کارآمدترین روش استخراج برای گیاهان

آیا به دنبال یک راه اندازی استخراج قدرتمند و قابل اعتماد برای تولید عصاره های گیاهی با کیفیت بالا هستید؟ در اینجا شما می توانید مقایسه ای از تکنیک های استخراج رایج از جمله استخراج مافوق صوت، استخراج CO2 فوق بحرانی، استخراج اتانول، خیساندن در میان دیگران و مزایا و همچنین معایب آنها را پیدا کنید.

استخراج گیاه شناسی با استفاده از سونوگرافی در مقابل تکنیک های جایگزین

استخراج گیاهان را می توان با تکنیک های مختلفی انجام داد. با این حال، کارایی، عملکرد و کیفیت عصاره به شدت تحت تأثیر روش استخراج و پروتکل مورد استفاده قرار می گیرد. خیساندن ، استخراج فوق بحرانی CO2 ، نفوذ و استخراج Soxhlet روش های رایج استخراج هستند که اغلب نتایج استخراج ناکافی را ارائه می دهند.
استخراج مبتنی بر اولتراسوند یک روش جداسازی پیچیده است که در چندین نقطه از روش های استخراج سنتی برتری دارد.
استخراج مبتنی بر سونوگرافی با استفاده از یک پروب اولتراسونیک یک روش بسیار موثر برای استخراج ترکیبات از گیاهان و سایر مواد است. در مقایسه با روش های دیگر مانند خیساندن ، استخراج CO2 ، نفوذ و استخراج مایکروویو ، استخراج پروب مافوق صوت به دلیل چندین مزیت برتری دارد:

• استخراج سریعتر: استخراج پروب مافوق صوت می تواند ترکیبات بسیار سریعتر از خیساندن و نفوذ استخراج. دلیل این امر این است که امواج اولتراسونیک ایجاد حباب های کاویتاسیون در حلال, که ایجاد میکرو شوک است که کمک به شکستن دیواره های سلولی و آزاد کردن ترکیبات با سرعت بیشتر.
• بازده بالاتر: استخراج پروب مافوق صوت می تواند بازده بالاتر از ترکیبات نسبت به خیساندن ، استخراج CO2 و نفوذ استخراج. دلیل این است که امواج مافوق صوت کمک به انتشار بیشتر از ترکیبات هدف از مواد در حال استخراج.
• کارآمدتر: استخراج پروب مافوق صوت کارآمد تر از خیساندن است, استخراج CO2, نفوذ و استخراج Soxhlet, آن را به عنوان نیاز به حلال کمتر برای استخراج همان مقدار از ترکیبات. این به این دلیل است که امواج اولتراسونیک به افزایش حلالیت ترکیبات هدف در حلال کمک می کنند.
• تنوع: استخراج پروب مافوق صوت را می توان مورد استفاده قرار گیرد برای استخراج طیف گسترده ای از ترکیبات از مواد مختلف، از جمله ترکیبات آبدوست و آبگریز. این بدان معنی است که سونوگرافی برای تولید عصاره های با طیف کامل نیز عالی است.
• کم هزینه: استخراج پروب مافوق صوت به طور کلی ارزان تر از استخراج CO2، نفوذ، خیساندن و استخراج Soxhlet، آن را به عنوان تجهیزات فشار بالا و یا کار زمان شدید نیاز ندارد.
• سازگار با محیط زیست: پروب های اولتراسونیک امکان استخراج سازگار با محیط زیست را فراهم می کنند، زیرا در مقایسه با روش های دیگر به حلال و انرژی کمتری نیاز دارند و زباله کمتری تولید می کنند. اگر چه فراصوت سازگار با هر حلال است، با توجه به بهره وری بالا از ultrasonicators، حلال های سمی را می توان عمدتا اجتناب کرد. اتانول، اتانول آبی و آب حلال های عالی برای استخراج گیاه شناسی مافوق صوت هستند.

هنگامی که در مقایسه با تکنیک های استخراج گیاه شناسی سنتی, استخراج پروب مافوق صوت ارائه می دهد مزایای قابل توجهی, که توضیح می دهد استفاده گسترده ای از استخراج سونوگرافی برای ترکیبات فعال زیستی متعدد از گیاهان.

استخراج عصاره های با کیفیت بالا از گیاهان

برای عصاره های گیاهی با کیفیت بالا نه تنها از مواد اولیه (مواد گیاهی) ضروری است، بلکه تکنیک استخراج اعمال شده نیز بسیار مهم است. عصاره های گیاهی به دما حساس هستند، به این معنی که در اثر گرما تخریب می شوند. بنابراین انتخاب یک روش استخراج غیر حرارتی بسیار مهم است.
انتخاب حلال استخراج یکی دیگر از عوامل مهم است که بر کیفیت عصاره تأثیر می گذارد. حلال هایی مانند هگزان، متانول، بوتان و سایر مواد شیمیایی خشن می توانند عصاره را آلوده کنند. حتی اگر حلال ها پس از استخراج حذف شوند، مقادیر کمی از حلال های سمی را می توان در عصاره نهایی یافت. آب ، الکل ، اتانول ، گلیسیرین یا روغن های گیاهی حلال های بی خطر و غیر سمی هستند و توسط FDA برای مصرف تأیید شده اند.

پروتکل گام به گام استخراج گیاه شناسی با استفاده از پروب اولتراسونیک

چگونه ترکیبات فعال زیستی از گیاهان با استفاده از سونوگرافی نوع پروب استخراج می شوند؟ در زیر می توانید یک دستورالعمل گام به گام برای استخراج فیتوکمیکال ها و ترکیبات فعال زیستی از مواد گیاهی مانند برگ ها، گلبرگ ها، بدن بارده، ساقه ها، ریشه ها یا ریزوم ها را بیابید!

1. ابتدا مواد گیاهی آسیاب می شوند یا به قطعات کوچک خرد می شوند تا سطح استخراج افزایش یابد.
2. سپس مواد گیاهی با یک حلال (مانند اتانول یا آب) مخلوط می شوند تا پلی فنول ها استخراج شوند.
3. سونوگرافی نوع پروب سپس برای کمک به فرآیند استخراج با استفاده از شدت بالا، امواج اولتراسوند با فرکانس پایین در حدود استفاده می شود. این امر باعث ایجاد حفره صوتی و لرزش سریع حلال می شود که باعث تجزیه و اختلال سلولهای گیاهی و آزاد شدن مواد فعال زیستی مانند پلی فنول ها ، فلاونوئیدها و ویتامین ها می شود.
4. سپس مخلوط فیلتر می شود تا مواد گیاهی جامد از مایع حاوی ترکیبات فعال زیستی استخراج شده جدا شود.
5. سپس مایع تبخیر می شود یا تحت پردازش بیشتر قرار می گیرد تا حلال حذف شود و مولکول های فعال زیستی متمرکز شود.
6. محصول نهایی یک عصاره غنی از زیست فعال است که می تواند در کاربردهای مختلفی مانند مکمل های غذایی، غذاهای فراسودمند و لوازم آرایشی استفاده شود.

توجه داشته باشید: این یک نمای کلی از فرآیند و شرایط خاص (حلال، نسبت مواد گیاهی به حلال، زمان استخراج، قدرت فراصوت و غیره) ممکن است بسته به منبع گیاهی و محتوای مواد فعال زیستی مورد نظر متفاوت باشد.

چگونه استخراج التراسونیک کار?

استخراج التراسونیک بر اساس اصل کار حفره صوتی اولتراسونیک است و یک درمان کاملا مکانیکی است. مشابه یک میکسر با برش بالا، یک اولتراسونیک تنها نیروهای برشی مکانیکی را در محیط فرآیند ایجاد می کند. استخراج مافوق صوت خود را غیر حرارتی، روش استخراج مواد شیمیایی رایگان است.
کاویتاسیون آکوستیک چیست؟ – کاویتاسیون صوتی یا اولتراسونیک زمانی اتفاق می افتد که امواج اولتراسوند با قدرت بالا و فرکانس پایین به دوغاب متشکل از مواد گیاهی در یک مایع (حلال) متصل شوند. امواج اولتراسونیک با قدرت بالا از طریق یک پردازنده اولتراسونیک از نوع پروب به دوغاب گیاه شناسی متصل می شوند. امواج اولتراسوند بسیار پرانرژی از طریق مایع حرکت می کنند و چرخه های متناوب فشار بالا / کم فشار ایجاد می کنند که منجر به پدیده کاویتاسیون صوتی می شود. کاویتاسیون صوتی یا اولتراسونیک به صورت محلی به شرایط شدید مانند دیفرانسیل فشار بسیار بالا و نیروهای برشی بالا منجر می شود. هنگامی که حباب های کاویتاسیون بر روی سطح جامدات (مانند ذرات، سلول های گیاهی، بافت ها و غیره) منفجر می شوند، میکرو جت ها و برخورد بین بخشی اثراتی مانند تجزیه ذرات، سونوپوراسیون (سوراخ شدن دیواره های سلولی و غشای سلولی) و اختلال سلولی ایجاد می کنند. علاوه بر این ، انفجار حباب های کاویتاسیون در محیط مایع باعث ایجاد تلاطم و تحریک می شود ، که باعث انتقال جرم بین داخل سلول و حلال اطراف می شود. تابش مافوق صوت یک راه بسیار کارآمد برای افزایش فرآیندهای انتقال جرم است، از آنجا که فراصوت نتایج در حفره و مکانیسم های مربوط به آن مانند میکرو حرکت توسط جت های مایع، فشرده سازی و decompression در مواد با اختلال پس از آن از دیواره های سلولی.
بسته به مواد اولیه، فرآیند استخراج مافوق صوت ممکن است به شدت بالایی نیاز داشته باشد، به عنوان مثال برای شکستن سلول های گیاهی سفت و یا مواد با مقدار سلولز بالا. مافوق صوت نوع کاوشگر می تواند دامنه بسیار بالا تولید، که لازم است برای تولید حفره تاثیرگذار. Hielscher مافوق صوت تولید کننده استخراج مافوق صوت با کارایی بالا، که به راحتی می تواند دامنه از 200μm در عملیات مداوم 24/7 ایجاد. برای دامنه های حتی بالاتر, Hielscher ارائه می دهد sonotrodes با دامنه بالا مشخص (پروب ها).
راکتورهای مافوق صوت تحت فشار و سلول های جریان برای تشدید حفره استفاده می شود. با افزایش فشار، کاویتاسیون و نیروهای برشی حفره ای مخرب تر می شوند و در نتیجه اثرات استخراج مافوق صوت را بهبود می بخشند.

استخراج فیتوشیمیایی و ترکیبات فعال زیستی با فراصوت

استخراج مافوق صوت استفاده می شود برای انتشار و جداسازی طیف گسترده ای از ترکیبات فعال زیستی (به اصطلاح فیتوشیمیایی) از گیاهان.
لیست زیر به شما یک نمای کلی کوچک بیش از فیتوشیمیایی استخراج شده توسط التراسونیک می دهد:

• CBD و سایر کانابینوئیدها از شاهدانه و کنف
• ترپن ها
• زنجبیل
• رزماری
• کپسایسین از فلفل قرمز
• کافئین از دانه های قهوه
• آستاگزانتین از جلبک ها
• آلیسین از سیر
• کاتچین (EGEC) از چای
• Ellagitannins از انار
• عصاره های گیاهی آیورودا
• نیکوتین از تنباکو
• اسانس ها
• فیتوکمیکال ها از گزنه گزنده
• پکتین از پوست مرکبات
• پلی فنول ها از پوست انبه
• Taraxacin و Taraxasterol از قاصدک

حلال برای استخراج التراسونیک

استخراج التراسونیک تقریبا با هر حلال سازگار است. معمولا از اتانول، آب، مخلوط اتانول/آب، گلیسیرین و روغن های گیاهی برای استخراج ترکیبات فعال زیستی از گیاهان استفاده می شود، زیرا این حلال ها برای مصرف بی خطر در نظر گرفته می شوند و استفاده از آنها آسان است.
اطلاعات بیشتر در مورد حلال های مورد استفاده برای استخراج مافوق صوت!

مزایای استخراج اتانول التراسونیک

اتانول یکی از رایج ترین حلال های مورد استفاده با استخراج اولتراسونیک به دلیل ایمنی آن (مورد تایید FDA برای مصرف)، اثر بخشی و توانایی پرداخت وباله گسترده آن است. استخراج اتانول التراسونیک با بهره وری هزینه، مقیاس پذیری خطی، سادگی و ایمنی از سایر حلال ها و سایر فن آوری های استخراج پیشی می گیرد.
اثربخشی برتر اتانول به عنوان حلال با ترکیب شیمیایی آن از یک دم هیدروکربنی و یک گروه هیدروکسیل مرتبط است. این ترکیب شیمیایی به اتانول اجازه می دهد تا طیف بسیار گسترده ای از مواد را از پلی فنول ها ، فلاونوئیدها ، ترپن ها ، کانابینوئیدها و لیپیدها (روغن ها) حل و استخراج کند.
به عنوان مثال، استخراج اتانول مافوق صوت کانابینوئیدها نیازی به زمستان سازی (موم زدایی) ندارد، مرحله ای که با سایر روش های استخراج مانند استخراج CO2 برای حذف موم ها مورد نیاز است.

استخراج اتانول بسته به دمای اتانول اثرات متفاوتی از خود نشان می دهد. اتانول گرم شده اغلب برای تولید عصاره های با طیف کامل استفاده می شود که به دلیل اثر اطرافیان آنها ارزشمند است. از طرف دیگر ، ترجیحا از اتانول سرد یخی برای تولید تقطیر های گیاهی یا شاهدانه استفاده می شود. استخراج در اتانول سرد یخی نیازی به فیلتراسیون بعدی ندارد. از آنجا که استخراج مافوق صوت یک درمان غیر حرارتی است، می توان آن را با اتانول گرم / گرم یا سرد / یخ سرد استفاده می شود. راکتورهای اولتراسونیک ژاکت دار به حفظ دمای پردازش مورد نظر در طول درمان کمک می کنند. کنترل دیجیتال و نرم افزار هوشمند از ultrasonicator نظارت بر دمای پردازش از طریق سنسورهای دما قابل اتصال و می تواند برنامه ریزی شده برای متوقف کردن و یا مکث درمان استخراج زمانی که درجه حرارت از یک محدوده خاص می شود.

خرید کارآمدترین تجهیزات استخراج اولتراسونیک !

سیستم های استخراج با کارایی بالا Hielscher Ultrasonics در هر مقیاسی از اندازه آزمایشگاه کوچک، مقیاس آزمایشی متوسط به تولید کاملا صنعتی چند تن در ساعت در دسترس هستند. بسته به توان عملیاتی، استخراج مافوق صوت Hielscher را می توان در حالت دسته ای یا مداوم درون خطی استفاده می شود. انتخاب حلال به شما بستگی دارد، به عنوان مافوق صوت Hielscher را می توان در ترکیب با هر حلال استفاده می شود. تمام دستگاه های استخراج اولتراسونیک ساده و ایمن برای کار هستند. با توجه به مواد اولیه خود را، ظرفیت های فرآیند و هدف خروجی، Hielscher به شما ارائه می دهد ultrasonicator مناسب ترین.
فرآیندهای استخراج اولتراسونیک تحت تأثیر مواد اولیه، حلال و توان عملیاتی قرار می گیرند. لوازم جانبی مختلفی مانند sonotrodes (پروب ها) در اندازه ها و اشکال مختلف، شاخ های تقویت کننده، سلول های جریان با حجم ها و هندسه های مختلف، سنسورهای دما و فشار قابل اتصال و بسیاری از ابزارهای دیگر برای جمع آوری تنظیمات اولتراسونیک ایده آل برای فرآیند استخراج شما در دسترس هستند.
کنترل فرآیند برای به دست آوردن نتیجه قابل تکرار بسیار مهم است. بنابراین تمامی مدل های دیجیتال مجهز به نرم افزار هوشمند هستند که به شما امکان تنظیم، نظارت و بازنگری پارامترهای استخراج را می دهد. با توجه به کنترل دقیق بر دامنه، زمان فراصوت و چرخه کار، نتایج بهینه فرآیند مانند عملکرد برتر و بالاترین کیفیت عصاره را می توان به دست آورد. ضبط خودکار داده ها از فرایند فراصوت پایه برای استاندارد سازی فرآیند و تکرارپذیری / تکرارپذیری، که برای شیوه های تولید خوب مورد نیاز است (GMP).

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

ادبیات / منابع