Kvertsetiini ultraheliekstraktsioon
Kvertsetiin on üks enim uuritud taimseid polüfenoole, mida hinnatakse tänu selle antioksüdantsele toimele ning rollile toidulisandites, funktsionaalsetes toitudes ja nutraatseutikumides. Kuna kvertsetiin ja selle glükosiidid (nt rutiin, isokvertsitriin) on tundlikud kuumuse ja oksüdeerumise suhtes, nõuab kõrge puhtusastmega ekstrakti tootmine tõhusat, kuid õrna, mittetermilist ekstraheerimismeetodit. Just siin paistab silma kvertsetiini ultraheliekstraktsioon.
Suure jõudlusega ultraheliseadmed kvaliteetsete kvertsetiiniekstraktide tootmiseks
Ultraheliabistatud ekstraktsioon (UAE) kasutab suure võimsusega madalsageduslikku ultraheli, et mehaaniliselt lõhkuda taimede rakuseinu ja suurendada oluliselt massiülekannet, vabastades kvertsetiini lahustisse minutitega tundide asemel. Võrreldes maseratsiooni, Soxhleti ekstraktsiooni või kuumusel põhineva digereerimisega annab ultraheliekstraktsioon suuremad saagised, lühemad töötlusajad, väiksemad lahustikogused ja paremini säilinud bioaktiivsuse – see teeb sellest atraktiivse valiku laboritele, pilootseadmetele ning taimsete ja polüfenoolsete ekstraktide tööstuslikuks tootmiseks.
Kas soovite maseratsioonilt ja Soxhleti meetodilt üle minna kiirele, õrnale, mittetermilisele ekstraktsioonile? Võtke meiega kohe ühendust – aitame teil valida teie taimse materjali jaoks sobiva ultraheli süsteemi.
120 L ultraheli partiiekstraktsioon taimsete materjalide jaoks seadmega sonikaator UIP2000hdT
- Suurepärased saagised
- Kiire ekstraktsioon – minutitega
- Kvaliteetsed ekstraktid – õrn, mittetermiline
- Rohelised lahustid (vesi, etanool, metanool jne)
- Lihtne ja ohutu kasutada
- Madalad investeerimis- ja kasutuskulud
- 24/7 töö raskes töörežiimis
- Roheline, keskkonnasõbralik meetod
Ultraheli töötluse mõju rakustruktuurile: ultrahelist tingitud rakuseinte lõhkumine võimaldab kvertsetiini ja rutiini vabanemist liigist Euonymus alatus.
Pilt ja uuring: ©Yang ja Zhang, 2008.
Miks kvertsetiin nõuab õrna ekstraheerimismeetodit
Kvertsetiin esineb paljudes puuviljades, köögiviljades ja ürtides – sealhulgas õuntes, sibulates, marjades, teas, viinamarjades ja lehtköögiviljades. Polüfenooli/flavonoolina võib see laguneda pikaajalise kuumuse, tugevalt aluseliste tingimuste või pika lahustiga kokkupuute korral, mis vähendab saagist ja halvendab lõpliku ekstrakti kvaliteeti. Õrn, mittetermiline ja lühikese kestusega meetod aitab seetõttu säilitada nii ekstraheeritud kvertsetiini kogust kui ka selle funktsionaalset kvaliteeti (antioksüdantset võimet).
Kuidas kvertsetiini ultraheliekstraktsioon toimib
Akustilise kavitatsiooni roll Suure intensiivsusega ultraheli tekitab vedelikus mikroskoopilisi kavitatsioonimulle. Nende implosiivne kokkuvarisemine tekitab lokaalseid kuumpunkte, nihkejõude ja mikrojuge, mis rebivad taimede rakuseinu ja lagundavad koemaatrikseid. See avab rakulised kompartmendid, kus kvertsetiini hoitakse, ning kiirendab selle difusiooni ümbritsevasse lahustisse, nii et toimeaine vabaneb kiiremini ja täielikumalt.
Kvertsetiini ultraheliekstraktsiooni tüüpiline protsessi kulg
- Ettevalmistus: jahvatage, lõigake või külmkuivatage taimne toormaterjal (nt lehed, koored, seemned), et suurendada pindala.
- Lahusti valik: valige roheline, toidukvaliteediga lahusti, näiteks vesi, etanool või vee ja etanooli segu.
- Ultraheli töötlus: ekstraheerige partiirežiimis (segamisega) või pidevas läbivoolukambri režiimis 5–30 minutit.
- Eraldamine: filtreerige või tsentrifuugige ekstrakt ning koguge kvertsetiinirikas vedelik.
- Kontsentreerimine / puhastamine: vajadusel kuivatage, sadestage või puhastage.
Märkus: konkreetsed ajad, amplituudid ja lahusti suhted sõltuvad taimeliigist ja sihtmaatriksist – meie protsessieksperdid aitavad teil optimeerida protsessiparameetreid teie tooraine jaoks.
Sonikaator UP200Ht kvertsetiini ekstraheerimiseks
Juhtumiuuring: ultraheliabistatud kvertsetiini ekstraktsioon
Sharifi jt (2017) on näidanud, et ultraheliekstraktsioon on tõhus ja praktiline meetod flavonoidide, näiteks kvertsetiini ekstraheerimiseks ravimtaimedest. Nad kasutasid Hielscher UP400St (400 W, vt pilti vasakul) amplituudiseadistusel 50%. Redise (Raphanus Sativus) lehed asetati metanooli ja töödeldi ultrahelega 10 min., mille tulemusel saadi kvertsetiini saagis 11,8%. Ultrahelitoetatud ekstraheerimise paremus võrreldes tavapäraste meetoditega, nagu maseratsioon, Soxhleti ekstraheerimine ja termiline digestioon. Ultraheliekstraheerimine on parem tänu suuremale saagisele, oluliselt lühemale ekstraheerimisajale ja väiksemale lahustikogusele. Ultrahelilainete rakendamine tekitab kavitatsiooni, mis lõhub taimse materjali rakuseinu ja soodustab massiülekannet. Seega on ultraheliekstraheerimine tõhusam kui traditsioonilised meetodid ning sobib suurepäraselt kvertsetiini ekstraheerimiseks orgaanilistest maatriksitest. Kuigi ultraheliekstraheerimiseks piisas vaid 10 min. – võrreldes ekstraheerimisaegadega 24 h maseratsiooni, 60 min. termilise digestiooni ja 24 h Soxhleti ekstraheerimise puhul – oli ultrahelil ekstraheeritud kvertsetiini kogus suurem kui digestiooni, maseratsiooni ja Soxhleti ekstraheerimise puhul.
Ultraheliekstraheerimine (UAE) annab tavapäraste ekstraheerimismeetoditega võrreldes oluliselt suuremaid kvertsetiini saagiseid lühema ekstraheerimisaja jooksul.
allikas: Sharifi at al., 2017
Sonikaator UP400ST botaaniliste ekstraktide ekstraheerimiseks
Ultraheliekstraheerimise seadmed
Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud suure jõudlusega ultraheliprotsessorite tootmisele kvaliteetsete ekstraktide valmistamiseks taimsest toorainest.
Hielscher pakub laia tootevalikut, mis ulatub väikestest võimsatest laboriultrahelisonikaatoritest töölauaseadmete ja täielikult tööstuslike süsteemideni, mis tagavad kõrge intensiivsusega ultraheli bioaktiivsete ainete tõhusaks ekstraheerimiseks ja isoleerimiseks (nt polüfenoolid, gingeroll, piperiin, kurkumiin jne). Kõigil ultraheliseadmetel võimsusega 200 vatti kuni 16 000 vatti on digitaalseks juhtimiseks värviline ekraan, automaatseks andmete salvestamiseks integreeritud SD-kaart, brauseri kaudu kaugjuhtimine ja palju muid kasutajasõbralikke funktsioone. Sonotroode ja läbivoolukambreid (osad, mis puutuvad kokku töödeldava keskkonnaga) saab autoklaavida ja neid on lihtne puhastada. Kõik meie ultrahelisonikaatorid on ette nähtud 24/7 tööks, vajavad vähe hooldust ning on lihtsad ja ohutud kasutada.
Digitaalne värviekraan võimaldab ultrahelisonikaatorit kasutajasõbralikult juhtida, tänu millele on protsessi võimalik täpselt reguleerida. Meie süsteemid suudavad tagada amplituudid madalatest kuni väga kõrgeteni. Polüfenoolide, näiteks kvertsetiini ekstraheerimiseks pakume spetsiaalseid ultraheli sonotroode (tuntud ka kui ultraheli sondid või hornid), mis on optimeeritud kvaliteetsete toimeainete õrnaks isoleerimiseks. Hielscheri sonikaatorite töökindlus võimaldab 24/7 tööd suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades.
Ultraheliprotsessi parameetrite täpne juhtimine tagab korratavuse ja protsessi standardimise.
Suure võimsusega ultraheliprotsessorid alates laborist pilootmahuni ja tööstuslikuni.
Korduma kippuvad küsimused ultraheli kvertsetiini ekstraheerimise kohta
Mis on kvertsetiin?
Kvertsetiin, taimne flavonool (mis kuulub polüfenoolide flavonoidide rühma alarühmana), esineb paljudes puuviljades, köögiviljades ja lehtedes. Kvertsetiini looduslikud allikad on õunad, paprikad, punane vein, tumedad kirsid ja marjad (mustikad, kitsalehised mustikad, murakad ja teised), tomatid, ristikõielised köögiviljad, nagu brokkoli, kapsas ja võrsed; lehtköögiviljad, nagu spinat, lehtkapsas; tsitrusviljad, kakao, jõhvikad, täisteratooted, nagu tatar, spargel, kappar, punased sibulad, oliiviõli, must ja roheline tee, oad ja kaunviljad; ürdid, nagu salvei, ameerika leeder, naistepuna ja ginkgo biloba.
Milliseid lahusteid kasutatakse kvertsetiini ultraheliekstraheerimiseks?
Tavaliselt kasutatakse keskkonnasõbralikke toidukvaliteediga lahusteid, nagu vesi, etanool, metanool või vesi–etanool segud.
Miks on kvertsetiini jaoks vaja õrna ekstraheerimismeetodit?
Kuna kvertsetiin on tundlik bioaktiivne ühend, on kvaliteetse ekstrakti tootmisel toidulisandite ja toidu lisaainete jaoks lagunemise vältimiseks vaja tõhusat, kuid õrna tehnikat. Ultraheliekstraktsioon on õrn, mittetermiline, puhtalt mehaaniline meetod, mis annab väga lühikese ekstraheerimisaja jooksul suure kvertsetiinisaagise.
Kuidas ultraheliekstraktsioon töötab?
Ultraheliekstraktsioon põhineb akustilise kavitatsiooni nähtusel, mis lõhub taimse materjali rakuseinu ja soodustab massiülekannet, vabastades bioaktiivseid ühendeid, nagu polüfenoolid, kvertsetiin ja antioksüdandid. See muudab ultraheli töötluse (sonikeerimise) eelistatud meetodiks tundlike taimsete ühendite isoleerimisel.
Millised on ultraheli kvertsetiiniekstraktsiooni peamised eelised?
Peamiste eeliste hulka kuuluvad suurem saagis, kiire ekstraheerimine minutitega, kvaliteetsed õrnalt ja mittetermiliselt saadud ekstraktid, roheliste lahustite (vesi, etanool, metanool jne) kasutamine, lihtne ja ohutu kasutus, väikesed investeerimis- ja kasutuskulud ning võime töötada 24/7 suure koormuse all. Samuti on see roheline, keskkonnasõbralik meetod.
Kas ultraheliekstraktsioon on reprodutseeritav ja sobib tööstuslikus mastaabis kasutamiseks?
Jah. Ultraheliprotsessi parameetrite täpne kontroll tagab reprodutseeritavuse ja protsessi standardimise. Hielscher pakub spetsiaalseid sonotroode, mis on optimeeritud kvaliteetsete toimeainete õrnaks isoleerimiseks ning toetavad mastaapimist laborist pilootmastaabi ja tööstusliku tootmiseni.
Milliste terviseeelistega kvertsetiini seostatakse?
Kvertsetiini glükosiide (nt isokvertsetiin) ja sellega seotud flavonoide on kirjeldatud viirusevastaste, mikroobidevastaste, põletikuvastaste ja allergiavastaste ainetena, mis võivad positiivselt mõjutada loomade ja inimeste erinevaid rakutüüpe. Kvertsetiin võib aidata vähendada põletikku, võidelda allergiatega, toetada südame tervist, leevendada valu, potentsiaalselt parandada vastupidavust, võidelda vähiga ning kaitsta naha ja maksa tervist.
Kirjandus/viited
- Sharifi, Niusha; Mahernia, Shabnam; Amanlou, Massoud (2017): Comparison of Different Methods in Quercetin Extraction from Leaves of Raphanus sativus L. Pharmaceutical Sciences March 2017, 23, 59-65.
- Anaya-Esparza, Luis Miguel; Ramos-Aguirre, Dení; Zamora-Gasga, Víctor Manuel; Yahia, Elhadi; Montalvo-González, Efigenia (2018): Optimization of ultrasonic-assisted extraction of phenolic compounds from Justicia spicigera leaves. Food Science and Biotechnology 27, 2018. 1093–1102.
- Wang, L., Li, Z., Huang, J. et al. (2022): Effect of Ultrasound-Assisted Extraction of Polyphenols from Apple Peels in Water CO2 Systems. Food Bioprocessing Technology 15, 2022. 1157–1167.
- Lucas-González R., Viuda-Martos M., Pérez-Álvarez J.Á., Fernández-López J.(2024): Screening factors to affect ultrasound- assisted extraction of (poly)phenols from date palm seeds. Frontiers in Chemistry, Volume 12, 2024.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.