Ultralydsekstraktion af Quillaja saponiner
- Saponin ekstrakter af Quillaja Saponaria Molina træet er den vigtigste kilde til saponiner til industrielle applikationer.
- Ultralydsekstraktion af Quillaja saponiner udbytter i høj kvalitet saponiner.
- Ultralydsekstraktion er en yderst effektiv metode til at producere høje udbytter af Quillaja saponin ekstrakt i en kort tid.
Quillaja saponin uddrag
Quillaja saponin uddrag (synonymer: Quillaia ekstrakter, Bois de Panama, Panama bark ekstrakter, quillai ekstrakter, quillay bark ekstrakter, gerne ekstrakter) er et stof ekstraheret fra Quillaja Saponaria Molina (Q. Saponaria) træet. Quillaja-ekstrakten består af over 100 triterpenoid saponiner. De vigtigste saponiner til stede er glycosider af quillainsyre. Andre vigtige komponenter er polyfenoler og tanniner samt små mængder af salte og sukker. Quillaja ekstrakt fremstilles ved vandig ekstraktion af den formalet indre bark eller træ af beskæres stængler og grene af Quillaja Saponaria træ. Da Quillaja saponin ekstrakter indeholder både, overfladeaktive stoffer og phenolforbindelser, de er overordentlig interessant for formuleringen af følsomme funktionelle fødevareingredienser og deres beskyttelse mod oxidation.
Brugen af saponiner som naturlige emulgatorer stiger betydeligt på grund af den stigende efterspørgsel efter sunde, naturlige produkter uden syntetiske tilsætningsstoffer. Quillaja saponiner er store emulgatorer til O/W emulsioner og nanoemulsioner og har vist meget gode effekter i forskellige formuleringer såsom drikkevarer og olie blandinger. En almindelig anvendelse af Quillaja saponin ekstrakt er emulgering af CBD-olier, gennemsigtige drikkevarer og opskummede fødevarer. Quillaja saponiner kan anvendes alene eller i kombination med andre emulgeringsmidler.
Q-Naturale® er et tilsætningsstof baseret på Quillaja bark saponiner, som er godkendt af FDA som en effektiv emulgator for fødevarer og drikkevarer. Udover emulgeringsmiddel, Quillaja saponiner anvendes i farmaceutiske formuleringer for sin antibakterielle, antiviral, svampedræbende, antiparasitære, antitumor, hepatoprotective, og immun adjuverende egenskaber.
- Overlegen ydelse
- Højhastigheds udvinding – inden for få minutter
- Højkvalitetsekstrakter – Mild, ikke-termisk
- Grønt opløsningsmiddel (dvs. vand)
- omkostningseffektiv
- Nem og sikker drift
- Lave investerings-og driftsomkostninger
- 24/7 drift under krævende
- Grøn, miljøvenlig metode
120L Ultrasonic batch ekstraktion af Botanicals med UIP2000hdT og agitator
Casestudie af Ultrasonic ekstraktion af saponiner fra Quillaja
For at kunne udarbejde en Quillaja-ekstrakt af høj kvalitet, som tilbyder de ønskede funktionaliteter som fødevare-og Pharma additiv, skal de aktive fytokemikalier, nemlig saponiner, isoleres. Quillaja saponin er en triterpene saponin isoleret fra barken af sæbe træet. Ultrasonic kavitation fremmer udvinding ved at forbedre kontakten mellem faste stoffer og væske og øge masseoverførsel.
Cares et al. demonstrere i deres undersøgelse klart, at ultralydassisteret ekstraktion (UAE) kan forbedre ekstraktionsprocessen af bioaktive principper fra Quillaja Saponaria Molina. De brugte Quillaja træ og bark chips og udvundet saponinerne i vand ved hjælp af sonikering, således at det endelige produkt kun inkorporerer naturlige ingredienser og råmaterialer og kunne bruges i fødevare fremstillingsprocesser. Som en ikke-termisk ekstraktionsmetode, blev ekstraktions temperaturen under ultralydbehandling konstant holdt ved 20 º C (68 º F). Ekstraktioner udbytter steget betydeligt med sonikering periode fra 10 til 30 minutter. Udbyttet på 20 minutter ved 20 º C i den ultralyds assisterede ekstraktion var sammenlignelig med de resultater, der opnåedes ved den konventionelle metode 3 timers ekstraktion ved 60 º C.
Ultralydsenheder bruges til at forberede langsigtede stabile o/ w emulsioner ved hjælp af Quillaja saponinekstrakt for at stabilisere emulsionen fysisk og kemisk. Klik her for at læse mere om ultralydemulgering!
Højtydende ultralyds udsugningsanlæg
Hielscher Ultrasonics er specialiseret i fremstilling af højtydende ultralydsprocessorer til produktion af høj kvalitet ekstrakter fra botaniske.
Hielscher's brede produktportefølje spænder fra små, kraftfulde Lab ultrasonicators til robuste Bench-top og fuldt industrielle systemer, som leverer høj intensitet ultralyd til effektiv udvinding og isolering af bioaktive komponenter (f. eks. Quercetin, Koffein, Curcumin, terpener osv.). Alle ultralydsenheder fra 200W til 16, 000W har en farvet skærm til digital styring, et integreret SD-kort til automatisk Dataoptagelse, browser-fjernbetjening og mange flere brugervenlige funktioner. Sonotroderne og flow cellerne (de dele, der er i kontakt med mediet) kan autoklaveres og er nemme at rengøre. Alle vores ultrasonicators er bygget til 24/7 drift, kræver lav vedligeholdelse og er nemme og sikre at betjene.
En digital farvedisplay giver mulighed for en brugervenlig kontrol af ultralyd udstyr. Vores systemer er i stand til at levere fra lav til meget høje amplituder. Til udvinding af kemiske forbindelser såsom astaxanthin, vi tilbyder særlige ultralyd sonotroder (også kendt som ultralyd sonder eller horn), der er optimeret til følsom isolering af høj kvalitet aktive stoffer. Robustheden af Hielscher's ultralyds udstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tung pligt og i krævende miljøer.
Den præcise styring af ultralydprocessens parametre sikrer reproducerbarhed og proces standardisering. Hielscher's industrielle-skala automatiserede ultralyds ekstraktions systemer er designet til høj produktionskapacitet af fineste kvalitet ekstrakter, mens på samme tid reducere arbejdskraft, omkostninger og energi.
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!
Litteratur / Referencer
- M. G. Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): ultrasonisk assisteret ekstraktion af bioaktive principper fra Quillaja Saponaria Molina. International Congress on Ultrasonics, Universidad de Santiago de Chile, januar 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): saponiner fra Quillaja Saponaria og Quillaja brasiliensis: særlige kemiske egenskaber og biologiske aktiviteter. Molekyler. 2019 Jan; 24, stk. 1:171.
- K. Kaur, R. Kumar, S.K. Mehta (2015): formulering af saponin stabiliseret nanoemulsion ved ultralyds metode og dens rolle for at beskytte nedbrydningen af Quercitin fra UV-lys. Ultrasonics Sonochemistry 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): udvinding og isolering af saponiner. I: Satyajit D. Sarker og Lutfun Nahar (EDS.), naturlige produkter isolation, metoder i molekylær biologi, vol. 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. arancibia (2019): nanoemulsioner fysiske stabilitet med emulgator blandinger: udskiftning af Tween 80 med Quillaja saponin. LWT – Fødevarevidenskab og-teknologi 111, 2019. 760-766 af
Fakta Værd at vide
Om Quillaja træet og dets saponiner
Quillaja Saponaria Molina træet, også kendt som sydamerikanske soaptree, vokser naturligt og ekstensivt i Chile. Quillaja Saponaria træet (familie Rosaceae) er en stor stedsegrønne med en tyk bark, indfødte til flere sydamerikanske lande, især Bolivia, Chile og Peru.
Quillaja saponin ekstrakt indeholder hovedsagelig saponiner, men også polyfenoler, tanniner, samt salte og sukker i små mængder. Quillaja saponinerne er molekyler bygget af en triterpenisk kerne med to sukker kæder. Disse sukker kæder giver saponiner en hydrofile egenskab (= kan opløses i vand), mens triterpenic kernen er hydrofobe (= vandafvisende). For disse er det en amphotic tenside, som gør saponiner en ikke-ionisk tensoactive, giver mulighed for reduktion af overfladespænding, oploesning af hydrofobiske produkter i vandige opløsninger samt dannelsen af mikro-/nano-emulsions.
I Quillaja træet indeholder bark med ca. 5% den højeste mængde saponiner, mens træet har et indhold på ca. 2% saponiner.
Da saponiner er naturlige stoffer med gode skumrende og emulgerende egenskaber, anvendes de ofte som skumdannende stoffer i føde-, drikkevare- og ølindustrien, som overfladeaktivt stof i kosmetik, som tilsætningsstoffer i landbrugskemikalier og dyrefoder og som adjuvanser i vacciner.
Produktionen af Quillaja ekstrakter sker med en vandig ekstraktion; der anvendes ikke andre opløsningsmidler i produktionen. Det endelige produkt, enten en rå eller renset ekstrakt, i flydende eller pulver formulering indeholder kun naturlige ingredienser og råvarer, der er godkendt til deres anvendelse i fødevare fremstillingsprocesser. (Cares et al. 2009)
Hvad er saponiner?
Ordet saponin er afledt af det latinske ord Sapo, hvilket betyder sæbe. Saponiner er fytokemikalier, der hovedsagelig findes, men ikke udelukkende, i planter, som udviser skumdannende egenskaber og består af polycykliske aglycones, der er knyttet til en eller flere sukker sidekæder. Den aglycon del, som også kaldes en sapogenin, er enten et steroid (C27) eller en triterpen (C30). Den skummende evne af saponiner er forårsaget af kombinationen af en hydrofobe (fedt opløselig) sapogenin og en hydrofile (vandopløselig) sukker del. [Majinda, 2012: s. 515] Plantematerialer med et højt saponin-beløb er traditionelt blevet anvendt som emulgeringsmidler. Fremtrædende eksempler på planter, der er rige på saponiner, er gerne (Quillaja Saponaria; Rosaceae), sæbeurt (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) og Shikakai pulver (Gleditsia sinensis; Leguminosae). Saponiner er amphipatiske glycosider med en høj molekylvægt, som strukturelt har en eller flere hydrofile glycosid-dele, der er kombineret med et lipofilt triterpenderivat. Især i den farmaceutiske industri, saponiner har tiltrukket megen opmærksomhed på grund af deres vifte af biologiske egenskaber, herunder deres evne til at stimulere en immunrespons, hvilket gør dem Prime kandidater til adjuvanter.
Alt du behøver at vide om Ultrasonic ekstraktion
Ultralyd-assisteret ekstraktion (UAE), også SONO-ekstraktion, er en yderst effektiv, grøn ekstraktionsmetode til at isolere bioaktive stoffer såsom proteiner, vitaminer, polyfenoler, naturlige pigmenter, lipider etc. fra plante matricer. Ultralydsekstraktion er baseret på arbejdsprincippet for akustisk kavitation.
Når intense ultralydbølger påføres flydende systemer, opstår akustisk kavitation, hvilket er fænomenet med generering, vækst og eventuel kollaps af vakuum bobler (Se pic. nedenfor). Under udbredelsen af ultralydbølgerne svinger vakuum boblerne og vokser, indtil de når et punkt, hvor de ikke kan absorbere yderligere energi. På toppen af boble vækst de kollapser voldsomt, som forårsager lokalt termiske, mekaniske og kemiske effekter. De mekaniske virkninger omfatter højt tryk på op til 1000atm, turbulenser, og intense forskydningskræfter. Disse kræfter forstyrre cellevægge og fremme masseoverførsel mellem celle interiør og opløsningsmidlet frigive bioaktive forbindelser i den omgivende væske (dvs. opløsningsmiddel).
Ultralydsekstraktion er baseret på akustisk kavitation og dens hydrodynamiske forskydningskræfter
Ultralyd solid-flydende ekstraktion af forbindelser fra botaniske og cellevæv er blevet veldokumenteret. Anvendelsen af meget intense ultralydsbølger fremmer ekstraktionsprocesser betydeligt. Udover proces intensivering – hvilket resulterer i højere udbytter og kortere udvindingstid – termisk nedbrydning og tab af temperaturfølsomme bestanddele forhindres, da ultralydbehandling er ikke-termisk rensning. Desuden, ultralydsekstraktion har lave investeringer og driftsomkostninger, reducerer brugen af opløsningsmidler og/eller giver mulighed for brug af grønnere opløsningsmidler, hvilket gør det til en økonomisk og miljøvenlig udvinding teknik. Outperforming konventionelle ekstraktionsmetoder, ultralyd-assisteret udvinding (UAE) er blevet vedtaget fra fødevareindustrien til at producere bioactives med økonomiske gevinster.
Ultralydsekstraktion fra planteceller: den mikroskopiske tværsnit (TS) viser mekanismen af handlinger under ultralydsekstraktion fra celler (forstørrelse 2000x) [ressource: Vilkhu et al. 2011]
High-Power ultralyds-processorer fra Lab til pilot og industriel skala.