Superior katehhiini ekstraktid ultraheliga
Katehhiinide ultraheli ekstraheerimine
Ultraheli ekstraheerimine on mittetermiline tehnika, mis põhineb puhta mehaanilise jõu rakendamisel. Madala sagedusega, suure intensiivsusega ultraheli lained on ühendatud ultraheli sondi (sonotrode) kaudu vedelas keskkonnas. Akustilise kavitatsiooni intensiivsed nihkejõud perforeerivad ja häirivad rakumembraane, suurendavad massiülekannet raku sisemuse ja lahusti vahel ning vabastavad rakusisesed ühendid lahustisse.
Oma ulatuslikus ülevaates rohelise tee (Camellia sinensis) ekstraheerimismeetodite kohta leidsid Banerjee ja Chatterjee (2015), et sondi tüüpi ultrasonikaatorid on oluliselt tõhusamad kui ultraheli vannid. Lisaks väidavad autorid, et ultraheli ekstraheerimine on eelistatud tee katehhiinide ekstraheerimise viis, kuna ekstraheerimisprotsessi efektiivsus on suurenenud madalamal temperatuuril, mis takistab soojustundlike ühendite termilist lagunemist ja säilitab nende meditsiinilise väärtuse. Kõrge temperatuuriga ekstraheerimine põhjustab sageli polüfenoolide lagunemist ja suurendab valkude ja pektiini vabanemist, mis häirivad tee organoleptilist kvaliteeti kreemide moodustumisega. Ultrahelitöötluse eeliseks on selle mittetermiline mehhanism. Oma uuringus näitasid teadlased, et ultraheli ekstraheerimine võib suurendada tee polüfenooli saagist 65 ° C juures, võrreldes traditsioonilise ekstraheerimisega 85 ° C juures. Kuid ultraheli ekstraheerimine töötab ka toatemperatuuril. Mittetermilise ekstraheerimise tehnikana rakendavad sonikaatorid mehaanilisi jõude, et murda rakk lahti ja vabastada lahustisse kõrgema efektiivsusega bioaktiivsed ühendid, nagu polüfenoolid ja katehhiinid.
Ultraheli ekstraheerimine annab kvaliteetsete toitainete suure saagise. Mittetermilise protsessina väldib ultraheli ekstraheerimine soojustundlike toitainete kadu.
Ultraheli ekstraheerimist saab teostada ka toatemperatuuril või jahutatud vedelikes. Klõpsake siin, et lugeda rohkem ultraheli külmpruulitud tee kohta!
- Lahustivaba / veepõhine
- Suur ekstraheerimissaagis
- Kvaliteetsed ekstraktid
- Täielikud spektriekstraktid
- kiire protsess
- Roheline, keskkonnasõbralik
- lihtne ja ohutu kasutamine
- madal hooldus
- Kiire ROI
Ultraheli ekstraktor UIP2000hdT (2kW) pidevalt segatava partiireaktoriga
Ultraheli katehhiini ekstraheerimise juhtumiuuring
Ultraheli ekstraheerimist saab läbi viia erinevate lahustite abil, sealhulgas vesi, etanool, vesi : etanooli segu, isopropanool, taimeõli, glütseriin jne.
2018. aasta uuringus võrdlesid Ayyildiz jt ultraheli ekstraheerimist, kasutades lahustitena vett ja etanooli tavapärase kuuma vee ekstraheerimise meetodiga. Selle uuringu jaoks pilootskaalal kasutati Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ultrasonikaatorit partiis ja pideva voolu seadistamisel.
Tulemused näitasid, et ultraheli ekstraheerimine etanooliga oli märkimisväärselt (p < 0.05) tõhusam EGCG, EGC, EKG ja EC suurema saagise saamiseks kui tavaline kuuma vee ekstraheerimine ja ultraheli veepõhine ekstraheerimine. Optimeeritud protsessitingimustes saadi peaaegu 100% ja 50% rohkem EGCG sisaldust ultraheli etanooli ekstraheerimine kui tavaline kuuma vee ekstraheerimine ja ultraheli ekstraheerimine veega. Optimaalsed tingimused EGCG ultraheli ekstraheerimiseks etanooliga olid 66,53ºC, 43,75 min ja 67,81% etanool.
Ultraheli ekstraheerimine on tee katehhiinide eelistatud režiim, kuna ekstraheerimisprotsessi efektiivsus on suurenenud madalamal temperatuuril, säilitades nende antioksüdantse aktiivsuse.
Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid
Hielscher Ultrasonics ekstraheerimissüsteeme kasutatakse kogu maailmas toiduainetes ja farmaatsias toidulisandite ja ravimitena kasutatavate kvaliteetsete taimeekstraktide kaubanduslikuks tootmiseks. Kas soovite toota väiksemaid partiisid külmpruulitud teed või töödelda suurtes kogustes kvaliteetseid polüfenooli / katehhiini ekstrakte, Hielscher Ultrasonicsil on teile sobiv ultraheli ekstraktor. Ultrasonikaatoreid on lihtne ja ohutu kasutada. Intuitiivne tarkvara ja digitaalne juhtimine puutetundliku ekraani kaudu võimaldavad protsessi täpset juhtimist. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
Sondi tüüpi songaator UP100H katehhiini ekstraheerimiseks teelehtedest
Protsessi standardimine Hielscheri ultraheliga
Toidu- ja farmaatsiatoodete ekstraktid tuleks toota vastavalt heale tootmistavale ja standarditud töötlemisspetsifikatsioonidele. Hielscher Ultrasonics'i digitaalsed ekstraheerimissüsteemid on varustatud intelligentse tarkvaraga, mis muudab ultrahelitöötluse protsessi täpse seadistamise ja juhtimise lihtsaks. Automaatne andmete salvestamine kirjutab kõik ultraheli protsessi parameetrid, nagu ultraheli energia (kogu- ja netoenergia), amplituud, temperatuur, rõhk (kui temp ja rõhuandurid on paigaldatud) sisseehitatud SD-kaardile kuupäeva ja kellaajatempliga. See võimaldab teil iga ultraheli töödeldud partii läbi vaadata. Samal ajal on tagatud reprodutseeritavus ja pidevalt kõrge toote kvaliteet.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Kirjandus / viited
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Meie, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Epigallokatekiingallaadi ekstraheerimisparameetrite optimeerimine tavapärase kuuma vee ja ultraheli abil rohelise tee meetodite abil. Toidu ja biotoodete töötlemine 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, S., Chatterjee, J. (2015): Tee (Camellia sinensis) biomolekulide tõhusad ekstraheerimisstrateegiad. J. Toiduteadus 52, 2015. 3158–3168.
- Martín-García Beatriz; Pasini, Federica; Verardo, Vito; Díaz-de-Cerio, Elixabet; Tylewicz, Urszula; Gómez-Caravaca, Ana María; Caboni Maria Fiorenza (2019): Sonotrode optimeerimine Proantotsüanidiinide ultraheli abil ekstraheerimine õlletehaste kasutatud teradest. Antioksüdandid 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Boldo lehtede partii ja pidev ultraheli abil ekstraheerimine (Peumus boldus Mol.). Rahvusvaheline molekulaarteaduste ajakiri 14, 2013. 5750-5764.
- K.S. Suslick, K. Othmer, "Keemiatehnoloogia entsüklopeedia"; 4. väljaanne J. Wiley & Pojad: New York, 1998, kd 26, lk 517–541.
Faktid, mida tasub teada
ultraheli ekstraheerimine – Tööpõhimõte
Ultraheli ekstraheerimine on mehaaniline meetod rakusisese ühendi vabastamiseks ja eraldamiseks rakumaatriksitest, näiteks taimerakkudest. Kui suure võimsusega ultraheli lained on ühendatud läga (nt mis koosneb leotatud taimeosakestest vees või lahustis), tekitavad väga energilised ultraheli lained kavitatsiooni. Kavitatsiooni nähtus põhjustab lokaalselt äärmuslikke temperatuure, rõhku, kütte- / jahutuskiirusi, rõhuerinevusi ja suuri nihkejõude keskkonnas. Kui kavitatsioonimullid implodeeruvad tahkete ainete (näiteks osakeste, taimerakkude, kudede jne) pinnale, tekitavad mikrojoad ja partikulaarne kokkupõrge selliseid mõjusid nagu pinna koorumine, erosioon ja osakeste lagunemine. Lisaks tekitab kavitatsioonimullide implosioon vedelas keskkonnas makroturbulentsi ja mikro-segamist.
Ultraheli kiiritamine kujutab endast tõhusat viisi massiülekandeprotsesside suurendamiseks, kuna ultrahelitöötluse tulemuseks on kavitatsioon ja sellega seotud mehhanismid, nagu mikros-liikumine vedelate joadega, materjali kokkusurumine ja dekompressioon koos järgneva rakuseinte katkemisega, samuti kõrged kuumutamis- ja jahutuskiirused.
Ultraheli ekstraheerimine taimerakkudest: mikroskoopiline põiklõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheli ekstraheerimisel rakkudest (suurendus 2000x) [ressurss: Vilkhu et al. 2011]
Taimse materjali ultraheli killustab taimerakkude maatriksit ja suurendab selle hüdratatsiooni. (2015) järeldab, et botaaniliste ühendite bioaktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimine on tingitud erinevatest sõltumatutest või kombineeritud mehhanismidest, sealhulgas killustumine, erosioon, kapillaarsus, detexturatsioon ja sonoporatsioon. Need mõjud häirivad rakuseina, parandavad massiülekannet, surudes lahustit rakku ja imedes fütoühendi laaditud lahusti välja, ning tagavad vedeliku liikumise mikrosegamise teel.
Millised on ultraheli ekstraheerimise peamised eelised?
- Kiire protsess ja suur väljund
- Madal energiatarbimine
- Vähendatud töötlemiskulud
- Mittetermiline tehnoloogia
- Kõrgem puhtus
- Roheline tehnoloogia
Akustiline kavitatsioon ja selle mõjud
Vedelikus tekitavad ultraheli lained intensiivseid vahelduvaid kõrgsurve / madala rõhu tsükleid, mille tulemuseks on kavitatsioonimullide moodustumine. Mitme rõhutsükli jooksul kasvavad kavitatsioonimullid, kuni nad jõuavad piirini, kus mull ei suuda rohkem energiat absorbeerida. Sel hetkel mull implodeerib ägedalt. Mullide implosiooni ajal tekivad äärmuslikud tingimused, nagu kõrged temperatuurid kuni 5000K, rõhud kuni 2000atm, väga kõrged kütte- / jahutuskiirused ja rõhuerinevused. Kuna mullide kokkuvarisemise dünaamika on kiirem kui mass ja soojusülekanne, piirdub kokkuvarisevas õõnsuses olev energia väga väikese tsooniga, mida nimetatakse ka "kuumaks kohaks". Kavitatsioonimulli implosioon põhjustab ka mikroturbulentsi, vedelikujugasid kiirusega kuni 280 m / s ja sellest tulenevaid nihkejõude. Seda nähtust nimetatakse ultraheli või akustiliseks kavitatsiooniks.
Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilisel kavitatsioonil ja selle hüdrodünaamilistel nihkejõududel
katehhiinid
Roheline tee on teadaolevalt rikas selliste polüfenoolide poolest nagu kofeiinhape, gallushape, katehhiin, epikatehhiin, gallokatekiin, katehhiingallaat, gallokatekiingallaat, epikatehhiin gallaat, epigallokatekiin ja epigallokatekiin gallaat (EGCG), mis muudab rohelise tee populaarseks tervisetoiduks, mida tarbitakse joogina ja ekstraktina. EGCG on tuntud katehhiin, mis esineb suurtes kogustes rohelise tee kuivatatud lehtedes (7380 mg 100 g kohta), valge tee (4245 mg 100 g kohta) ja väiksemates kogustes mustas tees (936 mg 100 g kohta). Musta tee tootmisel muundatakse katehhiinid polüfenooloksüdaaside kaudu enamasti teoflaviinideks ja tearubigiinideks.
Epigallokatekiin Gallaadi (EGCG) kasu tervisele
Katehhiinide rühmast on epigallokatekiingallaat (EGCG) kõige rohkem uuritud ja kõige lootustandvam. Alates vähivastasest, antioksüdatiivsest, põletikuvastasest, fibroosivastasest, kollagenaasivastasest kuni immuunsüsteemi tugevdava ja vananemisvastase toimeni on EGCG-l palju eeliseid ja seetõttu tarbitakse seda nii rohelise tee joogi kujul kui ka toidulisandite kujul, nagu kapslid, pulbrid, tabletid jne.
Uuringud näitavad, et katehhiinid nagu epigallokatekiin gallaat (EGCG) võivad vähendada põletikku ja võivad ära hoida teatud kroonilisi haigusi, nagu südamehaigused, diabeet ja mõned vähivormid.
EGCG ja selle vähivastane toime
Kuna vähk on sageli eluohtlik haigus, on EGCG vähivastaseid omadusi põhjalikult uuritud. Uuringud näitavad, et EGCG võib pärssida kasvajageneesi, vähendades või kõrvaldades kantserogeenset toimet. On leide, mis viitavad sellele, et EGCG hoiab ära dietüülnitrosamiinist põhjustatud rasvumisega seotud maksakasvajageneesi, inhibeerides IGF/IGF-1R telge, parandades hüperinsulineemiat ja nõrgendades kroonilist põletikku. Teine EGCG vähivastase toime mehnaism on angiogeneesi pärssimine ja seeläbi kasvaja proliferatsiooni piiramine.
EGCG ja selle antioksüdatiivne toime
Inimkehas esineb lugematuid antioksüdatiivseid protsesse, mis aitavad kaasa tervisele, tugevusele ja heaolule. EGCG on antioksüdant. Antioksüdandid võivad kaitsta rakukahjustuste eest, puhastades vabu radikaale ja neutraliseerides neid. EGCG struktuuris olevad fenoolrõngad toimivad vabade radikaalide elektronpüüdurite ja püüdjatena, pärsivad reaktiivsete hapnikuliikide moodustumist ja vähendavad seeläbi oksüdatiivse stressi põhjustatud kahjustusi.
EGCG ja selle põletikuvastane toime
Põletikku võivad põhjustada haigused, krooniline stress ja keskkonnareostus. Keha reageerib sellistele stressifaktoritele põletikuga, mida iseloomustab suure hulga immuunrakkude agregatsioon põletikulistes kohtades, põletikuvastaste tsütokiinide vabanemine ja reaktiivsed hapniku/lämmastiku liigid (ROS/RNS). ROS/RNS on seotud transkriptsioonifaktori NF-B ja aktivaatori valgu-(AP-)1 aktiveerimisega. Pärast aktiveerimist liiguvad NF-jB ja AP-1 tsütoplasmast tuuma ja reguleerivad mitmesuguseid põletikulisi geeniekspressioone, mis põhjustavad seejärel ägenenud põletikulist vastust ja koekahjustusi.
EGCG pärsib NF-B ja AP-1 ülekannet, et iNOS-i ja COX-2 ekspressiooni reguleeritakse peamiselt lämmastikoksiidi, peroksünitriti ja teiste ROS/RNS-i puhastamisega ning põletikuliste faktorite tootmine väheneb.
EGCG ja selle mõju osteogeneesi edendamisele
Osteoporoos on raske haigus, mida iseloomustab luu maatriksi degeneratsioon ja luutiheduse vähenemine. EGCG näitab regulatiivset toimet luude ainevahetusele. EGCG võib indutseerida osteoklastide apoptoosi ja pärssida osteoklastide moodustumist, blokeerides NF-B ja IL-1b genereerimise. Lisaks võib see soodustada mineraliseeritud luusõlmede moodustumist.
[vrd Chenyu Chu; Jia Deng; Yi mees; Yili Qu (2017): Rohelise tee ekstraktid Epigallocatechin-3-gallaat erinevate ravimeetodite jaoks. BioMed Research International, kd 2017]