Ultralydsekstraktion af polyfenoler fra Baggibuti (Stachys parviflora)

Ekstrakter af Baggibuti (Stachys parviflora L.) planten er værdsat som urtemedicin, der bruges til behandling af kramper, artralgi, epilepsi, faldsyge og dracunculiasis. Ultralydsekstraktorer anvendes med succes til isolering af polyfenoler og andre fytokemikalier fra Stachys parviflora.

Hvad gør ultralydsekstraktion overlegen? – Arbejdsprincippet & Fordele ved Power-Ultrasonics

Når bioaktive forbindelser (dvs. fytokemikalier, sekundære metabolitter) skal isoleres fra plantestoffer, skal plantematerialets cellulære strukturer forstyrres for at frigive målforbindelserne. Ultralydsekstraktion er en yderst effektiv metode til at isolere den komplette mængde fytokemikalier fra botaniske stoffer (f.eks. Stachys parviflora, urter osv.) Inden for en hurtig ekstraktionsproces. Anvendelsen af ultralyd med høj effekt producerer stærke kavitationseffekter, forstyrrelser / turbulenser, væskestrøm med høj hastighed. Disse ultralydskræfter fremmer celleforstyrrelse og blanding på makro- og mikroniveau. Desuden forbedres opløsningsmiddelpenetration, opløsning af bioaktive forbindelser og masseoverførsel betydeligt. Dette gør ultralydsassisteret ekstraktion meget effektiv, hvilket resulterer i overlegne ekstraktudbytter inden for en hurtig procestid.

Fordelene ved fytokemikalier fra Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L., almindeligvis kendt som "Baggibuti", er en art af Lamicae. Stachys parviflora-forbindelser såsom iridoider, flavonoider, phenolsyrer og diterpenoider er rapporteret, da sekundære metabolitter er kendt for deres anti-nefritiske, antiinflammatoriske, radikal-udryddende og anti-mikrobielle egenskaber.

Ultralydsekstraktion af bioaktive forbindelser fra Baggibuti (Stachys parviflora)

Ultralydsekstraktion, også kendt som ultralydassisteret ekstraktion (UAE), er en videnskabeligt bevist og industrielt etableret teknologi til isolering af bioaktive forbindelser såsom polyfenoler, flavonoider, terpener og mange andre sekundære metabolitter fra botaniske stoffer.

Udvinding af Baggibuti (Stachys parviflora): Arbejdsprincip og protokol

Ultralydsekstraktion er en mild, ikke-termisk, men alligevel meget effektiv ekstraktionsteknik, der udelukkende er baseret på mekaniske kræfter. Derved bevares følsomme botaniske forbindelser mod termisk nedbrydning, men ekstraktudbytter opnået ved ultralydbehandling er usædvanligt høje og af overlegen kvalitet.

Ultralyd med høj effekt til ekstraktion

Ekstraktionsintensiveringsmekanismen for lavfrekvent, højintensiv ultralyd tilskrives hovedsageligt fænomenet akustisk kavitation. Når kavitationsbobler kollapser på overfladen af det botaniske materiale, bryder erosion og sonoporation matrixen af planteceller (såsom Stachys parviflora), hvilket resulterer i ødelæggelse af cellestrukturen og frigivelse af intracellulære stoffer såsom polyfenoler og andre fytokemikalier. Den derved intensiverede masseoverførsel letter frigivelsen af molekyler som proteiner, lipider og fytokemikalier.
Ultralydgenererede forskydningskræfter forbedrer opløsningsmidlets indtrængning i den cellulære matrix af det botaniske stof og forbedrer permeabiliteten af cellemembranerne. Disse mekanismer for ultralyd er ansvarlige for den betydelige procesintensivering, der opnås, når ultralydbehandling anvendes til botanisk ekstraktion.

SEM fra Stachys parviflora-overflade, a) ubehandlet prøve, b) maceration, c) optimeret ultralydsassisteret ekstraktion (UAE) (UP200Ht, 4 minutters behandlingstid, 74,5 % høj intensitet og 74,2 % opløsningsmiddelrenhed)
Studie og billede: ©Salarbashi et al., 2016

Ultralydsekstraktionsprotokol for phenoler fra Baggibuti

Forskerholdet af Salarbashi ekstraherede polyfenoliske forbindelser fra Stachys parviflora-blade ved hjælp af ultralydsekstraktoren UP200Ht (200W, 26kHz). Til den sammenlignende ekstraktionsundersøgelse af ultralydsekstraktion og maceration blev tørrede luftdele (høstet i blomstringsstadiet) af S. parviflora formalet til pulver med en gennemsnitlig partikelstørrelse på mindre end 149 μm. Den botaniske ekstraktion blev udført ved en temperatur på 35 °C, naturlig pH, ved hjælp af methanol (60, 80 og 100 % (v v-1)) som opløsningsmiddel i 4, 7 og 10 minutters tidsintervaller.
Til ultralydsekstraktionen blev Hielscher sonde-type ultralydsapparat UP200Ht (200W, 26kHz) brugt. Amplituden på ultralydsekstraktoren UP200Ht blev indstillet til 100%. Intensiteten af ultralydsbehandlingen var 21,8346 Wcm-2 ved 100% amplitude.
Analyseresultaterne af det ultralydsfremstillede ekstrakt afslørede, at det samlede flavonoidindhold (TFC) af ekstrakterne steg lineært med ultralydsbehandling, mens ekstraktionstiden havde den modsatte effekt på TFC. Det højeste samlede flavonoidindhold blev opnået ved ultralydbehandlingsvarighed på 4 min. (t = 4 min).
Koffeinsyre, garvesyre, quercetin, transferulinsyre og rosmarinsyre blev fundet som vigtige phenolforbindelser i det ultralydsfremstillede ekstrakt.
Baseret på SEM-billederne er det tydeligt synligt, at ultralydbehandling og dens resulterende akustiske kavitation bestemt spiller en vigtig rolle i den effektive forstyrrelse af cellevæggen og strukturen af plantemateriale, og ekstraktionsudbyttet forbedres af ultralydsvibrationer og kavitationel mikrostreaming. Ved disse effekter induceret af kraftultralyd forbedrer ultralydassisteret ekstraktion hævelses- og blødgøringsprocessen af cellevægge via hydrering af pektinøst materiale fra den midterste lamel. Som følge heraf brydes de vegetabilske cellers matrix op, hvilket efterfølgende fører til en meget hurtigere og mere effektiv frigivelse af bioaktive metabolitter end ved andre klassiske ekstraktionsmetoder. SEM-billeder afslører, at effektiviteten af ultralydsekstraktion af phenolforbindelser. Som en mild, ikke-termisk ekstraktionsmetode giver sonikering i overlegne antioxidante og antimikrobielle aktiviteter, der udmærker sig ved ekstrakter produceret ved konventionelle ekstraktionsteknikker.
(jf. Salarbashi et al., 2016)

HPLC-kromatogram fra Stachys parviflora-ekstrakt, som blev isoleret under optimerede ultralydsassisterede ekstraktionsbetingelser
Studie og billede: ©Salarbashi et al., 2016

Højtydende, state-of-the-art ultralydapparater til Stachys parviflora ekstraktion

De smarte funktioner i Hielscher ultralydapparater er designet til at garantere pålidelig drift, reproducerbare resultater og brugervenlighed. Driftsindstillinger kan nemt tilgås og indstilles via en intuitiv menu, som kan tilgås via digitalt farveberøringsdisplay og browserfjernbetjening. Derfor registreres alle bearbejdningsforhold som nettoenergi, total energi, amplitude, tid, tryk og temperatur automatisk på et indbygget SD-kort. Dette giver dig mulighed for at revidere og sammenligne tidligere sonikeringskørsler og optimere den æteriske olieudvinding fra Stachys parviflora (baggibuti) til højeste effektivitet.
Hielscher Ultrasonics-systemer bruges over hele verden til fremstilling af botaniske ekstrakter af høj kvalitet. Hielscher industrielle ultralydapparater kan let køre høje amplituder i kontinuerlig drift (24/7/365). Amplituder på op til 200 μm kan let genereres kontinuerligt med standard sonotroder (ultralydssonder / horn). For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige. På grund af deres robusthed og lave vedligeholdelse installeres vores ultralydsekstraktionssystemer almindeligvis til tunge applikationer og i krævende miljøer.

Kontakt os nu for at lære mere om ultralyd botanisk ekstraktion, vores ultralydsekstraktionssystemer og prisoplysninger! Vores erfarne personale vil med glæde diskutere din ansøgning og behandlingskrav med dig!

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