Extraktion von Holunder mit Ultraschall

Holunderextrakte sind für ihre antiviralen Eigenschaften bekannt und werden daher häufig als natürliches Heilmittel zur Linderung von Grippesymptomen wie Fieber, Husten und Halsschmerzen eingesetzt. Um Holunderextrakte mit einem hohen Gehalt an Polyphenolen und Antioxidantien herzustellen, ist eine milde und dennoch effiziente Extraktionsmethode erforderlich. Die Ultraschallextraktion als nicht-thermische, milde Technik ist bei der Herstellung hochwertiger botanischer Extrakte weit verbreitet. Die Sonikation erhöht die Extraktionsrate, die Ausbeute und die Qualität von Holunderextrakten.

Holunderextrakt

Holunderbeeren sind die Früchte des Schwarzen Holunderbaums (Sambucus nigra L.). Die Früchte und Blüten des Holunders sind für ihren Reichtum an Flavonoiden und Vitaminen bekannt. Die Beeren enthalten große Mengen an bestimmten Anthocyanen, und sowohl die Beeren als auch die Blüten enthalten große Mengen an bestimmten Flavonolen. Flavonoide wie Anthocyane, Proanthocyanidine, Flavonole, Flavanone und Flavone sind polyphenolische Antioxidantien, die das Immunsystem unterstützen und verschiedene Vorteile für die allgemeine Gesundheit aufweisen. Außerdem hat Holunder antivirale, antibakterielle und krebshemmende Eigenschaften und verbessert nachweislich die kardiovaskuläre Gesundheit. Insbesondere die Flavonoide verleihen Holunderprodukten ihre außergewöhnlichen antiviralen Eigenschaften.
Um den größten Nutzen aus den gesundheitsfördernden Eigenschaften des Holunders zu ziehen, werden die bioaktiven Verbindungen wie Polyphenole, Flavonoide, Anthocyane und Vitamine aus Holunderfrüchten und -blüten extrahiert und zu einem konzentrierten, hochwirksamen Gesundheitsprodukt verarbeitet.
Kommerzielle Holunderpräparate zur Behandlung von Erkältungen und Grippe sind in verschiedenen Formen erhältlich, darunter Flüssigkeiten, Sirup, Kapseln, Tabletten, Lutschtabletten und Gummibärchen.

Ultraschall-Extraktion – Eine Turbo-Extraktionstechnik

Um große Mengen an hochwertigem Holunderextrakt zu gewinnen, ist eine effiziente, aber milde Extraktionstechnik erforderlich. Die Milde des Extraktionsverfahrens ist wichtig, um den Abbau der bioaktiven Verbindungen zu vermeiden. So sind beispielsweise viele Phytonährstoffe thermolabil, d. h. sie werden durch Hitze zersetzt. Die Ultraschallextraktion ist eine nichtthermische Technik, deren Mechanismus rein mechanisch ist. Die Ultraschallextraktion basiert auf der Erzeugung von akustischer Kavitation, die Scherkräfte und Turbulenzen in der Extraktionsflüssigkeit erzeugt. Diese Kavitationsscherkräfte zerstören die Zellmatrix der Pflanze und setzen die bioaktiven Verbindungen, wie Polyphenole, Anthocyane, Flavonoide und Vitamine, in die umgebende Extraktionsflüssigkeit / das Lösungsmittel frei. Aufgrund der Wirksamkeit der Ultraschallkavitation kann die Ultraschallextraktion die gesamte Menge bioaktiver Phyto-Nährstoffe aus dem pflanzlichen Rohmaterial freisetzen. Die Ultraschallextraktion liefert außergewöhnlich hohe Ausbeuten in einer sehr kurzen Verarbeitungszeit.

Ein weiterer Vorteil ist die Kompatibilität der Ultraschallextraktion mit allen Arten von Lösungsmitteln. Während herkömmliche Extraktionsverfahren wie Einweichen, Mazeration oder Soxhlet-Extraktion oft scharfe und giftige Lösungsmittel erfordern, können Sie bei der Ultraschallextraktion das Lösungsmittel Ihrer Wahl wählen. Die Ultraschallextraktion kann mit Wasser, Wasser/Alkohol-Gemischen, Ethanol, Pflanzenölen und anderen milden Lösungsmitteln durchgeführt werden. Vor allem (wässriges) Ethanol hat sich als wirksames und zuverlässiges Lösungsmittel erwiesen, das nach der Extraktion leicht verdampft werden kann und in Spuren im Extrakt verbleibt, ohne toxisch zu sein.
Die Ultraschallbehandlung ist ein bewährtes Verfahren zur Herstellung hochwertiger Extrakte aus pflanzlichen Stoffen, z. B. aus Holunderfrüchten und -blüten. Hochleistungs-Ultraschall ist eine prozessintensivierende Technik: Sie macht die Extraktion effizienter, indem sie eine höhere Ausbeute ermöglicht und den Prozess beschleunigt. Daher wird die Beschallung auch als Turboextraktionstechnik bezeichnet.

Turboextraktion von Pflanzenstoffen mit Ultraschall

Als Turboextraktionsverfahren extrahiert die Ultraschallextraktion wesentlich intensiver als andere herkömmliche Extraktionsverfahren (z. B. Kaltweichen, Infusion, Mazeration, Perkolation usw.). Dies ist auf die ultraschallinduzierte Durchmischung, die Zerkleinerung der Partikel und den dadurch verbesserten Stofftransport zurückzuführen. Durch den erhöhten Stofftransport wird das Konzentrationsgleichgewicht zwischen dem pflanzlichen Material (Biomasse) und dem umgebenden Lösungsmittel wesentlich schneller erreicht. Sobald dieses Konzentrationsgleichgewicht erreicht ist, ist der Extraktionsschritt abgeschlossen, da das Lösungsmittel nicht mehr bioaktive Moleküle aufnehmen kann. Durch das Mischen, Dispergieren und Reduzieren der pflanzlichen Feststoffe mit Ultraschall werden die gewünschten Moleküle aus der zellulären Matrix der Pflanze in das Lösungsmittel gespült. Während andere Extraktionsmethoden oft mehrere Stunden oder Tage benötigen, wird die Ultraschallextraktion innerhalb weniger Minuten erreicht. Die kurze, nicht-thermische Ultraschallbehandlung verhindert, dass die aktiven Moleküle durch die Temperatur abgebaut werden.

Die Sondenextraktion mit Ultraschall hat sich als hocheffiziente Methode zur Gewinnung von Extrakten aus verschiedenen Pflanzenmaterialien erwiesen, darunter Holunderbeeren, Holunderblüten und -blätter. Bei diesem Verfahren wird das Pflanzenmaterial hochfrequenten Schallwellen ausgesetzt, wodurch Kavitationsblasen entstehen, die die Zellwände aufbrechen und die gewünschten bioaktiven Verbindungen freisetzen.
Eine wissenschaftliche Studie von Sánchez-Hernández et al. (2023), die im International Journal of Molecular Sciences veröffentlicht wurde, untersuchte das phytochemische Profil und das antimikrobielle Potenzial von Blüten- und Blattextrakten aus Sambucus nigra L., die durch Ultraschallextraktion mit dem Hielscher-Ultraschallgerät UIP1000hdT gewonnen wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Methode bei der Extraktion bioaktiver Verbindungen sowohl aus den Blüten als auch aus den Blättern der Holunderpflanzen sehr wirksam ist.
Die Ultraschallsondenextraktion mit hochentwickelten Ultraschallgeräten wie dem UIP1000hdT ist eine effiziente Methode zur Gewinnung hochwertiger Extrakte aus Holunderblüten und -blättern. Ihre Effizienz und Wirksamkeit machen sie zu einer attraktiven Option für Forscher und Hersteller, die die gesundheitlichen Vorteile dieser natürlichen Inhaltsstoffe nutzen möchten.

Vorteile der Extraktion von Holunderbeeren und Holunderblüten mit Ultraschall

Einige Vorteile der Ultraschallsondenextraktion für Holunderprodukte sind:

• Höhere Erträge: Es hat sich gezeigt, dass die Ultraschallextraktion im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wie Mazeration oder Soxhlet-Extraktion eine höhere Ausbeute an bioaktiven Verbindungen liefert.
• Beschleunigte Bearbeitung, verkürzte Dauer: Die Ultraschallextraktion kann innerhalb von Minuten und nicht erst nach Stunden oder Tagen abgeschlossen werden, was sie zu einer wesentlich zeitsparenderen Option macht.
• Verbesserte Qualität: Die schonende Art der Ultraschallextraktion trägt dazu bei, die Integrität und Potenz der Pflanzenstoffe zu erhalten, was zu einer höheren Qualität der Extrakte führt.
• Milde Lösungsmittel:Die Entwicklung von Extraktionsverfahren, die effizient die gewünschten Verbindungen extrahieren und gleichzeitig die Extraktion unerwünschter Substanzen minimieren, erfordert eine sorgfältige Optimierung und Auswahl geeigneter Lösungsmittel. Ultraschallextraktoren haben den Vorteil, dass sie mit jedem Lösungsmittel betrieben werden können. Dies bedeutet, dass Sie ein Lösungsmittel wählen sollten, das hinsichtlich seiner Lösungskapazität für Ihre Zielverbindungen am besten geeignet ist. Häufig verwendete Lösungsmittel für die Ultraschallextraktion sind wässriges Ethanol, Wasser, Ethanol, Methanol, Isopropylalkohol, Hexan, Glyzerin, pflanzliche Öle, tief eutektische Lösungsmittel sowie jedes andere übliche Lösungsmittel.
• gesamte Bandbreite: Die Ultraschallextraktion ist ein hervorragendes Extraktionsverfahren, um einen Vollspektrumextrakt zu erhalten, der die gesamte Palette der in einer Pflanze vorhandenen phytochemischen Bestandteile enthält. Vollspektrum-Extrakte sind für ihren Entourage-Effekt bekannt. Der Entourage-Effekt beschreibt die synergistischen Effekte verschiedener Verbindungen, die zusammenwirken, um den therapeutischen Nutzen des Extrakts insgesamt zu erhöhen.

Hochleistungs-Ultraschallextraktoren für die Holunderbeerenextraktion

Alle Extraktionsergebnisse, die in kleinem Maßstab erzielt werden, können linear auf größere Produktionskapazitäten skaliert werden. Das große Produktportfolio von Hielscher Ultrasonics vom Labor bis hin zu industriellen Extraktionssystemen bietet den am besten geeigneten Ultraschall-Indikator für Ihre geplante Prozesskapazität. Unser langjährig erfahrenes Personal begleitet Sie von Machbarkeitstests und Prozessoptimierung bis hin zur Installation Ihrer Ultraschallanlage auf Endproduktionsniveau.

Hielscher Ultrasonics – Hochentwickelte Extraktionssysteme

Das Produktportfolio von Hielscher Ultrasonics deckt das gesamte Spektrum an Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren ab, von kleinen bis zu großen Anlagen. Zusätzliches Zubehör ermöglicht die einfache Zusammenstellung der für Ihren Prozess am besten geeigneten Ultraschallgerätekonfiguration. Die optimale Ultraschallkonfiguration hängt von der geplanten Kapazität, dem Volumen, dem Rohmaterial, dem Batch- oder Inline-Prozess und dem Zeitplan ab.

Batch und Inline

Hielscher-Ultraschallgeräte können für die Batch- und die kontinuierliche Durchlaufverarbeitung eingesetzt werden. Abhängig von Ihrem Prozessvolumen und dem stündlichen Durchsatz empfiehlt sich die Inline-Verarbeitung. Während die Chargenverarbeitung zeit- und arbeitsintensiver ist, ist ein kontinuierlicher Inline-Mischprozess effizienter, schneller und erfordert deutlich weniger Arbeitsaufwand. Hielscher Ultrasonics hat die am besten geeignete Extraktionsanlage für Ihr Extraktionsvolumen und Ihre Prozessziele.

Ultraschall-Extraktoren für jede Produktkapazität

Die Produktpalette von Hielscher Ultrasonics deckt das gesamte Spektrum der Ultraschallprozessoren ab, von kompakten Labor-Ultraschallgeräten über Tisch- und Pilotsysteme bis hin zu vollindustriellen Ultraschallprozessoren mit der Kapazität zur Bearbeitung von LKW-Ladungen pro Stunde. Die umfassende Produktpalette ermöglicht es uns, Ihnen den für Ihr Rohmaterial, Ihre Prozesskapazität und Ihre Produktionsziele das am besten geeigneten Ultraschall-Extraktionssystem anzubieten.
Ultraschall-Bechtop-Systeme sind ideal für Machbarkeitstests und Prozessoptimierung. Das lineare Scale-up auf der Grundlage etablierter Prozessparameter macht es sehr einfach, die Verarbeitungskapazitäten von kleineren Losen auf die vollständig kommerzielle Produktion zu erhöhen. Das Sclae-up kann entweder durch die Installation eines leistungsstärkeren Ultraschall-Extraktionssystems oder durch den parallelen Cluster-Aufbau mehrerer Ultraschallgeräte erfolgen. Mit dem UIP16000 bietet Hielscher den weltweit leistungsstärksten Ultraschall-Extraktor an.

Präzise kontrollierbare Amplituden für optimale Ergebnisse

Alle Hielscher-Ultraschallgeräte sind präzise steuerbare und damit zuverlässige Arbeitstiere in der Produktion. Die Amplitude ist einer der entscheidenden Prozessparameter, die die Effizienz und Effektivität der Ultraschallextraktion von bioaktiven Photonährstoffen aus Pflanzen beeinflussen.
Rohmaterial wie z. B. weiche Beeren erfordern eine mildere Beschallung und geringere Amplitudeneinstellungen, während dicke Blätter oder Samen mit einer robusten und harten Schale eine Beschallung mit höheren Amplituden erfordern, um die intrazellulären Verbindungen freizusetzen. Alle Hielscher Ultrasonics‘ Prozessoren ermöglichen die präzise Einstellung der Amplitude. Sonotroden und Booster-Hörner sind Zubehörteile, welche es erlauben, die Amplitude in einem noch größeren Spektrum zu verändern. Die industriellen Ultraschallprozessoren von Hielscher können sehr hohe Amplituden erzeugen und liefern die erforderliche Ultraschallintensität für anspruchsvolle Anwendungen. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7-Betrieb kontinuierlich betrieben werden.
Präzise Amplitudeneinstellungen und die permanente Überwachung der Ultraschallprozessparameter über eine intelligente Software geben Ihnen die Möglichkeit, Ihr Saatgut mit den effektivsten Ultraschallbedingungen zu behandeln. Optimale Beschallung für beste Extraktionsergebnisse!
Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht einen 24/7/365-Betrieb bei hoher Beanspruchung und in anspruchsvollen Umgebungen. Das macht die Ultraschallgeräte von Hielscher zu einem zuverlässigen Arbeitsgerät, das Ihre Extraktionsanforderungen erfüllt.

Einfache, risikofreie Erprobung

Ultraschallprozesse können vollständig linear skaliert werden. Das bedeutet, dass jedes Ergebnis, das Sie mit einem Labor- oder Benchtop-Ultraschallgerät erzielt haben, auf exakt die gleiche Leistung mit den exakt gleichen Prozessparametern skaliert werden kann. Dadurch eignet sich Ultraschall ideal für risikofreie Machbarkeitsprüfungen, anschließende Prozessoptimierung sowie die Implementierung in die kommerzielle Fertigung. Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie Ultraschall Ihre Keimrate und -qualität steigern kann.

Höchste Qualität – entwickelt und hergestellt in Deutschland

Als familiengeführtes Unternehmen setzt Hielscher auf höchste Qualitätsstandards für seine Ultraschallprozessoren. Alle Ultraschallgeräte werden in unserem Hauptsitz in Teltow bei Berlin entwickelt, hergestellt und gründlich getestet. Robustheit und Zuverlässigkeit machen Hielscher Ultraschallgeräte zu einer zuverlässigen Technologie in Ihrer Produktion. Der 24/7-Betrieb unter Volllast und in anspruchsvollen Umgebungen ist ein selbstverständliches Merkmal der Hielscher Hochleistungsmischer.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:

Sie können Hielscher Ultraschallprozessoren in jeder beliebigen Größe und exakt auf Ihre Prozessanforderungen konfiguriert kaufen. Von der Behandlung von Saatgut in einem kleinen Laborbecherglas bis hin zur kontinuierlichen Durchflussmischung von Saatgut-Slurries auf industrieller Ebene bietet Hielscher Ultrasonics das passende Ultraschallgerät für Sie! Bitte kontaktieren Sie uns – wir empfehlen Ihnen gerne den idealen Ultraschallaufbau!