonics har mange års erfaring med ultralydsekstraktionsprocesser fra plantematerialer til fødevareindustrien, den farmaceutiske industri og kosmetikindustrien. Fra kompakte apparater til ultralydsbaseret celledisruption til laboratorier og produktion i lille skala til ultralydsekstraktorer til fuld kommerciel produktion af store ekstraktmængder tilbyder Hielscher Ultrasonics hele sortimentet af sonikatorer og dermed det bedst egnede ultralydsapparat til din anvendelse. Alle Hielscher ultralydsapparater er meget robuste og bygget til drift 24/7 under fuld belastning. Industrielle sonikatorer fra Hielscher Ultrasonics kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200µm kan nemt opretholdes kontinuerligt under drift 24/7. Til endnu højere amplituder fås specialtilpassede ultralydssonotroder.
Intelligent software såsom digital styring, automatisk datalogning, fjernstyring via browser og automatisk frekvensjustering sikrer pålidelig sonikering og kontinuerlig ydelse. Et bredt udvalg af tilbehør, herunder sonotroder (ultralydssonder / horn / spidser) i forskellige størrelser og former, flowceller i forskellige størrelser og geometrier, boosterhorn samt temperatur- og tryksensorer, muliggør en optimal sonikeringsopsætning.
Kontakt os nu med dine krav til ekstraktionsprocessen! Vores team rådgiver dig gerne og anbefaler den mest effektive ultralydsekstraktor til dig.

Relaterede emner

Litteratur / referencer

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Fakta, der er værd at vide

Antioxidanter

Hennapulver fra tørrede, macererede hennablade er råmaterialet til ultralydsekstraktion af lawson og andre bioaktive forbindelser. En antioxidant defineres som et molekyle, der hæmmer oxidationsreaktionen og derved forhindrer nedbrydningen af andre molekyler. Oxidation er en kemisk reaktion, som danner frie radikaler og fører til kædereaktioner, der kan resultere i celleskader. Antioxidanter såsom thioler eller ascorbinsyre (C-vitamin) standser disse oxidative kædereaktioner.
Antioxidanter bruges i vid udstrækning som konserveringsmidler i fødevarer for at virke som fytokemikalier mod deres forringelse. For eksempel tilsættes antioxidanter til fødevarer og olier, der er rige på umættede fedtstoffer, da umættede fedtsyrer er tilbøjelige til oxidativ nedbrydning, som får olien til at blive harsk.

Adaptogener

Adaptogener eller adaptogene forbindelser er molekyler, som fremmer homeostase, hvilket betyder, at de mindsker cellers følsomhed over for stress. Adaptogener findes i urter og grøntsager, f.eks. ginseng, schisandra, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, lakrids, rhodiola, hellig basilikum, astragalus, reishi og maca.
Når de indgives som farmakologisk aktive stoffer (som lægemidler eller kosttilskud), er adaptogener kendt for deres præstationsfremmende, antidepressive, beroligende eller opkvikkende virkninger. Virkningen er knyttet til det specifikke adaptogene stof, der indgives. Til præstationsfremme anvendes planter såsom ashwangadha og moringa med succes, mens cordyceps-svampen, jiaogulan og rhaponicum er kendt som adaptogener, der modvirker aldring. For at reducere stress og angst anvendes adaptogener fra ginseng, hellig basilikum, reishi eller schisandra.
Adaptogener til brug som kosttilskud og til medicinsk anvendelse fremstilles for det meste som tonika eller kapsler.