Εκχύλιση τερπενίων από υπερήχους
Υπερήχων εκχύλιση τερπενίων έχει αποδειχθεί ότι δίνει υψηλές αποδόσεις του τερπενίου καρυοφυλλενίου οξειδίου, π.χ. από κάνναβη και λυκίσκο. Το οξείδιο του καρυοφυλλενίου είναι ένα τερπένιο που βρίσκεται στην κάνναβη, το λυκίσκο, το πιπέρι, το βασιλικό και το δεντρολίβανο. Ως δραστική ένωση, το εκχυλισμένο τερπένιο καρυοφυλλενοξείδιο χρησιμοποιείται ως αρωματικό πρόσθετο και συμπλήρωμα υγείας.
Χρήση εκχυλισμένου οξειδίου του καρυοφυλλενίου
Το οξείδιο του καρυοφυλλενίου διακρίνεται από την αρωματική οσμή και γεύση του (δηλαδή βότανα). Λόγω της έντονης αρωματικής οσμής και γεύσης του, χρησιμοποιείται συχνά ως αρωματικό πρόσθετο στα τρόφιμα καθώς και ως συστατικό αρώματος. Επιπλέον, έχει επίσης την ικανότητα να δεσμεύεται με τους ενδοκρινικούς υποδοχείς CB2 στο ανθρώπινο σώμα, γεγονός που το καθιστά ένα ενδιαφέρον φαρμακευτικό συστατικό.
Υπερήχων εκχύλιση του οξειδίου του καρυοφυλλενίου
Υπερήχων εκχύλιση του τερπενίου καρυοφυλλενίου οξείδιο είναι μια εξαιρετική τεχνική για την παραγωγή υψηλών αποδόσεων, π.χ. από καννάβεις και λυκίσκο. Διαβάστε περισσότερα για την ακουστική σπηλαίωση, η δραστική αρχή της εκχύλισης με υπερήχους!
Για παράδειγμα, το οξείδιο του β-καρυοφυλλενίου εκχυλίστηκε υπερηχητικά με τη συσκευή υπερήχων UP100H (100W, 30kHz) από αποξηραμένους μπουμπούκια λυκίσκου.
Τα δεδομένα ανάλυσης GC δείχνουν την απόδοση εκχύλισης του οξειδίου του β-καρυοφυλλενίου, που εξάγεται με Hielscher UP100Η από λυκίσκο.
UP400St – 400W ισχυρός υπερηχητικός επεξεργαστής για εκχύλιση τερπενίων με αναδευτήρα
Ανάλυση αέριας χρωματογραφίας εκχυλίσματος λυκίσκου υπερήχων: οξείδιο β-καρυοφυλλενίου, α-καρυοφυλλένιο, α-πινένιο, μυκρήνη, λιμονένιο, α-καρυοφυλλένιο και οξείδιο καρυοφυλλενίου και άλλα.
Εκτός από το οξείδιο του β-καρυοφυλλενίου, άλλα τερπένια όπως α-καρυοφυλλένιο, α-πινένιο, μυκρήνη, λιμονένιο και α-καρυοφυλλένιο μεταξύ άλλων εξήχθησαν με επιτυχία.
Πώς εξάγονται τερπένια από φυτά χρησιμοποιώντας υπερήχους τύπου καθετήρα; Μια βήμα προς βήμα οδηγίες!
- Πρώτον, το φυτικό υλικό αλέθεται ή τεμαχίζεται σε μικρά κομμάτια για να αυξηθεί η επιφάνεια για εκχύλιση.
- Το φυτικό υλικό στη συνέχεια αναμιγνύεται με διαλύτη (όπως αιθανόλη ή νερό) για την εκχύλιση των τερπενίων.
- Καθετήρας-τύπου υπερήχους χρησιμοποιείται στη συνέχεια προκειμένου να υποστηρίξει στη διαδικασία εκχύλισης με την εφαρμογή υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας κύματα υπερήχων σε περίπου 20kHz στον πολτό. Αυτό προκαλεί ακουστική σπηλαίωση και ταχεία δόνηση του διαλύτη, η οποία προάγει την αποσύνθεση και τη διάσπαση των φυτικών κυττάρων και την απελευθέρωση των τερπενίων.
- Το μείγμα στη συνέχεια διηθείται για να διαχωριστεί το στερεό φυτικό υλικό από το υγρό που περιέχει τα εκχυλισμένα τερπένια.
- Το υγρό στη συνέχεια εξατμίζεται ή υποβάλλεται σε περαιτέρω επεξεργασία για την απομάκρυνση του διαλύτη και τη συμπύκνωση των τερπενίων.
- Το τελικό προϊόν είναι ένα πλούσιο σε τερπένια εκχύλισμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες εφαρμογές όπως συμπληρώματα διατροφής, λειτουργικά τρόφιμα και καλλυντικά.
Πρωτόκολλο εκχύλισης τερπενίων υπερήχων
Ο λυκίσκος αλέθεται με ένα συμβατικό μύλο καφέ για να ληφθεί ένα πιο ομοιογενές μέγεθος σωματιδίων του δείγματος λυκίσκου.
4,5mg λυκίσκου τοποθετήθηκαν σε ένα φιαλίδιο, προσθέτοντας στη συνέχεια 5mL αιθανόλης. Το φιαλίδιο τοποθετήθηκε σε ποτήρι ζέσεως με παγωμένο νερό για απαγωγή θερμότητας. Στη συνέχεια, το δείγμα υποβλήθηκε σε υπερήχους με ένα UP100Η, εξοπλισμένο με sonotrode MS7, σε ρύθμιση πλάτους 50% για 90sec.
Ανάλυση αέριας χρωματογραφίας εκχυλίσματος λυκίσκου υπερήχων:
Κατεργασία με υπερήχους εξασφαλίζει υψηλή μεταφορά μάζας μεταξύ της κυτταρικής μήτρας και του διαλύτη, έτσι ώστε κατά συνέπεια επιτυγχάνεται πολύ υψηλή απόδοση εκχυλίσματος υψηλής ποιότητας.
- υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα τερπενίων (χωρίς θερμική υποβάθμιση)
- υψηλές αποδόσεις
- γρήγορη διαδικασία
- Γρήγορη απόδοση επένδυσης
- ηπιότεροι διαλύτες
- λιγότερη χρήση διαλυτών
- Ασφαλές και εύκολο στη χρήση
- χαμηλή συντήρηση
- Πράσινη, φιλική προς το περιβάλλον εκχύλιση τερπενίων
Υπερήχων εκχύλιση τερπενίων ξεχωρίζει ως μια πράσινη μέθοδος εκχύλισης, που επιτρέπει να επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία εκχύλισης τερπενίων, ενώ απαιτεί λιγότερη ενέργεια από άλλες συμβατικές μεθόδους εκχύλισης (δηλ. υπερκρίσιμο CO2, Σόξλετ κ.λπ.). Άλλα πλεονεκτήματα που συνδέονται με τη χρήση υπερήχων εκχύλιση των τερπενίων είναι εύκολος χειρισμός του υπερήχων απαγωγέα, ταχεία διαδικασία, κανένα χημικό απόβλητο, υψηλή απόδοση, φιλικό προς το περιβάλλον, βελτιωμένη ποιότητα λόγω ήπιων συνθηκών επεξεργασίας και την πρόληψη της θερμικής υποβάθμισης.
Υπερήχων εξορύκτες για τερπένια
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη ποια συσκευή υπερήχων μπορεί να είναι η πιο κατάλληλη για τις απαιτήσεις εκχύλισης τερπενίων σας.
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Υψηλής ισχύος ομογενοποιητές υπερήχων από εργαστήριο σε βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία/Αναφορές
- 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
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
καρυοφυλλένιο
Το καρυοφυλλένιο ή (−)-β-καρυοφυλλένιο, είναι ένα φυσικό δικυκλικό σεσκιτερπένιο που μπορεί να βρεθεί σε πολλά αιθέρια έλαια. Τα ακόλουθα βότανα είναι γνωστά ως καλή πηγή καρυοφυλλενίου: καννάβεις, κάνναβη (Cannabis sativa), κύμινο (Carum nigrum), γαρύφαλλο (Syzygium aromaticum), λυκίσκος (Humulus lupulus), βασιλικός (Ocimum spp.), ρίγανη (Origanum vulgare), μαύρο πιπέρι (Piper nigrum), λεβάντα (Lavandula angustifolia), δεντρολίβανο (Rosmarinus officinali, και έλαιο copaiba (Copaifera spp.). Το β-καρυοφυλλένιο είναι ένα φυτοκανναβινοειδές με ισχυρή συγγένεια με τον υποδοχέα κανναβινοειδών τύπου 2 (CB 2), αλλά όχι με τον υποδοχέα κανναβινοειδών τύπου 1 (CB 1).
οξείδιο του καρυοφυλλενίου
Το οξείδιο του καρυοφυλλενίου (επίσης οξείδιο β-καρυοφυλλενίου) είναι το παράγωγο οξείδωσης του β-καρυοφυλλενίου και είναι μια λευκή κρυσταλλική στερεά σκόνη με σημείο τήξης περίπου 62°C.
Αποτιμάται για τα αντιφλεγμονώδη, τοπικά αναισθητικά και αντιοξειδωτικά αποτελέσματά του. Πρώτη έρευνα δείχνει ότι το οξειδωτικό καρυοφυλλένιο μπορεί να είναι ένα πιθανό φάρμακο για τη θεραπεία του καρκίνου, πάρα πολύ. Το οξείδιο του καρυοφυλλενίου είναι μέρος του δακτυλίου κυκλοβουτανίου, το οποίο χρησιμοποιείται ήδη στην ιατρική έρευνα προκειμένου να συντεθεί το ευρέως χρησιμοποιούμενο χημειοθεραπευτικό φάρμακο καρβοπλατίνη.
Το οξείδιο του καρυοφυλλενίου, στο οποίο η ολεφίνη του καρυοφυλλενίου έχει γίνει εποξείδιο, είναι εγκεκριμένο συστατικό για αρωματικές ουσίες τροφίμων.
Τόσο το β-καρυοφυλλένιο όσο και το οξείδιο του β-καρυοφυλλενίου παρουσιάζουν χαμηλή υδατοδιαλυτότητα, γεγονός που εμποδίζει την απορρόφησή τους στο κύτταρο. Για να χρησιμοποιήσετε αυτά τα σεσκιτερπένια ως φαρμακευτικά φάρμακα ή συμπληρώματα διατροφής, η ενθυλάκωση σε λιποσώματα Ξεπεράστε την κακή διαλυτότητα αυτών των σεσκιτερπενίων σε υδατικά υγρά και εξασφαλίστε βιοδιαθεσιμότητα και βιοδραστικότητα. Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την υπερήχων ενθυλάκωση των βιοδραστικών ενώσεων!
Οξείδιο του καρυοφυλλενίου στην κάνναβη
Στο φυτό cannabis sativa, το οξείδιο του καρυοφυλλενίου βρίσκεται ως σεσκιτερπένιο, το οποίο αποτελείται από τρεις μονάδες ισοπρενίου. Το οξείδιο του καρυοφυλλενίου είναι ένα από τα μεγαλύτερα και πιο άφθονα τερπένια στο φυτό κάνναβης και είναι υπεύθυνο για το διακριτικό άρωμα και τη μυρωδιά της κάνναβης. Υπερήχων εκχύλιση εφαρμόζεται με επιτυχία για την παραγωγή Έλαια κανναβιδιόλης πλήρους φάσματος, έτσι ώστε να δίνεται η συνεργατική επίδραση των ενώσεων πολλαπλής.
Υπερήχων σπηλαίωση για εκχύλιση
Όταν τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος εισάγονται σε ένα υγρό, εμφανίζονται κύκλοι συμπίεσης και επέκτασης (αραίωση) στο υγρό. Κατά τη διάρκεια της αραίωσης, δημιουργούνται κενά ή λεγόμενες φυσαλίδες σπηλαίωσης σε ένα υγρό. Αυτές οι φυσαλίδες σπηλαίωσης, οι οποίες είναι μικροσκοπικές φυσαλίδες κενού, εμφανίζονται όταν ασκείται αρνητική πίεση, έτσι ώστε να ξεπεραστεί η τοπική αντοχή εφελκυσμού του υγρού. Οι φυσαλίδες κενού αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια αρκετών κύκλων συμπίεσης / αραίωσης έως ότου δεν μπορούν να απορροφήσουν περισσότερη ενέργεια και η φυσαλίδα σπηλαίωσης υφίσταται sn εκρηκτική κατάρρευση. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως σπηλαίωση. Σύμφωνα με την έρευνα του καθηγητή Suslick (1990), στις φυσαλίδες σπηλαίωσης επικρατούν ακραίες συνθήκες με θερμοκρασίες έως 5000 K, πιέσεις 1000 ατμόσφαιρας, ρυθμό θέρμανσης-ψύξης άνω των 1010 K/s και πίδακες υγρών με ταχύτητα έως 280m/s, οι οποίες εμφανίζονται ως πολύ υψηλή δύναμη διάτμησης και αναταράξεις στη ζώνη σπηλαίωσης. Ο συνδυασμός αυτών των παραγόντων (πίεση, θερμότητα, διάτμηση και αναταράξεις) χρησιμοποιείται για την επιτάχυνση της μεταφοράς μάζας στη διαδικασία εκχύλισης. Επιπλέον, αυτές οι τοπικά απαντώμενες συνθήκες χρησιμοποιούνται επίσης σε υπερηχητικές διεργασίες, όπως ομογενοποίηση, γαλακτωματοποίηση ή διασπορά.
Η εκχύλιση με υπερήχους βασίζεται στην ακουστική σπηλαίωση και τις υδροδυναμικές δυνάμεις διάτμησης
Υπερήχων εκχύλιση των τερπενίων
Η αρχή της εκχύλισης με υπερήχους βασίζεται σε δύο αποτελέσματα, τα οποία παράγονται όταν τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος είναι ζευγάρια σε υγρό ή πολτό:
Πρώτον, ο διαλύτης (περιβάλλον υγρό μέσο) ωθείται στην κυτταρική μήτρα. Ανάλογα με το πλάτος και τη δύναμη της σπηλαίωσης, το κυτταρικό τοίχωμα είναι διάτρητο ή διαταράσσεται από την πίεση του υγρού.
Δεύτερον, κατά τη διάρκεια του κύκλου αραίωσης το περιεχόμενο του κυττάρου (δηλαδή το ενδοκυτταρικό υλικό) ξεπλένεται από το εσωτερικό κύτταρο. Μετά την εκχύλιση με υπερήχους, οι στοχευμένες ενώσεις βρίσκονται στο διαλύτη και μπορούν να διαχωριστούν από το διαλύτη (π.χ. με εξάτμιση του διαλύτη) έτσι ώστε τελικά να ληφθεί ένα καθαρό εκχύλισμα.
Η σύνθεση της πρώτης ύλης (όπως η περιεκτικότητα σε υγρασία, ο βαθμός διαβροχής / άλεσης και το μέγεθος των σωματιδίων και ο επιλεγμένος διαλύτης είναι πολύ σημαντικοί παράγοντες προκειμένου να επιτευχθεί μια αποδοτική και αποτελεσματική διαδικασία εκχύλισης με υπερήχους. Οι παράμετροι της διαδικασίας υπερήχων είναι επίσης απαραίτητες: το πλάτος, η πίεση, η θερμοκρασία και ο χρόνος υπερήχων πρέπει να καθοριστούν και να βελτιστοποιηθούν για καλύτερα αποτελέσματα.