Hielscher Ultrasonics
Arutame hea meelega teie protsessi.
Helistage meile: +49 3328 437-420
Kirjutage meile: [email protected]

Esmaklassilised katehhiiniekstraktid ultrahelitehnoloogiaga

Katehhiinid, näiteks epigallokatehhiingallaat (EGCG), epigallokatehhiin (EGC), epikatehhiingallaat (ECG) ja epikatehhiin (EC), on polüfenoolid, millel on märkimisväärne tervisemõju. Kuigi katehhiine leidub väiksemates kogustes rohelises tees, kakaos, puuviljades ja mõnes muus toidus, eelistatakse suurte annuste tarbimiseks katehhiiniekstrakte. Ultraheliekstraktsioon on lihtne ja kiire roheline meetod katehhiinide eraldamiseks taimedest, nt rohelise tee lehtedest, kasutades lahustina vett. Ultrahelitehnoloogiaga toodetud katehhiiniekstraktid on kvaliteetsed, lahustivabad ühendid kasutamiseks toidulisandites ja farmaatsiatoodetes.

Katehhiinide ultraheliekstraktsioon

Rohelise tee lehed on rikkalikud katehhiinide poolest, nagu epigallokatehhiin-gallaat (EGCG), epigallokatehhiin (EGC), epikatehhiin-gallaat (ECG) ja epikatehhiin (EC), mida saab ekstraheerida ultraheli abil.Ultraheliekstraktsioon on mittetermiline meetod, mis põhineb puhaste mehaaniliste jõudude rakendamisel. Madalsageduslikud ja suure intensiivsusega ultraheli lained juhitakse ultrahelisondi (sonotroodi) kaudu vedelasse keskkonda. Akustilise kavitatsiooni tugevad nihkejõud perforeerivad ja lõhuvad rakumembraane, soodustavad massiülekannet raku sisemuse ja lahusti vahel ning vabastavad rakusisesed ühendid lahustisse.

Taimse materjali ekstraheerimine ultraheliga – 30 liitri / 8 galloni suurune partiiTaimse materjali ekstraheerimine ultraheliga annab suurema saagise. Hielscher 2000-vatine homogenisaator UIP2000hdT on piisavalt võimas, et hõlpsasti ekstraheerida 10 kuni 120 liitri suuruseid partiisid.
Taimse materjali ekstraheerimine ultraheliga annab suurema saagise. Hielscher 2000-vatine homogenisaator UIP2000hdT on piisavalt võimas, et hõlpsasti ekstraheerida 10 kuni 120 liitri suuruseid partiisid.

Roheliste teede (Camellia sinensis) ekstraktsioonimeetodite põhjalikus ülevaates leidsid Banerjee ja Chatterjee (2015), et sondtüüpi ultraheliseadmed on oluliselt tõhusamad kui ultrahelivannid. Lisaks märgivad autorid, et ultraheliekstraktsioon on tee katehhiinide ekstraheerimiseks eelistatud viis, kuna ekstraktsiooniprotsessi tõhusus on madalamal temperatuuril suurem, mis hoiab ära kuumustundlike ühendite termilise lagunemise ja säilitab nende ravitoime. Kõrgel temperatuuril ekstraheerimine põhjustab sageli polüfenoolide lagunemist ning suurendab valkude ja pektiini vabanemist, mis rikuvad tee organoleptilist kvaliteeti kreemja sette tekke tõttu. Ultraheli töötluse (sonikeerimise) eelis seisneb selle mittetermilises mehhanismis. Oma uuringus näitasid teadlased, et ultraheliekstraktsioon võib suurendada tee polüfenoolide saagist 65°C juures võrreldes traditsioonilise ekstraktsiooniga 85°C juures. Siiski toimib ultraheliekstraktsioon ka toatemperatuuril. Mittetermilise ekstraktsioonitehnikana rakendavad sonikaatorid mehaanilisi jõude rakkude avamiseks ning bioaktiivsete ühendite, näiteks polüfenoolide ja katehhiinide, vabastamiseks lahustisse suurepärase tõhususega.
Ultraheliekstraktsioon annab suure saagise kvaliteetsetest toitainetest. Mittetermilise protsessina väldib ultraheliekstraktsioon kuumustundlike toitainete kadu.
Ultraheliekstraktsiooni saab teha ka toatemperatuuril või jahutatud vedelikes. Klõpsake siia, et lugeda lähemalt ultraheliga külmalt tõmmatud tee kohta!

Ultraheli EGCG ekstraktsiooni eelised

  • Lahustivaba / veepõhine
  • Suur ekstraktsioonisaagis
  • Kvaliteetsed ekstraktid
  • Täisspektriga ekstraktid
  • Kiire protsess
  • Roheline, keskkonnasõbralik
  • Lihtne ja ohutu kasutada
  • Vähene hooldusvajadus
  • Kiire investeeringu tasuvus
Ultraheli protsessor UIP2000hdT (2kW) segistiga partiireaktoriga

Ultraheliekstraktor UIP2000hdT (2kW) pidevalt segatava partiireaktoriga

Teabepäring



 

Taimse materjali ekstraheerimine ultraheliga – kuidas ekstraheerida taimseid ühendeid ultraheliseadmetegaSelles ettekandes tutvustame taimsete ekstraktide valmistamist. Selgitame kvaliteetsete taimsete ekstraktide tootmisega seotud raskusi ja seda, kuidas ultraheliseade aitab neid ületada. Ettekanne näitab, kuidas ultraheliga ekstraheerimine toimib. Saate teada, milliseid eeliseid pakub ultraheliseadme kasutamine ekstraheerimisel ja kuidas võtta ultraheliekstraktor kasutusele oma ekstraktide tootmises.
Selles ettekandes tutvustame taimsete ekstraktide valmistamist. Selgitame kvaliteetsete taimsete ekstraktide tootmisega seotud raskusi ja seda, kuidas ultraheliseade aitab neid ületada. Ettekanne näitab, kuidas ultraheliga ekstraheerimine toimib. Saate teada, milliseid eeliseid pakub ultraheliseadme kasutamine ekstraheerimisel ja kuidas võtta ultraheliekstraktor kasutusele oma ekstraktide tootmises.

 

Katehhiinide ultraheliekstraktsiooni juhtumiuuring

Ultraheli ekstraheerimist saab teostada erinevate lahustitega, sealhulgas vee, etanooli, vee ja etanooli segu, isopropanooli, taimeõli, glütseriini jne abil.
2018. aasta uuringus võrdlesid Ayyildiz et al. ultraheli ekstraheerimist, kasutades lahustitena vett ja etanooli, tavapärase kuuma veega ekstraheerimise meetodiga. Selles pilootmastaabis uuringus kasutasid nad Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ultraheli seadet partii- ja pidevvoolu seadistuses.
Tulemused näitasid, et etanooliga ultraheli ekstraheerimine oli oluliselt (p < 0,05) tõhusam EGCG, EGC, ECG ja EC suuremate saagiste ekstraheerimisel kui tavapärane kuuma veega ekstraheerimine ja ultraheli veepõhine ekstraheerimine. Optimeeritud protsessitingimustes saadi etanooliga ultraheli ekstraheerimisel ligi 100% rohkem EGCG-d kui tavapärasel kuuma veega ekstraheerimisel ja ligi 50% rohkem kui veega ultraheli ekstraheerimisel. Etanooliga EGCG ultraheli ekstraheerimise optimaalsed tingimused olid 66.53ºC, 43,75 min ja 67,81% etanooli.
Ultraheli ekstraheerimine on tee katehhiinide eelistatud meetod, kuna ekstraheerimisprotsessi tõhusus on madalamal temperatuuril suurem ja nende antioksüdantne aktiivsus säilib.

Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid

Hielscher Ultrasonicsi ekstraheerimissüsteeme kasutatakse kogu maailmas toidu- ja farmaatsiatööstuses toidulisandites ja ravimites kasutatavate kvaliteetsete taimeekstraktide kommertstootmiseks. Olenemata sellest, kas soovite toota väiksemaid partiisid külmalt tõmmatud teed või töödelda suuri koguseid kvaliteetseid polüfenoolide / katehhiinide ekstrakte, on Hielscher Ultrasonicsil teile sobiv ultraheli ekstraktor. Ultraheli seadmeid on lihtne ja ohutu kasutada. Intuitiivne tarkvara ja digitaalne juhtimine puuteekraani kaudu võimaldavad täpset protsessijuhtimist. Hielscheri ultraheliseadmete töökindlus võimaldab ööpäevaringset 24/7 tööd raskes režiimis ja nõudlikes keskkondades.

Ultraheli seade UP100H katehhiinide ekstraheerimiseks rohelise tee lehtedest

Sondtüüpi sonikaator UP100H katehhiinide ekstraheerimiseks teelehtedest

Protsessi standardimine Hielscher Ultrasonicsi abil

Toidu- ja farmaatsiakvaliteediga ekstrakte tuleks toota vastavalt heale tootmistavale (GMP) ja standardiseeritud töötlemisspetsifikatsioonidele. Hielscher Ultrasonicsi digitaalsed ekstraheerimissüsteemid on varustatud intelligentse tarkvaraga, mis muudab ultraheli töötluse (sonikeerimise) täpse seadistamise ja juhtimise lihtsaks. Automaatne andmete salvestamine kirjutab kõik ultraheli protsessiparameetrid, nagu ultraheli energia (kogu- ja netoenergia), amplituud, temperatuur ja rõhk (kui temperatuuri- ja rõhuandurid on paigaldatud), koos kuupäeva ja kellaaja märgistusega sisseehitatud SD-kaardile. See võimaldab teil üle vaadata iga ultraheliga töödeldud partii. Samal ajal on tagatud korratavus ja pidevalt kõrge tootekvaliteet.
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie ultraheli seadmete ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Partii maht Vooluhulk Soovitatavad seadmed
1 kuni 500mL 10 kuni 200mL/min UP100H
10 kuni 2000mL 20 kuni 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 kuni 20L 0,2 kuni 4L/min UIP2000hdT
10 kuni 100L 2 kuni 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 kuni 100L/min UIP16000
n.a. suurem klaster seadmetest UIP16000

Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allolevat vormi, et küsida lisateavet ultraheliprotsessorite, rakenduste ja hinna kohta. Arutame hea meelega teiega teie protsessi ja pakume teie nõuetele vastavat ultrahelisüsteemi!





Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid dispergeerimiseks, emulgeerimiseks ja rakkude ekstraheerimiseks.

Suure võimsusega ultraheli homogenisaatorid laborist kuni pilootmastaabini ja tööstusliku mastaabini.



Kirjandus/viited

Teadmist väärt fakte

Ultraheli ekstraheerimine – tööpõhimõte

Ultraheli ekstraheerimine on mehaaniline meetod rakusisese ühendi vabastamiseks ja isoleerimiseks rakumaatriksitest, näiteks taimerakkudest. Kui suure võimsusega ultraheli lained juhitakse suspensiooni (nt veest või lahustist ja peenestatud taimeosakestest koosnev segu), tekitavad kõrge energiaga ultraheli lained kavitatsiooni. Kavitatsiooni nähtus põhjustab söötmes lokaalselt äärmuslikke temperatuure, rõhke, kuumenemis- ja jahtumiskiirusi, rõhuerinevusi ning suuri nihkejõude. Kui kavitatsioonimullid implodeeruvad tahkete osade (nt osakeste, taimerakkude, kudede jms) pinnal, tekitavad mikrojoad ja osakestevaheline kokkupõrge selliseid mõjusid nagu pinna koorumine, erosioon ja osakeste lagunemine. Lisaks tekitab kavitatsioonimullide implosioon vedelates söötmetes makroturbulentsi ja mikrosegunemist.
Ultraheli kiiritamine on tõhus viis massiülekandeprotsesside tõhustamiseks, sest ultraheli töötlus (sonikeerimine) põhjustab kavitatsiooni ja sellega seotud mehhanisme, nagu vedelikujoadest tingitud mikroliikumine, materjali kokkusurumine ja dekompressioon, millele järgneb rakuseinte lõhkumine, ning suured kuumenemis- ja jahtumiskiirused.

Ultraheli disintegraatoreid kasutatakse fütoallikatest (nt taimedest, vetikatest, seentest) ekstraheerimiseks

Ultraheli ekstraheerimine taimerakkudest: mikroskoopiline ristlõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheli ekstraheerimisel rakkudest (suurendus 2000x) [allikas: Vilkhu et al. 2011]

Taimse materjali ultraheli töötlus killustab taimerakkude maatriksit ja soodustab selle hüdratatsiooni. Chemat et al. (2015) järeldavad, et bioaktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimine taimsest toorainest on tulemus erinevatest sõltumatutest või kombineeritud mehhanismidest, sealhulgas killustumisest, erosioonist, kapillaarsusest, detekstureerimisest ja sonoporatsioonist. Need mõjud lõhuvad rakuseina, parandavad massiülekannet, surudes lahusti rakku ja imedes fütoühendeid sisaldava lahusti välja, ning tagavad vedeliku liikumise mikrosegunemise kaudu.

Millised on ultraheli ekstraheerimise peamised eelised?

  • Kiire protsess ja suur väljund
  • Madal energiatarbimine
  • Väiksemad töötlemiskulud
  • Mittetermiline tehnoloogia
  • Kõrgem puhtus
  • Roheline tehnoloogia

Akustiline kavitatsioon ja selle mõjud

Vedelikus tekitavad ultraheli lained intensiivseid vahelduvaid kõrgrõhu- ja madalrõhutsükleid, mille tulemusena moodustuvad kavitatsioonimullid. Mitme rõhutsükli jooksul kasvavad kavitatsioonimullid, kuni jõuavad piirini, kus mull ei suuda enam energiat neelata. Sel hetkel mull implodeerub tugevalt. Mulli implosiooni ajal tekivad äärmuslikud tingimused, nagu kõrged temperatuurid kuni 5000K, rõhud kuni 2000atm, väga suured kuumenemis- ja jahtumiskiirused ning rõhuerinevused. Kuna mulli kollapsi dünaamika on kiirem kui massi- ja soojusülekanne, on kokkuvarisevas õõnsuses olev energia koondunud väga väikesesse tsooni, mida nimetatakse ka „kuumaks kohaks“. Kavitatsioonimulli implosioon tekitab ka mikroturbulentsi, vedelikujoad kiirusega kuni 280m/s ning sellest tulenevad nihkejõud. Seda nähtust tuntakse ultraheli- ehk akustilise kavitatsioonina.

Ultraheli- ehk akustiline kavitatsioon tekitab väga intensiivseid jõude, mis avavad rakuseinad, mida nimetatakse lüüsiks (klõpsake suurendamiseks!)

Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilisel kavitatsioonil ja selle hüdrodünaamilistel nihkejõududel

Katehhiinid

Rohelise tee kohta on teada, et see on rikas polüfenoolide poolest, nagu kofeiinhape, gallushape, katehhiin, epikatehhiin, gallokatehhiin, katehhiingallaat, gallokatehhiingallaat, epikatehhiingallaat, epigallokatehhiin ja epigallokatehhiingallaat (EGCG), mistõttu on roheline tee populaarne tervisetoit, mida tarbitakse joogina ja ekstraktina. EGCG on tuntud katehhiin, mida leidub suurtes kogustes rohelise tee (7380 mg 100 g kohta) ja valge tee (4245 mg 100 g kohta) kuivatatud lehtedes ning väiksemates kogustes musta tee (936 mg 100 g kohta) lehtedes. Musta tee tootmise käigus muudetakse katehhiinid polüfenooloksüdaaside toimel enamasti teaflaviinideks ja tearubiginideks.

Epigallokatehhiingallaadi (EGCG) tervisemõjud

Katehhiinide rühmast on epigallokatehhiingallaat (EGCG) kõige enam uuritud ja kõige lootustandvam. Alates vähivastasest, antioksüdatiivsest, põletikuvastasest, fibroosivastasest ja kollagenaasivastasest toimest kuni immuunsüsteemi toetava ja vananemisvastase toimeni – EGCG-l on palju kasulikke mõjusid ning seetõttu tarbitakse seda nii rohelise tee joogina kui ka toidulisandite kujul, näiteks kapslite, pulbrite, tablettide jms kujul.
Uuringud viitavad sellele, et katehhiinid, nagu epigallokatehhiingallaat (EGCG), võivad vähendada põletikku ja aidata ennetada teatud kroonilisi seisundeid, näiteks südamehaigusi, diabeeti ja mõningaid vähivorme.

EGCG ja selle vähivastane toime

Kuna vähk on sageli eluohtlik haigus, uuritakse EGCG vähivastaseid omadusi intensiivselt. Uuringud viitavad sellele, et EGCG võib pärssida kasvajate teket, vähendades või kõrvaldades kantserogeenide mõju. On leide, mis viitavad sellele, et EGCG hoiab ära dietüülnitrosoamiini poolt esile kutsutud rasvumisega seotud maksakasvajate tekke, pärssides IGF/IGF-1R telge, parandades hüperinsulineemiat ja leevendades kroonilist põletikku. Teine EGCG vähivastase toime mehhanism on angiogeneesi pärssimine ja seeläbi kasvaja proliferatsiooni tõkestamine.

EGCG ja selle antioksüdatiivne toime

Inimorganismis toimub lugematul hulgal antioksüdatiivseid protsesse, mis aitavad kaasa tervisele, jõulisusele ja heaolule. EGCG on antioksüdant. Antioksüdandid võivad kaitsta rakkude kahjustuse eest, püüdes kinni vabu radikaale ja neutraliseerides neid. EGCG struktuuris olevad fenoolrõngad toimivad elektronlõksude ja vabade radikaalide püüdjatena, pärsivad reaktiivsete hapnikuühendite teket ja vähendavad seeläbi oksüdatiivse stressi põhjustatud kahjustusi.

EGCG ja selle põletikuvastane toime

Põletikku võivad põhjustada haigus, krooniline stress ja keskkonnareostus. Organism reageerib sellistele stressiteguritele põletikuga, mida iseloomustavad suure hulga immuunrakkude kogunemine põletikukolletesse, põletikku soodustavate tsütokiinide vabanemine ning reaktiivsed hapniku-/lämmastikuühendid (ROS/RNS). ROS/RNS on seotud transkriptsioonifaktori NF-B ja aktivaatorvalgu-(AP-)1 aktiveerumisega. Pärast aktiveerumist liiguvad NF-jB ja AP-1 tsütoplasmast tuuma ning suurendavad mitmesuguste põletikugeenide ekspressiooni, mis põhjustab seejärel ägenenud põletikulise reaktsiooni ja koekahjustuse.
EGCG pärsib NF-B ja AP-1 transmissiooni, nii et iNOS-i ja COX-2 ekspressioon väheneb peamiselt tänu lämmastikoksiidi, peroksünitriti ja muude ROS/RNS-ide kinnipüüdmisele ning põletikufaktorite teke väheneb.

EGCG ja selle mõju osteogeneesi soodustamisele

Osteoporoos on raske haigus, mida iseloomustavad luumaatriksi degeneratsioon ja luutiheduse langus. EGCG avaldab reguleerivat mõju luude ainevahetusele. EGCG võib esile kutsuda osteoklastide apoptoosi ja pärssida osteoklastide teket, blokeerides NF-B ja IL-1b tekke. Lisaks võib see soodustada mineraliseerunud luusõlmede teket.
[cf. Chenyu Chu; Jia Deng; Yi Man; Yili Qu (2017): Green Tea Extracts Epigallocatechin-3-gallate for Different Treatments. BioMed Research International Vol. 2017]

Arutame hea meelega teie protsessi.

✕