Ultraheliuuring ületab muud ekstraheerimismeetodid kiiruse järgi
Ultraheli ekstraheerimise kiire protseduur ja sellest tulenev aja kokkuhoid ekstraktide tootmisel on üks paljudest eelistest bioaktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimisel taimedest. Ultraheli ekstraheerimist on teaduslikult võrreldud alternatiivsete ekstraheerimismeetoditega, nagu ülekriitiline CO2 ekstraheerimine, leotamine, soojusrefluks, Soxhlet või mikrolaine ekstraheerimine ja uurimistulemused tõestavad ultraheli olulist eelist ekstraheerimiskiiruse ja saagikuse osas.
Ultraheliuuring kui kiire ekstraheerimise protseduur
Bioaktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimine on tuntud oma kõrge saagikuse, kvaliteetsete ekstraktide, lühikese ekstraheerimisaja, madala energiatarbimise ja väga kergete lahustitega töötamise võime poolest. Kõik need tegurid aitavad kaasa bioaktiivsete koostisosade ultraheli ekstraheerimise erakordsele üldisele efektiivsusele taimsetest materjalidest.
Allpool leiate valiku teaduslikke uurimisaruandeid, milles ultraheli ekstraheerimine (ka ultrahelipõhine ekstraheerimine / UAE) võrreldi teiste ekstraheerimismeetoditega, nagu leotamine, Soxhlet, soojusrefluks, ülekriitiline CO2ja mikrolainete ekstraheerimine.
ultrasonikaator UP400St botaaniliste ainete kiireks ekstraheerimiseks partiirežiimis
| Ekstraheerimise rakendus | Ultraheli ekstraheerimise aeg | Alternatiivne ekstraheerimismeetodi aeg | Lisateave | Allikas |
|---|---|---|---|---|
| Antotsüaniini ekstraheerimine mürt marjadest | 5 min | 15 min Mikrolaineahi |
ultraheliator UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Boldo leave extraction | 5-30 min | 15-90 min Leotus |
ultrasonikaator UIP1000hdT "Näeme, et 5 kuni 30 minutit ultrahelitöötlust on saagikus võrdne tavapärase leotamise saagikusega 15 kuni 90 minutit: UAE nõuab kolmandikku ajast lehtede lahustuva materjali ekstraheerimiseks tavapärases leotamises." |
Petigny et al., 2013 |
| Fenoolide ja flavonoidide täielik ekstraheerimine salveilt | 11 min | 30 min tavapärane ekstraheerimine veevanni loksutiga temperatuuril 60ºC |
ultraheli väljatõmbeseadmed UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Oliivilehtede polüfenoolide ekstraheerimine | 21 min | 60min tavapärane soojus-refluks ekstraheerimine |
ultraheliator UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Bioaktiivsete fenoolide ekstraheerimine Malva sylvestrise lehtedest | 49 min 48 °C 110W juures |
5 h ärritunud voodi eemaldamine kell 150 p/min |
ultraheliator UP200S HPLC analüüs näitas, et bioaktiivsete fenoolide kontsentratsioon suurenes optimaalselt märkimisväärselt (p≺0,05) UAE Tingimused. |
Bimakr et al., 2017 |
| Lipiidide ekstraheerimine talvise meloni (Benincasa hispida) seemnest | ∼36 min | Ülekriitiline süsinikdioksiidi ekstraheerimine koos rõhumuutuse tehnikaga (SCE-PST) (∼50 min), ülikriitiline CO2 (∼97 min) ja tavapärane Soxhlet' ekstraheerimine (∼360 min) | ülekriitilise süsinikdioksiidi (sCO) võrdlus2), ultraheli abil ekstraheerimine (UAE), ülekriitiline süsinikdioksiidi ekstraheerimine koos rõhumuutuse tehnikaga (SCE-PST) ja Soxhleti ekstraheerimine näitab, et AÜE on kõige tõhusam ja kiirem ekstraheerimistehnika. | Bimakr jt (2015) |
ülekriitilise süsinikdioksiidi (sCO) võrdlus2), ultraheli abil ekstraheerimine (UAE), ülekriitiline süsinikdioksiidi ekstraheerimine koos rõhumuutuse tehnikaga (SCE-PST) ja Soxhleti kaevandamine näitab, et UAE on kõige tõhusam ja kiirem ekstraheerimistehnika.
- Kõrge ekstraheerimise tõhusus
- Parem ekstraheerimise saagikus
- kiire protsess
- Madalad temperatuurid
- Sobib termoliboolühendite ekstraheerimiseks
- Ühildub mis tahes lahustiga
- Madal energiatarbimine
- Rohelise ekstraheerimise tehnika
- Lihtne ja ohutu töö
- Madalad investeeringud ja tegevuskulud
- 24/7 tegevus raskeveokite
Suure jõudlusega ultraheliekstraktorid ühendite ekspressi isoleerimiseks
Hielscheri kaasaegsed ultraheliseadmed võimaldavad kiiresti ekstraheerida kvaliteetseid biomolekule taimedest. Täielik kontroll protsessi parameetrite üle, nagu amplituud, temperatuur, rõhk ja energiasisend, võimaldavad kõige tõhusamaid ja leebemaid ekstraheerimistingimusi, mis tekitavad kahjustamata, väga bioaktiivseid ekstrakte. Ultraheli ekstraheerimise parameetrite optimeerimist, nagu tooraineosakeste suurus, lahusti tüüp, tahke ja lahusti suhe ning ekstraheerimisaeg, saab optimeerida kõrgeima efektiivsuse ja parimate üldiste tulemuste saavutamiseks. Kuna ultraheli ekstraheerimine on mittetermiline ekstraheerimismeetod, saab vältida bioaktiivsete koostisosade termilist lagunemist, mille tulemuseks on ekstrakti kvaliteet.
Üldiselt muudavad sellised eelised nagu suur saagikus, lühike ekstraheerimisaeg, madal ekstraheerimistemperatuur ja vähendatud lahusti nõuded ultrahelitöötluse eelistatud ekstraheerimismeetodiks.
Ultraheliuuring ületab mikrolaineahi antotsüaniini ekstraheerimisel mürtmarjadest. Ultrahelitöötlus on kolm korda kiirem kui mikrolaine ekstraheerimine.
Ultraheli ja tavapärase võrdlus veevanni loksutiga näitab ultraheli ekstraheerimise kasutamisel salvei fenoolide ja flavonoidide kogu fenoolide ja flavonoidide ekstraheerimise aega oluliselt vähenenud. Ultraheli ekstraheerimine nõuab ainult ühte kolmandikku ekstraheerimisajast veevanni loksutiga.
Ultraheli ekstraheerimine: loodud laboris ja tööstuses
Ultraheli ekstraheerimist kasutatakse laialdaselt mis tahes bioaktiivse ühendi ekstraheerimiseks botaanilistest, seentest, vetikatest, bakteritest ja imetajate rakkudest. Ultraheli ekstraheerimine on loodud lihtsaks, kulutõhusaks ja väga tõhusaks, mis ületab teisi traditsioonilisi ekstraheerimismeetodeid suurema ekstraheerimise saagikuse ja lühema töötlemise kestusega.
Labori, pink-top ja täielikult tööstuslikud ultraheli süsteemid on kergesti kättesaadavad, ultraheli ekstraheerimine on tänapäeval väljakujunenud ja usaldusväärne tehnoloogia. Hielscheri ultraheliekstraktorid paigaldatakse kogu maailmas tööstuslikesse töötlemisrajatistesse toidu- ja farmaatsiatoodete bioaktiivsete ühendite tootmiseks.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
| partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 kuni 20 l | 0.2 kuni 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 l | 2 kuni 10 l / min | UIP4000hdT |
| e.k. | 10 kuni 100 l / min | UIP16000 |
| e.k. | suurem | klastri UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus/viited
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Faktid Tasub teada
Ultraheli ekstraheerimise tööpõhimõte
Ultraheli ekstraheerimine on laialdaselt kasutatav meetod bioaktiivsete komponentide eraldamiseks ja eraldamiseks taimsetest materjalidest. Kuna ultrahelitöötlus ühildub mis tahes lahustiga, saab ultraheli ekstraheerimise protseduuri optimaalselt kujundada bioaktiivsete ühendite (st sihitud ühendite), nende polaarsuse, lahustuvuse, soojustundlikkuse ja muude tegurite osas. Ultrahelitöötlusprotsessi kohandamine spetsiaalselt teatud ühendile või erinevatele ühenditele, kõige ideaalsema seadistuse saab valida, et saada erakordselt kõrge kvaliteediga väljavõte.
Ultraheli lained, mis on ühendatud vedeliku või lägaga, tekitavad intensiivset vibratsiooni ja akustilist kavitatsiooni. Akustilise ehk ultraheli kavitatsiooni määravad lokaalselt esinevad äärmiselt kõrgsurveerinevused, nihkejõud ja vedelad joad. Need jõud purustavad rakuseinu, häirivad köögiviljarakke ja intensiivistavad massiülekannet rakkude sisemuse ja lahusti vahel. Seega vabanevad bioaktiivsed koostisosad tõhusalt ümbritsevasse lahustisse, kust sihtmolekule saab kergesti isoleerida ja puhastada (nt rootori aurustumise, aurudestillatsiooni või HPLC abil).
Ultraheli ekstraheerimine taimerakkudest: mikroskoopiline põikosa (TS) näitab rakkude ultraheli ekstraheerimise ajal toimemehhanismi (suurendus 2000x)
[allikas: Vilkhu jt 2011]
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid Lab et tööstuslik suurus.