Ανώτερα εκχυλίσματα κατεχίνης με υπερήχους
Υπερήχων εκχύλιση των κατεχινών
Υπερήχων εκχύλιση είναι μια μη θερμική τεχνική, η οποία βασίζεται στην εφαρμογή καθαρών μηχανικών δυνάμεων. Χαμηλής συχνότητας, υψηλής έντασης κύματα υπερήχων συνδέονται μέσω ενός υπερηχητικού καθετήρα (sonotrode) σε ένα υγρό μέσο. Οι έντονες δυνάμεις διάτμησης της ακουστικής σπηλαίωσης διατρυπούν και διαταράσσουν τις κυτταρικές μεμβράνες, ενισχύουν τη μεταφορά μάζας μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του διαλύτη και απελευθερώνουν τις ενδοκυτταρικές ενώσεις στο διαλύτη.
Στην εκτεταμένη ανασκόπηση των μεθόδων εκχύλισης από πράσινο τσάι (Camellia sinensis), Banerjee και Chatterjee (2015) διαπίστωσε ότι οι υπερήχων τύπου καθετήρα είναι σημαντικά πιο αποτελεσματικοί από τα λουτρά υπερήχων. Επιπλέον, οι συγγραφείς δηλώνουν ότι η εκχύλιση με υπερήχους είναι ο προτιμώμενος τρόπος εκχύλισης κατεχινών τσαγιού λόγω της αυξημένης αποτελεσματικότητας της διαδικασίας εκχύλισης σε χαμηλότερη θερμοκρασία, η οποία εμποδίζει τη θερμική υποβάθμιση των ευαίσθητων στη θερμότητα ενώσεων και διατηρεί τη φαρμακευτική τους αξία. Η εκχύλιση σε υψηλή θερμοκρασία συχνά οδηγεί σε υποβάθμιση των πολυφαινολών και αυξάνει την απελευθέρωση πρωτεϊνών και πηκτίνης, οι οποίες παρεμβαίνουν στην οργανοληπτική ποιότητα του τσαγιού με σχηματισμό κρέμας. Το πλεονέκτημα της υπερήχησης έγκειται στον μη θερμικό μηχανισμό της. Στη μελέτη τους, οι ερευνητές απέδειξαν ότι η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να αυξήσει την απόδοση πολυφαινόλης τσαγιού στους 65 ° C σε σύγκριση με την παραδοσιακή εκχύλιση στους 85 ° C. Ωστόσο, η εκχύλιση με υπερήχους λειτουργεί επίσης σε θερμοκρασία δωματίου. Ως τεχνική μη θερμικής εκχύλισης, οι υπερήχων εφαρμόζουν μηχανικές δυνάμεις για να σπάσουν το κύτταρο ανοιχτό και να απελευθερώσουν βιοδραστικές ενώσεις όπως πολυφαινόλες και κατεχίνες με ανώτερη αποτελεσματικότητα στο διαλύτη.
Η εκχύλιση με υπερήχους δίνει υψηλή απόδοση θρεπτικών ουσιών υψηλής ποιότητας. Ως μη θερμική διαδικασία, υπερήχων εκχύλιση αποφεύγει την απώλεια των ευαίσθητων στη θερμότητα θρεπτικών ουσιών.
Υπερήχων εκχύλιση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί σε θερμοκρασία δωματίου ή σε ψυχρά υγρά. Κάντε κλικ εδώ, για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με υπερήχων κρύο-brew τσάι!
- Χωρίς διαλύτες / με βάση το νερό
- Υψηλή απόδοση εκχύλισης
- Υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα
- Εκχυλίσματα πλήρους φάσματος
- ταχεία διαδικασία
- Πράσινο, φιλικό προς το περιβάλλον
- Απλή και ασφαλής λειτουργία
- χαμηλή συντήρηση
- Γρήγορη απόδοση επένδυσης
Υπερήχων απαγωγέας UIP2000hdT (2kW) με αντιδραστήρα παρτίδας συνεχούς ανάδευσης
Μελέτη περίπτωσης εκχύλισης υπερήχων κατεχίνης
Υπερήχων εκχύλιση μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας διάφορους διαλύτες, συμπεριλαμβανομένου του νερού, αιθανόλη, νερό: μίγμα αιθανόλης, ισοπροπανόλη, φυτικό έλαιο, γλυκερίνη, κλπ.
Σε μια μελέτη από το 2018, Ayyildiz et al. συνέκρινε την εκχύλιση με υπερήχους χρησιμοποιώντας νερό και αιθανόλη ως διαλύτες με τη συμβατική μέθοδο εκχύλισης ζεστού νερού. Για τη μελέτη αυτή σε πιλοτική κλίμακα, χρησιμοποιήθηκε ένας υπερηχητικός Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) σε παρτίδα και σε ρύθμιση συνεχούς ροής.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η εκχύλιση με υπερήχους με αιθανόλη ήταν σημαντικά (p < 0.05) πιο αποτελεσματική για την εξαγωγή υψηλότερων αποδόσεων EGCG, EGC, ECG, και EC από τη συμβατική εκχύλιση ζεστού νερού και την εκχύλιση με βάση το νερό υπερήχων. Υπό βελτιστοποιημένες συνθήκες διαδικασίας, σχεδόν 100% και 50% περισσότερο περιεχόμενο EGCG ελήφθη εκχύλιση αιθανόλης με υπερήχους από τη συμβατική εκχύλιση ζεστού νερού και εκχύλιση με υπερήχους με νερό, αντίστοιχα. Οι βέλτιστες συνθήκες για την εκχύλιση με υπερήχους της EGCG με αιθανόλη ήταν 66,53ºC, 43,75 λεπτά και, 67,81% αιθανόλη.
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι ο προτιμώμενος τρόπος κατεχινών τσαγιού λόγω της αυξημένης αποτελεσματικότητας της διαδικασίας εκχύλισης σε χαμηλότερη θερμοκρασία διατηρώντας την αντιοξειδωτική τους δράση.
Υψηλής απόδοσης υπερήχων απαγωγείς
Hielscher υπερήχων συστήματα εκχύλισης χρησιμοποιούνται παγκοσμίως σε τρόφιμα και pharma για την εμπορική παραγωγή υψηλής ποιότητας φυτικά εκχυλίσματα που χρησιμοποιούνται ως συμπληρώματα διατροφής και φαρμακευτικά προϊόντα. Είτε θέλετε να παράγετε μικρότερες παρτίδες τσαγιού κρύας παρασκευής ή να επεξεργαστείτε μεγάλες ποσότητες υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα πολυφαινόλης / κατεχίνης, Hielscher Υπέρηχοι έχει τον κατάλληλο υπερηχητικό απαγωγέα για εσάς. Οι υπερήχων είναι εύκολο και ασφαλές να λειτουργήσουν. Το διαισθητικό λογισμικό και ο ψηφιακός έλεγχος μέσω οθόνης αφής επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο της διαδικασίας. Η ευρωστία του εξοπλισμού υπερήχων Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Υπερήχων τύπου αισθητήρα UP100H για την εκχύλιση κατεχίνης από φύλλα τσαγιού
Τυποποίηση διαδικασίας με υπερήχους Hielscher
Τα εκχυλίσματα ποιότητας τροφίμων και φαρμάκων θα πρέπει να παράγονται σύμφωνα με τις ορθές παρασκευαστικές πρακτικές (GMP) και σύμφωνα με τυποποιημένες προδιαγραφές επεξεργασίας. Hielscher Υπέρηχοι' ψηφιακά συστήματα εκχύλισης έρχονται με έξυπνο λογισμικό, το οποίο καθιστά εύκολο να ρυθμίσετε και να ελέγξετε τη διαδικασία υπερήχων με ακρίβεια. Η αυτόματη καταγραφή δεδομένων γράφει όλες τις παραμέτρους διαδικασίας υπερήχων, όπως ενέργεια υπερήχων (συνολική και καθαρή ενέργεια), πλάτος, θερμοκρασία, πίεση (όταν τοποθετούνται αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης) με σφραγίδα ημερομηνίας και ώρας στην ενσωματωμένη κάρτα SD. Αυτό σας επιτρέπει να αναθεωρήσετε κάθε υπερηχητικά επεξεργασμένη παρτίδα. Ταυτόχρονα, εξασφαλίζεται η αναπαραγωγιμότητα και η συνεχώς υψηλή ποιότητα των προϊόντων.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Υψηλής ισχύος ομογενοποιητές υπερήχων από εργαστήριο προς πιλότος και βιομηχανικός κλίμακα.
Βιβλιογραφία/Αναφορές
- Ayyildiz, Sena Saklar? Karadeniz, Μπουλέντ; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Εμείς, Αχμέτ Αμπντουλάχ. Alasalvar, Cesarettin (2018): Βελτιστοποίηση των παραμέτρων εκχύλισης της γαλλικής επιγαλλοκατεχίνης χρησιμοποιώντας συμβατικό ζεστό νερό και μεθόδους με υπερήχους από πράσινο τσάι. Επεξεργασία τροφίμων και βιοπροϊόντων 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, Σ., Chatterjee, J. (2015): Αποτελεσματικές στρατηγικές εκχύλισης βιομορίων τσαγιού (Camellia sinensis). J. Τροφίμων Sci. Technol. 52, 2015. 3158–3168.
- Martín-García Beatriz; Pasini, Federica; Verardo, Vito; Díaz-de-Cerio, Elixabet; Tylewicz, Urszula; Gómez-Caravaca, Ana María; Καμπόνι Μαρία Φιορέντσα (2019): Βελτιστοποίηση του Sonotrode υπερήχων-υποβοηθούμενη εκχύλιση των προανθοκυανιδινών από τους χρησιμοποιημένους κόκκους ζυθοποιίας. Αντιοξειδωτικά 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Παρτίδα και συνεχής υπερηχογράφημα υποβοηθούμενη εκχύλιση φύλλων boldo (Peumus boldus mol.). Διεθνές περιοδικό μοριακής επιστήμης 14, 2013. 5750-5764.
- K.S. Suslick, K. Othmer, "Εγκυκλοπαίδεια της Χημικής Τεχνολογίας"; 4η έκδοση J. Wiley & Sons: New York, 1998, τόμος 26, σ. 517-541.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
Εκχύλιση με υπερήχους – Αρχή λειτουργίας
Υπερήχων εκχύλιση είναι μια μηχανική μέθοδος για την απελευθέρωση και την απομόνωση ενδοκυτταρική ένωση από κυτταρικές μήτρες όπως φυτικά κύτταρα. Όταν τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος συνδυάζονται σε έναν πολτό (π.χ. που αποτελείται από διαβρεγμένα σωματίδια φυτών σε νερό ή διαλύτη), τα υψηλής ενέργειας κύματα υπερήχων δημιουργούν σπηλαίωση. Το φαινόμενο της σπηλαίωσης οδηγεί τοπικά σε ακραίες θερμοκρασίες, πιέσεις, ρυθμούς θέρμανσης/ψύξης, διαφορές πίεσης και υψηλές δυνάμεις διάτμησης στο μέσο. Όταν φυσαλίδες σπηλαίωσης εκρήγνυνται στην επιφάνεια των στερεών (όπως σωματίδια, φυτικά κύτταρα, ιστοί κ.λπ.), οι μικροπίδακες και η διατμηματική σύγκρουση δημιουργούν αποτελέσματα όπως επιφανειακό ξεφλούδισμα, διάβρωση και διάσπαση σωματιδίων. Επιπλέον, η κατάρρευση φυσαλίδων σπηλαίωσης σε υγρά μέσα δημιουργεί μακρο-αναταράξεις και μικρο-ανάμιξη.
Υπερήχων ακτινοβολία αντιπροσωπεύει έναν αποτελεσματικό τρόπο για την ενίσχυση των διαδικασιών μεταφοράς μάζας, δεδομένου ότι κατεργασία με υπερήχους οδηγεί σε σπηλαίωση και τους σχετικούς μηχανισμούς της, όπως μικρο-κίνηση από υγρούς πίδακες, συμπίεση και αποσυμπίεση στο υλικό με την επακόλουθη διάσπαση των κυτταρικών τοιχωμάτων, καθώς και υψηλά ποσοστά θέρμανσης και ψύξης.
Υπερήχων εκχύλιση από φυτικά κύτταρα: το μικροσκοπικό εγκάρσιο τμήμα (TS) δείχνει τον μηχανισμό των δράσεων κατά τη διάρκεια της εκχύλισης με υπερήχους από κύτταρα (μεγέθυνση 2000x) [πόρος: Vilkhu et al. 2011]
Υπερήχους του φυτικού υλικού κατακερματίζει τη μήτρα των φυτικών κυττάρων και ενισχύει την ενυδάτωση του ίδιου. Chemat et al. (2015) καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η εκχύλιση με υπερήχους βιοδραστικών ενώσεων από βότανα είναι το αποτέλεσμα διαφορετικών ανεξάρτητων ή συνδυασμένων μηχανισμών, συμπεριλαμβανομένου του κατακερματισμού, της διάβρωσης, της τριχοειδούς αγγείας, της αποδόμησης και της sonoporation. Αυτές οι επιδράσεις διαταράσσουν το κυτταρικό τοίχωμα, βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας πιέζοντας τον διαλύτη μέσα στο κύτταρο και απορροφώντας τον φορτωμένο διαλύτη φυτο-ένωσης και εξασφαλίζουν την κίνηση του υγρού με μικρο-ανάμειξη.
Ποια είναι τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της εκχύλισης με υπερήχους?
- Ταχεία διαδικασία και υψηλή απόδοση
- Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας
- Μειωμένο κόστος επεξεργασίας
- Μη θερμική τεχνολογία
- Υψηλότερη καθαρότητα
- Πράσινη τεχνολογία
Ακουστική Σπηλαίωση και τα αποτελέσματά της
Στο υγρό, τα κύματα υπερήχων δημιουργούν έντονους εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής / χαμηλής πίεσης, οι οποίοι έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό φυσαλίδων σπηλαίωσης. Κατά τη διάρκεια αρκετών κύκλων πίεσης, οι φυσαλίδες σπηλαίωσης αναπτύσσονται μέχρι να φτάσουν σε ένα όριο, όπου η φυσαλίδα δεν μπορεί να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια. Σε αυτό το σημείο η φούσκα εκρήγνυται βίαια. Κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης φυσαλίδων εμφανίζονται ακραίες συνθήκες όπως υψηλές θερμοκρασίες έως 5000K, πιέσεις έως 2000atm, πολύ υψηλοί ρυθμοί θέρμανσης / ψύξης και διαφορές πίεσης. Δεδομένου ότι η δυναμική κατάρρευσης της φυσαλίδας είναι ταχύτερη από τη μεταφορά μάζας και θερμότητας, η ενέργεια στην κοιλότητα που καταρρέει περιορίζεται σε μια πολύ μικρή ζώνη, που ονομάζεται επίσης "καυτό σημείο". Η κατάρρευση της φυσαλίδας σπηλαίωσης οδηγεί επίσης σε μικροαναταράξεις, υγρούς πίδακες ταχύτητας έως 280m / s και προκύπτουσες δυνάμεις διάτμησης. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως υπερηχητική ή ακουστική σπηλαίωση.
Η εκχύλιση με υπερήχους βασίζεται στην ακουστική σπηλαίωση και τις υδροδυναμικές δυνάμεις διάτμησης
Κατεχίνες
Το πράσινο τσάι είναι γνωστό ότι είναι πλούσιο σε πολυφαινόλες όπως καφεϊκό οξύ, γαλλικό οξύ, κατεχίνη, επικατεχίνη, γαλλοκατεχίνη, κατεχίνη, γαλλική κατεχίνη, γαλλική γαλλοκατεχίνη, γαλλική επικατεχίνη, επιγαλλοκατεχίνη και γαλλική επιγαλλοκατεχίνη (EGCG), γεγονός που καθιστά το πράσινο τσάι ένα δημοφιλές υγιεινό τρόφιμο που καταναλώνεται ως ποτό και ως εκχύλισμα. Η EGCG είναι μια γνωστή κατεχίνη, η οποία υπάρχει σε υψηλές ποσότητες στα αποξηραμένα φύλλα του πράσινου τσαγιού (7380 mg ανά 100 g), του λευκού τσαγιού (4245 mg ανά 100 g) και σε μικρότερες ποσότητες στο μαύρο τσάι (936 mg ανά 100 g). Κατά τη διάρκεια της παραγωγής μαύρου τσαγιού, οι κατεχίνες μετατρέπονται κυρίως σε θεαφλαβίνες και thearubigins μέσω οξειδασών πολυφαινόλης.
Οφέλη για την υγεία της γαλλικής επιγαλλοκατεχίνης (EGCG)
Από την ομάδα των κατεχινών, η γαλλική επιγαλλοκατεχίνη (EGCG) είναι η πιο ερευνημένη και πιο ελπιδοφόρα. Από την αντικαρκινική, αντιοξειδωτική, αντιφλεγμονώδη, αντι-ίνωση, αντικολλαγενάση έως την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος και την αντιγηραντική δράση, η EGCG παρουσιάζει πολλά οφέλη και επομένως καταναλώνεται σε μορφή ροφήματος πράσινου τσαγιού καθώς και σε μορφή συμπληρωμάτων διατροφής όπως κάψουλες, σκόνες, δισκία κ.λπ.
Ερευνητικές μελέτες δείχνουν ότι οι κατεχίνες όπως η γαλλική επιγαλλοκατεχίνη (EGCG) μπορεί να μειώσουν τη φλεγμονή και μπορούν να αποτρέψουν ορισμένες χρόνιες παθήσεις, όπως καρδιακές παθήσεις, διαβήτη και ορισμένες μορφές καρκίνου.
Η EGCG και οι αντικαρκινικές επιδράσεις της
Δεδομένου ότι ο καρκίνος είναι μια συχνά απειλητική για τη ζωή ασθένεια, οι αντικαρκινικές ιδιότητες της EGCG βρίσκονται υπό βαριά έρευνα. Μελέτες δείχνουν ότι η EGCG μπορεί να αναστείλει την ογκογένεση μειώνοντας ή εξαλείφοντας τις καρκινογόνες επιδράσεις. Υπάρχουν ευρήματα που υποδηλώνουν ότι η EGCG αποτρέπει την επαγόμενη από την παχυσαρκία διαιθυλονιτροζαμίνη ογκογένεση του ήπατος αναστέλλοντας τον άξονα IGF / IGF-1R, βελτιώνοντας την υπερινσουλιναιμία και εξασθενίζοντας τη χρόνια φλεγμονή. Ένας άλλος μηχανισμός της αντικαρκινικής δράσης της EGCG είναι η αναστολή της αγγειογένεσης και έτσι ο περιορισμός του πολλαπλασιασμού του όγκου.
EGCG και τα αντιοξειδωτικά αποτελέσματά της
Αναρίθμητες αντιοξειδωτικές διεργασίες συμβαίνουν στο ανθρώπινο σώμα και συμβάλλουν στην υγεία, τη δύναμη και την ευημερία. Το EGCG είναι ένα αντιοξειδωτικό. Τα αντιοξειδωτικά μπορούν να προστατεύσουν από την κυτταρική βλάβη σαρώνοντας τις ελεύθερες ρίζες και εξουδετερώνοντάς τις. Οι δακτύλιοι φαινόλης στη δομή EGCG δρουν ως παγίδες ηλεκτρονίων και σαρωτές ελεύθερων ριζών, αναστέλλουν το σχηματισμό αντιδραστικών ειδών οξυγόνου και μειώνουν έτσι τις βλάβες που προκαλούνται από το οξειδωτικό στρες.
EGCG και τα αντιφλεγμονώδη αποτελέσματά της
Η φλεγμονή μπορεί να προκληθεί από ασθένειες, χρόνιο στρες και ρύπανση του περιβάλλοντος. Το σώμα αντιδρά σε τέτοιους παράγοντες στρες με φλεγμονή, η οποία χαρακτηρίζεται από τη συσσώρευση μεγάλου αριθμού ανοσοκυττάρων στις φλεγμονώδεις θέσεις, την απελευθέρωση προφλεγμονωδών κυτοκινών και αντιδραστικών ειδών οξυγόνου/αζώτου (ROS/RNS). Οι ROS/RNS σχετίζονται με την ενεργοποίηση του παράγοντα μεταγραφής NF-B και της πρωτεΐνης ενεργοποιητή-(AP-)1. Μετά την ενεργοποίηση, τα NF-jB και AP-1 μεταφέρονται από το κυτταρόπλασμα στον πυρήνα και ρυθμίζουν προς τα πάνω μια ποικιλία φλεγμονωδών γονιδιακών εκφράσεων, οι οποίες στη συνέχεια προκαλούν επιδείνωση της φλεγμονώδους απόκρισης και βλάβη των ιστών.
Η EGCG αναστέλλει τη μετάδοση των NF-B και AP-1 ότι η έκφραση των iNOS και COX-2 μειώνεται κυρίως με την απομάκρυνση του μονοξειδίου του αζώτου, του υπεροξυνιτρώδους άλατος και άλλων ROS / RNS και μειώνεται η παραγωγή φλεγμονωδών παραγόντων.
Η EGCG και οι επιπτώσεις της στην προώθηση της οστεογένεσης
Η οστεοπόρωση είναι μια σοβαρή ασθένεια που χαρακτηρίζεται από τον εκφυλισμό της οστικής μήτρας και την απώλεια οστικής πυκνότητας. Η EGCG παρουσιάζει ρυθμιστικές επιδράσεις στον μεταβολισμό των οστών. Η EGCG μπορεί να προκαλέσει την απόπτωση των οστεοκλαστών και να αναστείλει το σχηματισμό οστεοκλαστών εμποδίζοντας τη δημιουργία NF-B και IL-1b. Επιπλέον, μπορεί να προωθήσει το σχηματισμό μεταλλικών οστικών οζιδίων.
[πρβλ. Chenyu Chu; Τζια Ντενγκ; Γι Μαν; Yili Qu (2017): Εκχυλίσματα πράσινου τσαγιού Epigallocatechin-3-gallate για διαφορετικές θεραπείες. BioMed Research International Vol. 2017]