Εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων από πικρό πεπόνι με υπερήχους
- Το πικρό πεπόνι (γνωστό επίσης ως πικρό μήλο, πικρή νεροκολοκύθα, πικρή κολοκύθα, βαλσαμικό αχλάδι) είναι ένας καρπός πλούσιος σε ενώσεις ευεργετικές για την υγεία, όπως αντιοξειδωτικά, φλαβονοειδή, φυτοστερόλες και σαπωνίνες.
- Η κατεργασία με υπερήχους είναι ευρέως γνωστή για την εντατικοποίηση της εκχύλισης βιοδραστικών ουσιών από φυτικές ύλες.
- Η εκχύλιση με υπερήχους απελευθερώνει εκχυλίσματα υψηλής ποιότητας από το πικρό πεπόνι και διακρίνεται για την αυξημένη απόδοση, καθώς και για την ταχεία και απλή επεξεργασία.
Βιοδραστικές ενώσεις του πικρού πεπονιού
Το πικρό πεπόνι (Momordica charantia L.) είναι ένας τροπικός καρπός πλούσιος σε ποικίλες φυτοχημικές ενώσεις, όπως αντιοξειδωτικά, φυτοστερόλες, γλυκοζίτες, σαπωνίνες, αλκαλοειδή και τριτερπένια. Λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε βιοδραστικές ουσίες, το πικρό πεπόνι εκτιμάται ως φαρμακευτικό φυτό και υπερτροφή. Ιδιαίτερα οι σαπωνίνες του, οι οποίες υπάρχουν σε όλα τα μέρη του φυτού, όπως στη σάρκα του καρπού, στους σπόρους και στα φύλλα, παρουσιάζουν υπογλυκαιμική δράση και επομένως χρησιμοποιούνται ως φυσικό αντιδιαβητικό.
Η εκχύλιση με υπερήχους, ευρέως γνωστή ως εξαιρετική τεχνική εκχύλισης, ενισχύει την απελευθέρωση βιοδραστικών φυτοσυστατικών, όπως σαπωνίνες, φλαβονοειδή, πολυφαινόλες, πολυσακχαρίτες, τερπενοειδή, ταννίνες και αλκαλοειδή.
Εκχύλιση από πικρό πεπόνι με υπερήχους
Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια επαληθευμένη τεχνική, γνωστή για την εντατικοποίηση των διεργασιών εκχύλισης από φυτικές ύλες. Τα έντονα υπερηχητικά κύματα προκαλούν κυτταρική διάρρηξη, αυξάνουν τη μεταφορά μάζας και προάγουν έτσι την απελευθέρωση βιοδραστικών ενώσεων. Εκτός από την εκχύλιση φυτοσυστατικών από το πικρό πεπόνι, οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται με επιτυχία για την παραγωγή εκχυλισμάτων από καφέ, κρόκο, κάνναβη, φρούτο του μοναχού, αγιουρβεδικά βότανα, φαρμακευτικά μανιτάρια, καθώς και πολλά άλλα φυτά.
Εκχύλιση φυκών με υπερήχους με το UP400St σε παρτίδα 8L
Μελέτη περίπτωσης
Η εκχύλιση με υπερήχους έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί μια ταχεία και αποτελεσματική μέθοδο εκχύλισης χαραντίνης από καρπούς M. charantia. Η κατεργασία με υπερήχους πραγματοποιήθηκε σε μείγμα μεθανόλης–νερού (80:20, v/v) στους 46°C, με αναλογία στερεού προς διαλύτη 1:26, w/v, και οδήγησε σε αυξημένη απόδοση χαραντίνης άνω των 3 mg/g χαραντίνης από σκόνη πικρής νεροκολοκύθας. Το πρωτόκολλο κατεργασίας με υπερήχους ήταν 2,74 φορές πιο αποτελεσματικό στην εκχύλιση χαραντίνης σε σύγκριση με τη μέθοδο Soxhlet. (Ahamad et. 2015)
- Υψηλότερη απόδοση
- Υψηλή ποιότητα
- Ταχεία εκχύλιση
- Ήπια, μη θερμική διεργασία
- Νερό ή διαλύτης
- Απλή & ασφαλής λειτουργία
Επιλέξτε τον διαλύτη σας
Με την εκχύλιση με υπερήχους μπορείτε να επιλέξετε μεταξύ διαφόρων διαλυτών, όπως νερό, αλκοόλη, αιθανόλη, μεθανόλη ή μείγματα αιθανόλης–νερού, οι οποίοι έχουν ήδη δοκιμαστεί και αποδειχθεί αποτελεσματικοί για την απομόνωση φαινολικών ενώσεων από το πικρό πεπόνι. Η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε υδατική εκχύλιση χωρίς διαλύτες (π.χ. για την παρασκευή βιολογικών εκχυλισμάτων) ή να συνδυαστεί με έναν διαλύτη της επιλογής σας.
Μάθετε περισσότερα για τους διαλύτες που χρησιμοποιούνται στην εκχύλιση φυτικών υλών με υπερήχους!
SonoStation – ένα σύστημα υπερήχων με 2x συσκευές υπερήχων 2kW, δεξαμενή με ανάδευση και αντλία – είναι ένα εύχρηστο σύστημα εκχύλισης.
Εκχυλιστές υπερήχων υψηλών επιδόσεων
Ο εξοπλισμός υπερήχων της Hielscher χρησιμοποιείται ευρέως για την απομόνωση δραστικών ενώσεων από φυτικές ύλες. Προμηθεύοντας εκχυλιστές υπερήχων για όλους τους όγκους επεξεργασίας, η Hielscher μπορεί να σας προτείνει τον καταλληλότερο επεξεργαστή υπερήχων για τις απαιτήσεις σας. Από μικρά φορητά εργαστηριακά συστήματα για αναλύσεις και δοκιμές σκοπιμότητας έως συσκευές υπερήχων για πιλοτικές εγκαταστάσεις και πλήρως βιομηχανικούς αντιδραστήρες υπερήχων, η γκάμα προϊόντων της Hielscher διαθέτει την ιδανική διάταξη για τη διεργασία εκχύλισής σας. Ανάλογα με τη διεργασία σας, η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να πραγματοποιηθεί σε λειτουργία παρτίδας ή συνεχούς ροής. Ποικίλα εξαρτήματα, όπως ηχοτρόδια, ενισχυτές πλάτους, κυψελίδες ροής και αντιδραστήρες, επιτρέπουν τον ιδανικό εξοπλισμό της διάταξης υπερήχων σύμφωνα με τους στόχους της διεργασίας.
Οι επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher μπορούν να ελέγχονται με ακρίβεια και τα δεδομένα της διεργασίας καταγράφονται αυτόματα στην ενσωματωμένη κάρτα SD των ψηφιακών συστημάτων υπερήχων μας. Ο αξιόπιστος έλεγχος των παραμέτρων της διεργασίας εξασφαλίζει σταθερά υψηλή ποιότητα προϊόντος και επιτρέπει την τυποποίηση της διεργασίας.
Η ανθεκτικότητα του εξοπλισμού υπερήχων της Hielscher επιτρέπει τη λειτουργία 24/7 υπό συνθήκες βαριάς χρήσης και σε απαιτητικά περιβάλλοντα. Η εύκολη και ασφαλής λειτουργία, καθώς και οι χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης, καθιστούν τα συστήματα υπερήχων της Hielscher τον αξιόπιστο στυλοβάτη της παραγωγής σας.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 0,5 έως 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία από UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα για περισσότερες πληροφορίες! Το άρτια εκπαιδευμένο προσωπικό μας θα χαρεί να συζητήσει μαζί σας τη διεργασία εκχύλισής σας!
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Επεξεργαστές υπερήχων υψηλής ισχύος, από εργαστηριακή έως πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Παραπομπές
- Ahamad, Javed; Amin, Saima; Mir, Showkat R. (2015): Optimization of ultrasound-assisted extraction of charantin from Momordica charantia fruits using response surface methodology. J Pharm Bioallied Sci. 2015 Oct-Dec; 7(4): 304–307.
- Santana de Oliveira M., Almeida da Costa W., Figueiredo Bezerra F.W., Araújo M.E., Costa Ferreira G., Nunes de Carvalho Junior R. (2018): Phytochemical profile and biological activities of Momordica charantia L. (Cucurbitaceae): A review. African Journal of Biotechnology Vol. 17(27), pp. 829-846, 4 July, 2018.
- Sutanto, H.; Himawan, E.; Kusumocahyo, S.P. (2015): Ultrasound assisted extraction of bitter gourd fruit (Momordica charantia) and vacuum evaporation to concentrate the extract. ISAC 2015.
- Thakre, A.; Deore, V.; Gaiwad, S.; Kawade, S. (2014): Extraction of Phytochemical Components from the Fruit of Momordica Charantia and Evaluation of its Antimicrobial Activity.
Χρήσιμες πληροφορίες
Πικρό πεπόνι
Το πικρό πεπόνι (Momordica charantia L., της οικογένειας Cucurbitaceae· κοινώς γνωστό επίσης ως πικρή νεροκολοκύθα, πικρό πεπόνι, πικρό μήλο, πικρή νεροκολοκύθα, πικρή κολοκύθα, βαλσαμικό αχλάδι) είναι ένας καρπός που απαντάται στην Ασία και την Αφρική, όπου εκτιμάται για τα διάφορα οφέλη του για την υγεία. Το πικρό πεπόνι έχει συσχετιστεί με αντικαρκινικές, αντιμικροβιακές, αντιφλεγμονώδεις και αντιδιαβητικές ιδιότητες. Οι φαρμακευτικές ιδιότητες του καρπού της πικρής νεροκολοκύθας συνδέονται με την υψηλή περιεκτικότητά του σε φαινολικές ενώσεις, οι οποίες δρουν ως αντιοξειδωτικά. Η πικρή νεροκολοκύθα χρησιμοποιείται συχνά ως φυτικό φάρμακο για διαβητικούς και οι ευεργετικές επιδράσεις της στη μείωση του σακχάρου του αίματος συνδέονται με το βιοδραστικό συστατικό χαραντίνη. Η χαραντίνη είναι ένα μείγμα 1:1 δύο στεροειδών σαπωνινών, του γλυκοζίτη του β-σιτοστερυλίου (C35H60O6) και του γλυκοζίτη του 5,25-στιγμαστερυλίου (C35H58O6).
Επιπλέον, ο καρπός Momordica charantia είναι πολύ πλούσιος σε πολυφαινόλες. Λόγω των υδροξυλομάδων, οι περισσότερες φαινολικές ενώσεις του πικρού πεπονιού είναι υδρόφιλες ενώσεις, όπως το γαλλικό οξύ, το γεντισικό οξύ, η κατεχίνη, το χλωρογενικό οξύ, η επικατεχίνη, το οξύ βανιλίνης, το πρωτοκατεχικό οξύ, το p-κουμαρικό οξύ, το o-κουμαρικό οξύ και το t-κινναμωμικό οξύ. Ο πλούτος σε πολυφαινόλες καθιστά τα εκχυλίσματα πικρής νεροκολοκύθας ένα ισχυρό αντιοξειδωτικό συμπλήρωμα που είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό στη δέσμευση των ελεύθερων ριζών.
Η σάρκα, το σαρκώδες περίβλημα των σπερμάτων και οι σπόροι του πικρού πεπονιού περιέχουν μεγάλη ποσότητα φαινολικών ενώσεων και φλαβονοειδών και αποτελούν, επομένως, καλή πηγή για την παρασκευή φυτοφαρμακευτικών προϊόντων.
Οι βιοδραστικές ενώσεις της πικρής νεροκολοκύθας, γνωστές για τις ευεργετικές επιδράσεις τους στην υγεία, μπορούν να εκχυλιστούν με επιτυχία μέσω κατεργασίας με υπερήχους.
Πώς λειτουργεί η εκχύλιση με υπερήχους;
Η εκχύλιση με υποβοήθηση υπερήχων (UAE) βασίζεται στη σύζευξη υπερηχητικών κυμάτων πολύ υψηλής έντασης με ένα υγρό ή αιώρημα. Τα υπερηχητικά κύματα δημιουργούν εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης / χαμηλής πίεσης, με αποτέλεσμα τη δημιουργία σπηλαίωσης. Το φαινόμενο της υπερηχητικής ή ακουστικής σπηλαίωσης χαρακτηρίζεται από ακραίες τοπικές συνθήκες πίεσης, θερμοκρασίας και δυνάμεων διάτμησης. Κοντά στις φυσαλίδες σπηλαίωσης που καταρρέουν προς το εσωτερικό τους αναπτύσσονται πολύ υψηλές θερμοκρασίες έως 5000K, πιέσεις 1000 ατμοσφαιρών, ρυθμός θέρμανσης–ψύξης άνω των 1010 K/s και πίδακες υγρού με ταχύτητα έως 280m/s, που εκδηλώνονται ως πολύ υψηλές δυνάμεις διάτμησης και στροβιλισμοί στη ζώνη σπηλαίωσης. Ο συνδυασμός αυτών των παραγόντων (πίεση, θερμότητα, διάτμηση και στροβιλισμός) προκαλεί κυτταρική διάρρηξη (λύση), επιταχύνει τη μεταφορά μάζας κατά τη διεργασία εκχύλισης και υποβοηθά έτσι την εκχύλιση στερεού–υγρού των φυτοσυστατικών από τα φυτά. Η τεχνική εκχύλισης με υπερήχους εφαρμόζεται ευρέως για την εκχύλιση φλαβονοειδών, πολυσακχαριτών, αλκαλοειδών, φυτοστερολών, πολυφαινολών και χρωστικών από φυτά.