Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Extracción por ultrasonidos de compuestos celulares

extracción por ultrasonidos o sono-extracción es una tecnología de intensificación de proceso, que funciona mediante el acoplamiento de los ultrasonidos de alta potencia en una suspensión de tejido vegetal o célula. Hielscher Ultrasonidos suministra ultrasonicators fiables para la ruptura celular y la extracción de la pequeña muestras de laboratorio hasta grandes volúmenes de procesamiento industrial. El atractivo de la extracción asistida por ultrasonidos reside en el tratamiento no térmico del material, su fácil aplicación y la escalabilidad de prueba a escala de producción.
dispositivos de ultrasonidos de Hielscher generan ultrasonido de alta intensidad que puede ser controlado exactely a los requisitos del proceso.

La lista siguiente proporciona diversos protocolos de procesamiento de ultrasonidos, que demuestran el amplio campo de aplicación de los ultrasonidos de potencia en biología, procesamiento de alimentos y la producción farmacéutica.
homogeneizadores ultrasónicos son herramientas poderosas para la extracción. (¡Click para agrandar!)

Ultrasonicador con sonda UP50H

Extracción de ultrasonidos chile Escamas

Boldina a partir de hojas de boldo (Peumus boldus Molina)

de aplicación de ultrasonidos:
Un compuesto activo importante en boldo es boldina ((S) -2,9-dihidroxi-1,10-dimethoxiaporphine), que es además de catequina ((2S, 3R) -2- (3,4-dihidroxi-fenil) -3 , 4-dihidro-1 (2H) benzopiran-3,5,7-triol) los principales componentes del alcaloide y la fracción flavonoide en hojas de boldo. Boldina es un agente antioxidante fuerte que sufre daño por radicales libres mediada peroxidativo y actúa como un eliminador de radicales hidroxilo eficiente.
Procedimiento de extracción: Para un procedimiento de extracción típico, las muestras de hojas de boldo se extrajeron con 1 litro de agua destilada a presión atmosférica usando el ultrasonicador UIP1000hd en el modo de flujo continuo de lote y. Tiempo de rangos de extracción de entre 10 y 40 min., Con una intensidad de ultrasonidos de entre 10 y 23 W / cm2Y un intervalo de temperatura de 10 a 70 ° C. Los mejores resultados wer consiguen bajo las siguientes condiciones: intensidad de ultrasonidos de 23 W / cm2 durante 40 min. a una temperatura de 36 ° C
resultados: Los resultados del análisis muestran que la sonicación de alta potencia aumenta la liberación analito de material de la matriz vegetal de boldo significativamente mejores tasas comparación con el método convencional: igual rendimiento fue liberado por sonicación en 30 min. mientras que el tiempo de extracción convencional fue 2 h.
Chemat (2013) y los compañeros de trabajo han demostrado que la extracción asistida por ultrasonidos mejora la eficiencia de la extracción de la planta, mientras que la reducción de tiempo de extracción en incremento de la concentración de los extractos (misma cantidad de material de disolvente y de la planta). El análisis reveló que las condiciones optimizadas fueron: la energía de ultrasonidos 23 W / cm2 de alto rendimiento empleando UIP1000hd durante 40 min. y una temperatura de 36 ° C. Los parámetros optimizados de la extracción de ultrasonidos proporcionan una mejor extracción en comparación con una maceración convencional en términos de tiempo de proceso (30 min. En lugar de 120 min.), Mayor rendimiento, mayor eficiencia energética, la mejora de la limpieza, una mayor seguridad y una mejor calidad del producto.
Recomendación Dispositivo:
UIP1000hd con sonotrodo BS2d34 y celda de flujo
Referencia / Trabajo de investigación:
Petigny, L .; PERINO-Issartier, S .; Wajsman, J .; Chemat, F. (2013): Lote y Ultrasonido extracción continua asistida de las hojas de boldo (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750 hasta 5764.

El ácido clorogénico a partir de hojas de tabaco

de aplicación de ultrasonidos:
Para los experimentos de extracción, las hojas de tabaco de Nicotiana tabacum se molieron a tamaños de partícula más pequeños de aproximadamente> 4 x ≧ 2 mm. Para los ensayos de extracción ultrasónica, se extrajeron 20 g de muestras de hojas secas de tabaco con agua destilada a temperaturas que oscilaron entre 5 ° C y 30 ° C. Los experimentos de extracción se llevaron a cabo para intervalos de tiempo de ciclo de extracción que varían de 5 minutos a 30 minutos por ciclo. Se añadieron aproximadamente 10 a 15 gotas de etanol al volumen óptimo calculado de 256 ml de agua destilada necesaria para extraer todo el ácido clorogénico soluble de muestras de 20 g de hojas de tabaco secadas. El volumen óptimo de 256 ml de agua destilada se dividió entonces en volúmenes fraccionarios del disolvente de extracción para usar en cada ciclo de extracción ultrasónica.
Para la irradiación ultrasónica, un procesador ultrasónico UP400S (400 vatios, 24 kHz) con una H7 sonotrodo hecho de titanio, que tenía un diámetro de la punta de 7 mm, se utilizó. El H7 sonotrodo se insertó a media altura de la mezcla de extracción.
Protocolo: Como se encontraron las condiciones óptimas para la extracción por ultrasonidos de ácido clorogénico a partir de hojas de tabaco: 20 g de hojas secas de tabaco en agua destilada (líquido óptimo para relación sólido: 12,8mL / g) en 20 degC temperatura de tratamiento, dispositivo ultrasónico UP400S (400W, 24 kHz) durante 3 ciclos de sonicación de cada 15 minutos (duración total de sonicación: 45 min).
Recomendación Dispositivo:
UP400S con H7 sonotrodo
Referencia / Trabajo de investigación:
Mazvimba, Martin Tongai; Yu, Ying; Zhang, Ying (2011): optimización y diseño ortogonal De Un Proceso Asistida por extracción acuosa ultrasónico para la extracción de ácido clorogénico de seco hojas de tabaco. Chinese Journal of Natural Medicines 2011.

acilación mangiferina

de aplicación de ultrasonidos:
Mangiferin (1,3,6,7-tetrahidroxi-2- [3,4,5-trihidroxi-6- (hidroximetil) Oxan-2-il] xanten-9-ona; fórmula: C19H18O11) Es un polifenol de la estructura C-glycosylxanthone que se pueden encontrar en muchas especies de plantas. Mangiferin muestra diversas actividades farmacológicas. La acilación regioselectiva de mangiferina puede ser catalizada por la lipasa de manera muy eficiente bajo ultrasonidos. En comparación con los métodos convencionales, la catálisis asistida por ultrasonidos sobresale por las ventajas de más corto tiempo de reacción y rendimientos más altos. Las condiciones óptimas para la acilación manguiferina ultrasónica se encontraron como sigue:
lipasa: PCL, acilo donante: acetato de vinilo; disolvente de reacción: DMSO, temperatura de reacción: 45 degC, potencia ultrasónica: 200W; relación de sustrato: donador de acilo / manguiferina 6/1, carga enzimática: 6 mg / ml
El rendimiento acilación regioselectiva era de hasta 84%.
Recomendación Dispositivo:
UP200St o UP200Ht
Referencia / Trabajo de investigación:
cp .: Wang, Z .; Wang, R .; Tian, ​​J .; Zhao, B; Wei, X.F .; Su, Y.L .; Li, C.Y .; Cao, S.G .; Wang, L. (2010): El efecto de los ultrasonidos sobre acilación regioselectiva catalizada por lipasa de manguiferina en disolventes no acuosos. J. asiática Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56-63.

capsaicinoides

de aplicación de ultrasonidos:
La extracción de capsaicinoides (capsaicina, nordihidrocapsaicina) de chiles: capsaicinoides de Capsicum frutescens pimientos se obtuvo a través de la extracción por ultrasonidos bajo las siguientes condiciones: disolvente: 95% (v / v) de etanol, la relación de disolvente / masa de 10 ml / g, 40 min. sonicación tiempo de extracción, 45 ° C extracción temperatura. rendimiento de extracción: 85% de los capsaicinoides
Recomendación Dispositivo:
UP400S

La silimarina a partir de semillas de cardo mariano

de aplicación de ultrasonidos:
extracción asistida por ultrasonido se realizó usando un ultrasonicador UP400S. En este estudio, se utilizó una sonda ultrasónica de tipo cuerno con un diámetro de 1,5 cm. Se pesaron con precisión 10 g de polvo de cardo lechoso sin grasa y se disolvieron en 100 ml de metanol. El vaso de precipitados se mantuvo en un baño de agua y se mantuvo a una temperatura de 25 ° C. El polvo de leche de cardo disuelto en solvente se sonicó por diferentes intervalos de tiempo (30, 60, 90, 120 y 150 min). Después de cada intervalo de tiempo, la solución se filtró a través de un filtro Whatman y cada filtrado (aproximadamente 80 ml) se evaporó usando Se llevó a cabo un evaporador rotatorio hasta que se alcanzó una solución de 30 ml y se midió la absorbancia de los compuestos fenólicos con un espectrofotómetro UV-Visible a una longitud de onda de 517 nm según el método DPPH. Como era de esperar, el aumento de los tiempos de extracción dio como resultado el aumento de los contenidos de silimarina.
Los autores del estudio encontraron que la extracción por ultrasonidos con el fin de obtener los extractos alcohólicos es una de las mejores técnicas para reemplazar las técnicas convencionales. La extracción por ultrasonidos fue probada para obtener una mejor calidad de extracto. Otras ventajas son el ahorro de tiempo de ser más eficiente, etc.
Recomendación Dispositivo:
UP400S
Referencia / Trabajo de investigación:
Çağdaş, E .; Kumcuoğlu, S .; Güventürk, S .; Tavman, S. (2011): Extracción de Silimarina Componentes asistida por ultrasonido de semillas de cardo mariano mariano (Silybum marianum L.). GIDA 36/6, 2011. 311-318.

El esteviósido

de aplicación de ultrasonidos:
Las muestras de hojas de 10 g de stevia secas y de tierra se extrajeron en 100 ml de agua bajo agitación continua (con un agitador magnético). El valor de pH se controló con 0,01 M pH 7 de fosfato de sodio. La muestra se puso en un vaso de precipitados de vidrio de 150 y se sonicó con un ultrasonicador de tipo sonda (UIP500hd, 20 kHz, 500 vatios). La punta del sonotrodo se sumergió aproximadamente 1,5 cm en la suspensión de las hojas de stevia. El dispositivo de ultrasonidos se fijó para una potencia de 350W. Un tratamiento de sonicación suave de 350 W durante 5-10 min. a una temperatura de proceso constante de 30 ° C dio un rebaudiósido un rendimiento de 30-34g por muestra de 100 g. Después de la sonicación, la solución de extracto se centrifugó y filtró a través de 0,45 micras membrana microporosa; el filtrado fue tomada para el análisis de contenido total de rebaudiósido A. El rendimiento de la extracción del contenido total de rebaudiósido A se analizó por HPLC.
Por la extracción asistida por ultrasonidos libre de disolvente, se obtuvo un alto rendimiento de rebaudiósido A en comparación con los métodos tradicionales de extracción tales como la extracción de calor o maceración.
Recomendación Dispositivo:
UIP500hd

terpenos

de aplicación de ultrasonidos:
La extracción de los compuestos volátiles, tales como terpenos, de las inflorescencias de un Cannabis sativa tipo de fibra L. cultivar puede ultrasónicamente exaltada. Estudios han demostrado que después de un breve tratamiento con ultrasonidos los terpenos dirigidos ya se liberan del material vegetal.
Los resultados muestran que el tratamiento ultrasónico no más de 5 min permite obtener una concentración mejorada de terpenos en comparación con maceración. En lugar de ello, un tratamiento de ultrasonidos más de 5 min se incrementó la concentración de δ-9-tetraidrocannabinol (THC).
Protocolo de tratamiento con ultrasonidos:
La extracción asistida por ultrasonido de terpenos se llevó a cabo utilizando una 200W de tipo sonda ultrasonicador. El dispositivo de ultrasonidos se fijó en 25% de la amplitud. Se añadieron tres partes alícuotas de 50 g de inflorescencias secas cada uno con 250 ml de etanol al 70% v / v, que se usó disolvente de extracción. Cada vaso de precipitados y su contenido se sumergieron en un baño de hielo. La sonicación se realizó durante 5, 10 y 15 min. Durante el extracción ultrasónica procedimiento, una disipación rápida del calor continuo se aseguró para mantener la temperatura de proceso por debajo de 30 ° C. Después de la extracción, las mezclas se filtraron a vacío a través de papel Whatman Nº 3, y el disolvente se eliminó por una evaporación a vacío rotatoria. Cada ensayo se realizó la extracción por triplicado utilizando tres muestras diferentes.
Ultrasonidos fue encontrado para ser una alternativa interesante a la maceración de extracción de compuestos volátiles de inflorescencia cannabis, pero también muestra que el tratamiento con ultrasonidos debe ser no más de 5 minutos para obtener una recuperación mejorada de terpenos. En lugar de ello, un tratamiento de ultrasonidos durante más de 5 minutos aumenta la concentración de δ-9-tetraidrocannabinol (THC). El extracto de inflorescencias cannabis sativa obtenidos por extracción ultrasónica llevado a cabo durante 5 min se podría utilizar como ingrediente para perfumes o aromatizantes para bebidas. Se puede usar como alternativa para el cáñamo industrial, donde tallos se utiliza para los extractos de la industria de la fibra e inflorescencias para cosmética y la industria alimentaria.
Recomendación Dispositivo:
UP200St o UP200Ht con sonotrodo / sonda S26d14
Referencia / Trabajo de investigación:
Desde Porto, C.; Decorti, D.; Natolino, A. (2014): “extracción asistida por ultrasonido de los compuestos volátiles de Cannabis sativa L. industrial inflorescencias”. IJARNP 2014, 7 / 1. 8-14.

vainillina extracción de vainas de vainilla curados

de aplicación de ultrasonidos:
extracción vainillina se optimizó bajo sonicación. Por lo tanto, los 100 vatios dispositivo de ultrasonidos (20 kHz) se hizo funcionar en modo pulsado (ciclos: 5 seg en seguido por 5 seg apagado..).
se lograron los mejores resultados para la extracción ultrasónica en con etanol 40% durante 1 hora a 30 ° C. Para comparar los resultados con un extracciones métodos de extracción, baño de agua y baño de ultrasonidos convencionales también se llevaron a cabo. Los resultados mostraron que la optimización de la extracción de vainillina por cuerno ultrasónico con 40% de etanol durante 1 hora a 30 ° C fue comparada con la extracción de baño de agua con 40% de etanol a 56 ° C durante 15 h.
Recomendación Dispositivo:
UP100H
Referencia / Trabajo de investigación:
Rasoamandrary, N .; Fernandes, A. M .; Bashari, M .; Masamba, K .; Xueming, X. (2013): Mejora de la extracción de la vainillina 4-hidroxi-3-metoxibenzaldehído de los granos de Curado vainilla usando extracción asistida por ultrasonido: una comparación de asistida por ultrasonido y el agua caliente del baño de extracción. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6-12.

Ziziphus Jujube - extracción de compuestos fenólicos de azufaifa

de aplicación de ultrasonidos:
Para la extracción asistida por ultrasonidos de los compuestos fenólicos de azufaifo (Ziziphus Jujube), una alta intensidad de tipo sonda ultrasonicador UF200 ः con una potencia de 200 W y la frecuencia de 24 kHz se utilizó. El dispositivo ultrasónico estaba equipado con el sonotrodo micro-punta S2 (diámetro de la punta 2 mm), que se sumergió en un baño de agua en la que un vaso precipitado con la muestra se colocó (dimensiones internas: 280: 195: 135 mm). Amplitud de las vibraciones ultrasónicas era 100% de la potencia nominal (amplitud máxima de 260 micras) y una potencia acústica de 0,171402 W y la intensidad de 21,8346 W / cm2 intensidad ultrasónica .La se determinó colorimétricamente midiendo el incremento de tiempo-temperatura de la suspensión en condiciones adiabáticas . El procedimiento de extracción por ultrasonidos se utiliza para la extracción de fenoles totales de muestras de acuerdo con el diseño experimental (para la optimización).
Recomendación Dispositivo:
UF200 ः con sonotrodo S2
Referencia / Trabajo de investigación:
Fooladi, H .; Mortazavi, S. A .; Rajaei, A .; Elhami Rad, A.H .; Salar Bashi, D .; Savabi Sani Kargar, S. (2013): optimizar la extracción de compuestos fenólicos de azufaifo (Ziziphus Jujube) utilizando el método de extracción asistida por ultrasonido. IECFP 2013.



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extracción ultrasónica puede llevarse a cabo en operación por lotes y el modo de flujo a través continuo. (¡Click para agrandar!)

El tratamiento con ultrasonidos con configuración UIP1000hd para la extracción de hojas de boldo en un lote. [Petigny et al. 2013]

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Información interesante

A los homogeneizadores ultrasónicos también se los denomina frecuentemente como sonicador de sonda, sonolisador, fraccionador por ultrasonidos, pulverizador ultrasónico, sonoruptor, sonificador, disgregador ultrasónico, fraccionador celular, dispersor ultrasónico o mezclador por ultrasonidos. Estos términos provienen de las distintas aplicaciones que se pueden llevar a cabo por sonicación.