Terpen udvinding af ultralyd
Ultralyd terpen ekstraktion har vist sig at give høje udbytter af terpen caryophyllen oxid, fx fra cannabis og humle. Caryophyllene oxid er en terpen findes i cannabis, humle, peber, basilikum og rosmarin. Som en aktiv forbindelse, ekstraheret terpen caryophyllen oxid anvendes som aroma additiv og sundhed supplement.
Anvendelse af ekstraheret Caryophyllenoxid
Caryophyllene oxid udmærker sig ved sin aromatiske lugt og smag (dvs. krydderurter). På grund af sin intense aromatiske lugt og smag, det er ofte brugt som en aroma tilsætningsstof i fødevarer samt en duft komponent. Desuden, det har også evnen til at binde med de endokrine CB2 receptorer i den menneskelige krop, hvilket gør det en interessant farmaceutisk komponent.
Ultralydsekstraktion af Caryophyllene oxid
Ultralydsekstraktion af terpen caryophyllen oxid er en fremragende teknik til at producere høje udbytter, f. eks. Cannabis og humle. Læs mere om akustisk kavitation, det aktive princip om ultralydsekstraktion!
Som eksempel, β-Caryophyllene oxid blev ultrasonisk ekstraheret med ultralydsenheden UP100H (100W, 30kHz) fra tørrede humleknopper.
GC-analysedataene viser ekstraktions udbyttet af β-Caryophyllene oxid, udvundet med Hielschers UP100H fra humle.
UP400St – 400W kraftfuld ultralydsprocessor til terpen ekstraktion med omrører
Gaskromatografianalyse af ultralydhumleekstrakt: β-caryophylleneoxid, α-caryophyllene, α-pinene, mycrene, limonen, α-caryophylen og caryophylleneoxid m.fl.
Udover β-Caryophyllene oxid blev andre term ener som α-Caryophyllene, α-pinen, mycrene, Limonen og α-caryophylen med succes ekstraheret.
Hvordan ekstraheres terpener fra planter ved hjælp af ultralydbehandling af sondetype? En trin-for-trin instruktion!
- For det første males plantematerialet eller hakkes i små stykker for at øge overfladearealet til udvinding.
- Plantematerialet blandes derefter med et opløsningsmiddel (såsom ethanol eller vand) for at ekstrahere terpenerne.
- Sonde-type ultralydbehandling bruges derefter til at understøtte i ekstraktionsprocessen ved at anvende højintensive, lavfrekvente ultralydbølger ved ca. 20 kHz til gyllen. Dette forårsager akustisk kavitation og en hurtig vibration af opløsningsmidlet, hvilket fremmer opløsningen og forstyrrelsen af plantecellerne og frigivelsen af terpenerne.
- Blandingen filtreres derefter for at adskille det faste plantemateriale fra væsken indeholdende de ekstraherede terpener.
- Væsken fordampes derefter eller underkastes yderligere behandling for at fjerne opløsningsmidlet og koncentrere terpenerne.
- Det endelige produkt er et terpenrigt ekstrakt, der kan bruges i forskellige applikationer såsom kosttilskud, funktionelle fødevarer og kosmetik.
Protokol af ultralyd terpen ekstraktion
Humle var malet med en konventionel kaffemølle for at opnå en mere homogen partikelstørrelse af humle prøven.
4,5 mg humle blev sat i et hætteglas, derefter tilsættes 5 ml ethanol. Hætteglasset blev anbragt i et bæger med isvand til varmeafledning. Derefter blev prøven soniseret med en UP100H, udstyret med sonotrode MS7, ved en amplitudeindstilling på 50% for 90sek.
Gaskromatografi analyse af ultralyd humleekstrakt:
Sonication sikrer en høj masseoverførsel mellem celle matrixen og opløsningsmidlet, således at der derfor opnås et meget højt udbytte af ekstrakt af høj kvalitet.
- terpenekstrakter af høj kvalitet (ingen termisk nedbrydning)
- høje udbytter
- hurtig procedure
- hurtig RoI
- mildere opløsningsmidler
- mindre brug af opløsningsmiddel
- sikker og nem at betjene
- Lav vedligeholdelse
- grøn, miljøvenlig terpen ekstraktion
Ultralyd terpen ekstraktion skiller sig ud som en grøn ekstraktionsmetode, der gør det muligt at fremskynde terpen ekstraktions proceduren betydeligt samtidig kræver mindre energi end andre konventionelle ekstraktionsmetoder (dvs. superkritisk CO2, Soxhlet osv.). Andre fordele forbundet med brugen af ultralydsekstraktion af terpener er nem håndtering af ultralyds ekstraktoren, hurtig proces, ingen kemisk affald, højt udbytte, miljøvenlig, forbedret kvalitet på grund af milde forarbejdningsbetingelser og forebyggelse af termisk Nedbrydning.
Ultralyds Ekstraktorer til terpener
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af, hvilken ultralydsenhed der kan være den mest velegnede til dine terpen ekstraktions krav.
| Batch Volumen | Strømningshastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| na | 10 til 100 l / min | UIP16000 |
| na | større | klynge af UIP16000 |
High-Power ultralyd homogenisatorer fra Lab til industriel skala.
Litteratur / Referencer
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
Fakta Værd at vide
Caryophyllen
Caryophyllene eller (−)-β-Caryophyllene, er en naturlig bicyklisk sesquiterpene, der kan findes i mange æteriske olier. Følgende krydderurter er kendt som en god kilde til Caryophyllene: Cannabis, hamp (Cannabis sativa), Black kommen (Carum nigrum), nelliker (Syzygium aromaticum), Humle (Humulus lupulus), basilikum (Ocimum spp.), oregano (Origanum vulgare), sort peber (Piper nigrum), lavendel (Lavandula angustifolia), rosmarin (Rosmarinus officinali og copaibaolie (Copaifera spp.). β-Caryophyllene er et phytocannabinoid med stærk affinitet til cannabinoid receptor type 2 (CB 2), men ikke cannabinoid receptor type 1 (CB 1).
Caryophyllene oxid
Caryophyllene oxid (også β-caryophyllen oxid) er oxidations derivatet af β-Caryophyllene og er et hvidt krystallinsk fast pulver med et smeltepunkt på ca. 62 °C.
Det er værdsat for sin anti-inflammatoriske, lokale bedøvelsesmiddel, og antioxidative effekter. Første forskning tyder på, at caryophyllen oxid kan være et potentielt lægemiddel til kræftbehandling, også. Caryophyllene oxid er en del af cyclobutan ringen, som allerede anvendes i medicinsk forskning for at syntetisere det udbredte kemoterapi stof carboplatin.
Caryophyllen oxid, hvor olefinen af caryophyllen er blevet en epoxid, er en godkendt komponent til levnedsmiddel flavoring.
Begge, β-Caryophyllene og β-Caryophyllene oxid udviser lav vandopløselighed, hvilket hæmmer deres absorption til cellen. For at bruge disse sesquiterpener som lægemidler eller kosttilskud, indkapsling i Liposomer overvinde den ringe Opløselighed af disse sesquiterpener i vandige væsker og sikre biotilgængelighed og Bioaktivitet. Klik her for at lære mere om ultralydindkapsling af bioaktive forbindelser!
Caryophyllene oxid i cannabis
I cannabis sativa plante, caryophyllen oxid findes som en sesquiterpene, som består af tre isopren enheder. Caryophyllene oxid er en af de største og mest rigelige terpener i cannabis planten og er ansvarlig for den karakteristiske aroma og lugt af cannabis. Ultralydsekstraktion anvendes med succes til at producere fuld spektret cannabidiol olier, således at Entourage effekten af de mangfoldige forbindelser er givet.
Ultralyd kavitation til ekstraktion
Når High-Power ultralyd bølger introduceres i en væske, kompression og ekspansion (rarefaction) cyklusser forekommer i væsken. Under lavtrykscykluser hulrum eller såkaldte kavitation bobler genereres i en væske. Disse kavitation bobler, som er bittesmå vakuum bobler, opstår, når det negative tryk udøver, således at den lokale trækstyrke af væsken er overvundet. Vakuum boblerne vokser over flere kompressions/lavtrykscykluser cyklusser, indtil de ikke kan absorbere mere energi og kavitation boble gennemgår SN implosiv sammenbrud. Dette fænomen er kendt som kavitation. Ifølge Prof. Suslick forskning (1990), i kavitation bobler sejre ekstreme forhold med temperaturer på op til 5000 K, tryk på 1000 atmosfære, opvarmning-køling sats over 1010 K/s og væsker jetfly med op til 280m/s hastighed, der vises som meget høj forskydningskraft og turbulenser i kavitations zonen. Kombinationen af disse faktorer (tryk, varme, forskydning og turbulens) bruges til at fremskynde masseoverførsel i ekstraktionsprocessen. Desuden er disse lokalt forekommende betingelser også anvendes i ultralydsprocesser, såsom homogenisering, emulgering eller dispergeringsmiddel.
Ultralydsekstraktion er baseret på akustisk kavitation og dens hydrodynamiske forskydningskræfter
Ultralydsekstraktion af terpener
Princippet om ultralydsekstraktion er baseret på to effekter, som er produceret, når høj effekt ultralyd bølger er par i en væske eller gylle:
For det første skubbes opløsningsmidlet (det omgivende væske medium) ind i celle matrixen. Afhængigt af amplituden og styrken af kavitation, cellevæggen er perforeret eller forstyrret af det flydende tryk.
For det andet er indholdet af cellen (dvs. intracellulær materiale) skyllet ud af den indre celle i løbet af den lavtrykscykluser cyklus. Efter ultralydsekstraktion er de tilsigtede forbindelser i opløsningsmidlet og kan adskilles fra opløsningsmidlet (f. eks. ved at fordøje opløsningsmidlet), så der endelig opnås en ren ekstrakt.
Sammensætningen af råmaterialet (såsom fugtindhold, maceration/fræse grad og partikelstørrelse, og det valgte opløsningsmiddel er meget vigtige faktorer for at opnå en effektiv og effektiv ultralydsekstraktion proces. Ultralydprocessen parametre er afgørende, også: amplitude, tryk, temperatur og sonikering tid skal etableres og optimeret til de bedste resultater.