استخراج اولتراسونیک کافئین
با استفاده از فرا صوت یک روش موثر برای استخراج کافئین و دیگر ترکیبات فعال از قهوه است. دستگاه های اولتراسونیک قدرتمند کمک به فرایند استخراج در حالی که به حداکثر رساندن عملکرد و کوتاه کردن زمان پردازش.
قهوه - ساخته شده از دانه های قهوه – یک نوشیدنی بسیار محبوب است که در سراسر جهان مصرف می گردد. علاوه بر این به تاثیر حیات خود را در صورتی به عنوان یک نوشیدنی محرک مصرف می شود، ترکیبات قهوه مورد علاقه برای مواد غذایی، دارویی (به عنوان مثال در مسکن ها) و صنعت لوازم آرایشی و بهداشتی به عنوان به عنوان مواد افزودنی با ارزش در محصولات مختلف استفاده می شود. این به خصوص برای کافئین (1،3،7-trimethylxanthine) و آنتی اکسیدان ها، که برای آثار مثبت آن بر سلامت انسان شناخته شده اعمال می شود. قهوه شامل، در میان دیگران، دیترپن فنلی مانند کفستول و kahweol، و اسیدهای اسکوربیک، که برای از فعالیت آنتی اکسیدانی خود شناخته شده است. مطالعات اپیدمیولوژیک نشان می دهد که مواد تشکیل دهنده قهوه ممکن است یک اثر پیشگیرانه در چند بیماری های مزمن، از جمله دیابت نوع 2، بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، و بیماری های کبد مثل سیروز و سرطان کبد دارند.
فرا صوت یک ابزار به خوبی شناخته شده و ثابت برای کاربردهای مختلف در صنایع مختلف است. نرم افزار بسیار موفق مافوق صوت است استخراج. بدین ترتیب، اثر اولتراسونیک کاویتاسیون در مواد سلولی باعث اختلال سلول و آزادی از ماده داخل سلولی.
ساختار شیمیایی کافئین
سونوگرافی قدرت بالا
برای اطمینان از درک آسان تر از کمک اولتراسوند روش استخراج، اثر اولتراسوند در مایعات باید توضیح داده شود.
سونوگرافی – معرفی شده در مایعات – باعث اثرات بسیار شدید محلی می شود. هنگام صاف کردن مایعات در شدت بالا، امواج صوتی که به رسانه مایع انتقال می یابند، منجر به تغییرات چرخه فشار (فشرده سازی) و فشار کم (تقریب) می شود، با نرخ بسته به فرکانس. در طول چرخه کم فشار، امواج اولتراسونیک با شدت بالا، حباب های کوچک یا حفره های کوچک را در مایع ایجاد می کنند. هنگامی که حباب ها حجمی را به دست می آورند که دیگر قادر به جذب انرژی نیستند، در یک چرخه فشار بالا به شدت سقوط می کنند. این پدیده نامیده می شود کاویتاسیون. در طول انفجار دمای بسیار بالا (حدود 5،000K) و فشار (حدود 2،000atm) به صورت محلی است. انفجار حباب کاویتاسیون نیز در جت مایع سرعت تا 280M / S می شود. [Suslick 1998] با این نیروهای افراطی sonolysis رخ می دهد، دیواره های سلولی مختل، و مواد داخل سلولی استخراج شده است.
اولتراسونیک کاویتاسیون در مایع
با استفاده از دستگاه های سانتریفوژ، دمای عملیاتی را می توان کاهش داد، به این ترتیب امکان استخراج مولفه های حساس به دما فراهم می شود. در مقایسه با سایر تکنیک های استخراج جدید از جمله استخراج کمک مایکروویو، دستگاه اولتراسوند ارزان تر است و عملیات آن ساده تر می شود. علاوه بر این، استخراج کمک های اولتراسونیک می تواند با هر حلال، مانند استخراج سوکسله، برای استخراج طیف گسترده ای از ترکیبات طبیعی استفاده شود. [وانگ و همکاران. 2006] در صورت لزوم، سیستم های مقاوم در برابر انفجار برای ظرفیت های صنعتی صنعتی در دسترس هستند.
دامنه، زمان، دما، فشار و ویسکوزیته: مزیت قابل توجهی از فرا صوت نفوذ در مهم ترین پارامترهای پردازش است. بدین ترتیب، فرآیند استخراج می توان بهینه سازی شده برای اطمینان حاصل شود که ساختار عصاره کند آسیب دیده نشود.
التراسونیک استخراج قهوه ترکیبات
استخراج فراصوت با استفاده از روش معمول استفاده برای منزوی مواد فعال زیستی از مواد گیاهی [دنگ و همکارانش است. 2010]. با توجه به دانه های قهوه، کافئین و ترکیبات فنلی آنتی اکسیدان ممکن است به دلیل کاربردهای گسترده ای خود را در داروسازی و صنایع غذایی که ترکیبات با ارزش ترین برای استخراج. اما همچنین فلاونوئیدها، اسید کلروژنیک و پروتوکاتکویک اسید عصاره که به عنوان افزودنی استفاده می شود.
با استفاده از روش های استخراج سنتی مانند استخراج مایع مایع در حلال، به طور کلی بهره وری استخراج با افزایش دمای استخراج افزایش می یابد. این باعث می شود اغلب خسارت و از دست دادن کیفیت عصاره به عنوان درجه حرارت بر ثبات ترکیبات فنلی.
استخراج جامد مایع با کمک سونوگرافی به عنوان یک روش استخراج موثر و صرفه جویی در زمان نشان داده شده است. نیروهای اولتراسونیک بسیار قوی قدرت لازم برای استخراج را فراهم می کنند، به طوری که کمتر یا حتی هیچ حلال نیازی به آن نیست. درجه حرارت را می توان به خوبی کنترل کرد، زیرا راکت بخشی از باتری یا راکتور جریان هوا می تواند به طور موثری خنک شود (یا در صورت لزوم گرم شود). برای فرایندهای استخراج با حلالها، Hielscher Ultrasonics سیستم های اولتراسونیک انفجاری ضد هوایی ATEX و FM را نیز تأمین می کند.
با توجه به نیروهای استخراج شدت اولتراسوند، همچنین قهوه محلول (تخمیر قهوه) که در حال حاضر مصرف می شود، هنوز مواد خام موجود در ترکیبات قابل استخراج است. به عنوان مواد ضایعات قهوه ارزان و در دسترس است در مقدار زیادی، آن را یک ماده ایده آل ایده آل برای استخراج از ترکیبات باقی مانده فعال است. اگر چه محتوای کافئین و دیگر اجزای موجود در کاهنده قهوه پایین تر از پودر قهوه استفاده نشده است، اما هنوز هم مقدار زیادی باقی می ماند و قابل استخراج است. برای آزاد کردن این ترکیبات از محل قهوه، تأثیر کامل بر پارامترهای پردازش بسیار مهم می شود. سونوگرافی با قدرت بالا می تواند مقادیر زیادی از ترکیبات فعال را در مدت زمان کوتاهی استخراج کند.
پردازنده های درون خطی التراسونیک UIP1500hd
استخراج کافئین
کافئین می توان ادعا کرد محرک رایج ترین مصرف می شود. کافئین است که نه تنها با نوشیدن قهوه دم کرده مصرف می شود، عصاره کافئین است که در صنعت برای درمان محصول دیگر با کافئین به عنوان افزودنی استفاده می شود. در نتیجه آن ممکن است به ایجاد قهوه قوی تر و یا به تدوین و فرموله نوشابه (به عنوان مثال نوشابه)، نوشیدنی های انرژی و یا مواد غذایی دیگر (به عنوان مثال شکلات).
اما کافئین است که نه تنها به عنوان افزودنی در استفاده غذا تولید، آن را یک ترکیب فعال مهم در داروسازی به عنوان خوبی است. کاربرد معمول عصاره کافئین است به عنوان مثال، مواد افزودنی در مواد مخدر برای سردرد و میگرن یا در مسکن ها.
برای استخراج کافئین، آلکالوئید اصلی در قهوه، امواج فراصوت، روش مناسب است. وانگ و همکارانش [وانگ و همکاران 2011] پیدا شده است که تنها یک زمان استخراج کوتاه برای رسیدن به یک حالت اشباع، اگر امواج فراصوت استفاده شده است مورد نیاز است. این به این معنی است که سونوگرافی بسیار کارآمد و صرفه جویی در زمان روش برای به دست آوردن کافئین است.
ترکیبات معطر و عطر و طعم
ترکیبات قهوه فرار کسر ارزش ترین از دانه قهوه بو داده و گویا قهوه عطر و طعم منحصر به فرد و عطر خود را. کیفیت قهوه محلول را می توان با علاوه بر این از روغن قهوه عطر جذب شده به پودر قهوه بهبود یافته است.
مطالعه مقایسه ای، بررسی استخراج ترکیبات فنلی از توت فرنگی، نشان داد که استخراج اولتراسونیک باعث کاهش تخریب فنول ها می شود و فرایند استخراج بسیار سریع تر در مقایسه با سایر روش های استخراج از جمله مایع جامد، آب زیر کریستالی و روش مایکروویو است. [هررا و همکاران. 2005]
در این مطالعه از وانگ و همکارانش [وانگ و همکاران 2011] نشان می دهد که فرکانس پایین، سونوگرافی با قدرت بالا برای استخراج از طعم قهوه کارآمد تر است. به خصوص برای 4 Tridecanone و 2-متوکسی-3-Methylpyrazine، آنها پیدا شده است استخراج اولتراسونیک روش آسان تر و کارآمد به دست آوردن بازده استخراج بسیار بالا است. علاوه بر این، نشان داده شده است که درجه حرارت باید به عنوان اجزای کنترل عطر و طعم قهوه در دمای بالا بسیار فرار هستند. آنها نتایج استخراج خوب در محدوده درجه حرارت بین 35 ~ 65 ° C تحت نسبتا کوتاه مدت از امواج فراصوت به دست آورد.
استخراج چای
نتایج به دست آمده توسط استخراج التراسونیک کمک همچنین مناسب برای استخراج ترکیبات چای (به عنوان مثال برگها چای سبز) می باشد. یک مطالعه توسط شیا و همکاران محتوای قابل توجهی بالاتر از پلی فنول چای، اسید آمینه و کافئین موجود در تزریق چای التراسونیک درمان نسبت به افراد بدست آوردن عصاره معمولی را نشان داد. این نتایج در نتایج بهتر در طول یک ارزیابی حسی که معلوم شد: کیفیت حسی تزریق چای با استخراج اولتراسونیک کمک بهتر از تزریق چای با استخراج معمولی بود. [شیا و همکاران 2005]
استخراج اولتراسونیک از گیاهان
نتیجه
التراسونیک کمک استخراج کارآمد، صرفه جویی در زمان و روش کنترل برای استخراج ترکیبات فعال از قهوه است. ترکیبات جالب ترین و با ارزش هستند کافئین، و آنتی اکسیدان ها مانند دیترپن فنلی (کفستول، kahweol)، و اسیدهای اسکوربیک. مزایای اصلی استخراج به کمک اولتراسوند هستند در نفوذ و کنترل بر روی پارامترهای استخراج اولتراسونیک است.
ادبیات / منابع
- کائو، Chuanhai؛ وانگ، لی. لین، Xiaoyang؛ Mamcarz، مالگورزاتا؛ ژانگ، چی؛ بای، جنرال الکتریک؛ نونگ، Jasson؛ ساسمن، سام؛ Arendash، گری (2011): کافئین Synergizes با یکی دیگر از قهوه و اجزای تشکیل برای افزایش G-CSF پلاسما: ارتباط به مزایای شناختی در موش آلزایمر است. مجله بیماری آلزایمر 25/2، 2011. 323-335.
- دونگ، Juane؛ لیو، Yuanbai؛ لیانگ، Zongsuo؛ وانگ، Weiling (2010): بررسی استخراج به کمک اولتراسوند اسید B salvianolic از مریم گلی ریشه miltiorrhiza. فرا صوت آواشیمی 17/1، 2010. 61-65.
- هرا، M.C؛ لوکو دی کاسترو، M.D. (2005): فراصوت با استفاده از استخراج ترکیبات فنلی از توت فرنگی قبل از جدایی، کروماتوگرافی مایع و تشخیص ماوراء بنفش آرایه دیود حساس به نور. مجله chromatoraphy و A، 1100، 2005. 1-7.
- Higdon، جین V؛ فری، به Balz (2006): قهوه و سلامتی: مروری بر پژوهش بشر کنندگان. بررسی انتقادی در علوم و صنایع غذایی و تغذیه، 46/2، 2006. 101-123.
- Mussato، Solange به من؛ بالستروس، لینا F؛ مارتینز، سیلویا؛ Teixeira از، خوزه A (2011): استخراج ترکیبات فنولیک آنتی اکسیدانی از قهوه به سر برد. جدایی و فن آوری تصفیه 83 / 2011. 173-179.
- شو شین-رونگ؛ وانگ، چنگ چی؛ چانگ، شنگ یو؛ یانگ، لی چن، جنگ، مینگ JYI؛ چنگ، پو جن (2009): تاثیر فرآیند استخراج و تولید بر غلظت کافئین. در: مجموعه مقالات MultiConference بین المللی مهندسین و دانشمندان کامپیوتر 2009 جلد دوم، IMECS 2009، 18 مارس – 20، 2009، هنگ کنگ.
- Suslick، K.S .: دانشنامه کرک روش othmer از تکنولوژی شیمیایی. اد 4. J. ویلی & پسران: نیویورک. 26، 1998. 517-541.
- وانگ، چنگ چی؛ شو شین-رونگ؛ چو، بله، ین؛ جنگ، مینگ JYI؛ یانگ، لی چن (2011): رمان بهینه سازی صرفه جویی در انرژی فرآیند استخراج در قهوه. علوم حرارتی 15/1، 2011. 53-59.
- وانگ، لیجون؛ ولر، کورتیس L. (2006): پیشرفت های اخیر در استخراج مواد افزودنی بیولوژیکی فعال از گیاهان است. موضوعات داغ در علوم و صنایع غذایی & فناوری 17، 2006. 300-312.
- شیا، تائو؛ شیعه، Siquan؛ وان، Xiaochun (2006): تاثیر مافوق صوت به کمک استخراج در شیمیایی و کیفیت حسی تزریق چای. مجله مهندسی مواد غذایی 74/4، 2006. 557-560.