استخراج فراصوتی پلی‌فنول‌ها از باگیبوتی (Stachys parviflora)
عصاره‌های گیاه باگیبوتی (Stachys parviflora L.) به‌عنوان داروی گیاهی برای درمان گرفتگی عضلات، درد مفاصل، صرع، بیماری غش و دراکونکولیازیس ارزشمند هستند. دستگاه‌های استخراج فراصوتی با موفقیت برای جداسازی پلی‌فنول‌ها و سایر ترکیبات فیتوشیمیایی از Stachys parviflora به کار می‌روند.
چه چیزی استخراج فراصوتی را برتر می‌کند؟ – اصل عملکرد و مزایای فراصوت پرتوان
هنگامی که قرار است ترکیبات زیست‌فعال (یعنی ترکیبات فیتوشیمیایی و متابولیت‌های ثانویه) از مواد گیاهی جدا شوند، باید ساختارهای سلولی مادهٔ گیاهی تخریب شوند تا ترکیبات هدف آزاد شوند. استخراج فراصوتی روشی بسیار کارآمد برای جداسازی تمام ترکیبات فیتوشیمیایی موجود در مواد گیاهی (مانند Stachys parviflora، گیاهان دارویی و غیره) طی یک فرایند استخراج سریع است. استفاده از فراصوت پرتوان، اثرات شدید کاویتاسیون، آشفتگی / تلاطم و جریان مایع با سرعت بالا ایجاد می‌کند. این نیروهای فراصوتی تخریب سلولی و اختلاط را در مقیاس‌های ماکرو و میکرو تقویت می‌کنند. همچنین نفوذ حلال، حل‌شدن ترکیبات زیست‌فعال و انتقال جرم به‌طور چشمگیری بهبود می‌یابند. به این ترتیب، استخراج به کمک فراصوت بسیار مؤثر می‌شود و در زمانی کوتاه به بازده استخراج بالاتر می‌انجامد.
دستگاه استخراج فراصوتی UP400St (400W, 24kHz) مجهز به همزن برای استخراج متابولیت‌های زیست‌فعال از مواد گیاهی مانند Stachys parviflora (که با نام باگیبوتی نیز شناخته می‌شود).
مزایای ترکیبات فیتوشیمیایی باگیبوتی (Stachys parviflora)
Stachys parviflora L. که معمولاً با نام «باگیبوتی» شناخته می‌شود، گونه‌ای از Lamicae است. ترکیبات Stachys parviflora مانند ایریدوئیدها، فلاونوئیدها، اسیدهای فنولی و دی‌ترپنوئیدها به‌عنوان متابولیت‌های ثانویه گزارش شده‌اند و به‌دلیل خواص ضدالتهاب کلیه، ضدالتهابی، مهارکنندگی رادیکال‌ها و ضدمیکروبی شناخته می‌شوند.
استخراج فراصوتی ترکیبات زیست‌فعال از باگیبوتی (Stachys parviflora)
استخراج فراصوتی، که با نام استخراج به کمک فراصوت (UAE) نیز شناخته می‌شود، فناوری‌ای است که از نظر علمی اثبات شده و در صنعت جا افتاده است و برای جداسازی ترکیبات زیست‌فعال مانند پلی‌فنول‌ها، فلاونوئیدها، ترپن‌ها و بسیاری از متابولیت‌های ثانویهٔ دیگر از مواد گیاهی به کار می‌رود.
استخراج از باگیبوتی (Stachys parviflora): اصل عملکرد و پروتکل
استخراج فراصوتی روشی ملایم، غیرحرارتی و در عین حال بسیار کارآمد برای استخراج است که صرفاً بر نیروهای مکانیکی تکیه دارد. به این ترتیب، ترکیبات حساس گیاهی در برابر تخریب حرارتی حفظ می‌شوند و در عین حال، بازده استخراج با فراصوت‌دهی به‌طور استثنایی بالا و کیفیت عصاره‌ها برتر است.
فراصوت پرتوان برای استخراج
سازوکار تشدید استخراج با فراصوت کم‌فرکانس و پُرشدت عمدتاً به پدیدهٔ کاویتاسیون آکوستیکی نسبت داده می‌شود. هنگامی که حباب‌های کاویتاسیون روی سطح مادهٔ گیاهی فرو می‌پاشند، فرسایش و ایجاد منافذ به کمک فراصوت، ماتریس سلول‌های گیاهی (مانند Stachys parviflora) را می‌شکنند؛ این امر به تخریب ساختار سلولی و آزادشدن مواد درون‌سلولی مانند پلی‌فنول‌ها و سایر ترکیبات فیتوشیمیایی می‌انجامد. انتقال جرم که در نتیجهٔ این فرایند تشدید می‌شود، آزادشدن مولکول‌هایی مانند پروتئین‌ها، لیپیدها و ترکیبات فیتوشیمیایی را تسهیل می‌کند.
نیروهای برشی ایجادشده با فراصوت، نفوذ حلال به ماتریس سلولی مادهٔ گیاهی و نفوذپذیری غشاهای سلولی را بهبود می‌بخشند. این سازوکارهای فراصوت پرتوان عامل تشدید چشمگیر فرایند هستند که هنگام استفاده از فراصوت‌دهی برای استخراج از مواد گیاهی حاصل می‌شود.
تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از سطح Stachys parviflora، (a) نمونهٔ تیمارنشده، (b) خیساندن، (c) استخراج بهینه‌شده به کمک فراصوت (UAE) (UP200Ht، زمان تیمار 4 min، شدت بالا با مقدار 74٫5% و خلوص حلال 74٫2 %)
پژوهش و تصویر: ©Salarbashi et al., 2016
پروتکل استخراج فراصوتی ترکیبات فنولی از باگیبوتی
گروه پژوهشی Salarbashi با استفاده از دستگاه استخراج فراصوتی UP200Ht (200W, 26kHz)، ترکیبات پلی‌فنولی را از برگ‌های Stachys parviflora استخراج کردند. برای مطالعهٔ مقایسه‌ای استخراج فراصوتی و خیساندن، اندام‌های هوایی خشک‌شدهٔ S. parviflora (برداشت‌شده در مرحلهٔ گل‌دهی) آسیاب شدند و به پودری با میانگین اندازهٔ ذرات کمتر از 149µm تبدیل شدند. استخراج از مواد گیاهی در دمای 35°C، در pH طبیعی و با استفاده از متانول (60، 80 و 100 % (v v-1)) به‌عنوان حلال، در بازه‌های زمانی 4، 7 و 10 min انجام شد.
برای استخراج فراصوتی از سونیکاتور پروبی Hielscher مدل UP200Ht (200W, 26kHz) استفاده شد. دامنهٔ دستگاه استخراج فراصوتی UP200Ht روی 100% تنظیم شد. شدت تیمار فراصوتی در دامنهٔ 100% برابر با 21٫8346 Wcm-2 بود.
نتایج تجزیه‌وتحلیل عصارهٔ تولیدشده با فراصوت نشان داد که محتوای کل فلاونوئیدها (TFC) در عصاره‌ها با تیمار فراصوتی به‌صورت خطی افزایش یافت، در حالی که زمان استخراج اثری معکوس بر TFC داشت. بیشترین محتوای کل فلاونوئیدها در مدت فراصوت‌دهی 4min. به دست آمد (t = 4 min).
اسید کافئیک، اسید تانیک، کوئرستین، اسید فرولیک ترانس و اسید رزمارینیک به‌عنوان ترکیبات فنولی اصلی در عصارهٔ تولیدشده با فراصوت شناسایی شدند.
بر اساس تصاویر SEM، به‌وضوح می‌توان دید که فراصوت‌دهی و کاویتاسیون آکوستیکی ناشی از آن قطعاً نقش مهمی در تخریب مؤثر دیوارهٔ سلولی و ساختار مادهٔ گیاهی دارند و ارتعاشات فراصوتی و ریزجریان‌های ناشی از کاویتاسیون، بازده استخراج را افزایش می‌دهند. به‌واسطهٔ این اثرات ناشی از فراصوت پرتوان، استخراج به کمک فراصوت با آب‌پوشی مواد پکتینی تیغهٔ میانی، فرایند تورم و نرم‌شدن دیواره‌های سلولی را تقویت می‌کند. در نتیجه، ماتریس سلول‌های گیاهی از هم می‌پاشد و به دنبال آن، متابولیت‌های زیست‌فعال بسیار سریع‌تر و کارآمدتر از سایر روش‌های متداول استخراج آزاد می‌شوند. تصاویر SEM کارایی استخراج فراصوتی ترکیبات فنولی را نشان می‌دهند. فراصوت‌دهی، به‌عنوان روشی ملایم و غیرحرارتی برای استخراج، عصاره‌هایی با فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی و ضدمیکروبی برتر به دست می‌دهد که از عصاره‌های تولیدشده با روش‌های مرسوم استخراج بهتر هستند.
(رجوع کنید به Salarbashi et al., 2016)
کروماتوگرام HPLC عصارهٔ Stachys parviflora که در شرایط بهینه‌شدهٔ استخراج به کمک فراصوت جداسازی شده است
پژوهش و تصویر: ©Salarbashi et al., 2016
- بازده بالاتر
- کیفیت برتر
- استخراج سریع
- حلال دلخواه خود را انتخاب کنید
- بدون تخریب حرارتی
- قابل استفاده برای مواد گیاهی تازه و خشک‌شده
- شرایط قابل‌کنترل با دقت بالا
- مقرون‌به‌صرفه
سونیکاتورهای پیشرفته و پربازده برای استخراج از Stachys parviflora
قابلیت‌های هوشمند سونیکاتورهای Hielscher برای تضمین عملکرد قابل‌اعتماد، نتایج تکرارپذیر و سهولت استفاده طراحی شده‌اند. تنظیمات عملیاتی را می‌توان به‌آسانی از طریق منویی با کاربری آسان مشاهده و انتخاب کرد؛ این منو از طریق نمایشگر لمسی رنگی دیجیتال و کنترل از راه دور با مرورگر در دسترس است. بنابراین، تمام شرایط پردازش، مانند انرژی خالص، انرژی کل، دامنه، زمان، فشار و دما به‌طور خودکار روی کارت SD داخلی ثبت می‌شوند. این قابلیت به شما امکان می‌دهد نوبت‌های پیشین فراصوت‌دهی را بازبینی و مقایسه کنید و استخراج اسانس از Stachys parviflora (باگیبوتی) را برای دستیابی به بیشترین کارایی بهینه سازید.
سامانه‌های Hielscher Ultrasonics در سراسر جهان برای تولید عصاره‌های گیاهی باکیفیت استفاده می‌شوند. سونیکاتورهای صنعتی Hielscher می‌توانند به‌آسانی در دامنه‌های بالا و به‌صورت پیوسته (24/7/365) کار کنند. با سونوتْرودهای استاندارد (پروب‌ها / هورن‌های فراصوتی) می‌توان به‌آسانی دامنه‌هایی تا 200µm را به‌طور پیوسته ایجاد کرد. برای دامنه‌های بالاتر نیز سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی موجود هستند. به‌دلیل استحکام و نیاز اندک به نگهداری، سامانه‌های استخراج فراصوتی ما معمولاً برای کاربردهای سنگین و در محیط‌های کاری دشوار نصب می‌شوند.
برای کسب اطلاعات بیشتر دربارهٔ استخراج فراصوتی از مواد گیاهی، سامانه‌های استخراج فراصوتی ما و قیمت‌ها، همین حالا با ما تماس بگیرید! کارشناسان باتجربهٔ ما با کمال میل دربارهٔ کاربرد موردنظر و نیازهای پردازشی شما با شما گفت‌وگو خواهند کرد!
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد:
| حجم بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی پربازده برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس‌های آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- Salarbashi D.; Attaran Dowom S.; Fazly Bazzaz B.S.; Khanzadeh F.; Soheili V.; Mohammadpour A. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys Parviflora L. Iranian Journal of Basic Medicinal Science 19, 2016. 829-841.
- Majd, Mojtaba; Rajaei, Ahmad; Bashi, Davoud; Mortazavi, Seyyed; Bolourian, Shadi. (2014): Optimization of ultrasonic-assisted extraction of phenolic compounds from bovine pennyroyal (Phlomidoschema parviflorum) leaves using response surface methodology. Industrial Crops and Products 57. 2014. 195–202.
- M. Z. Borhan, R. Ahmad, M. Rusop, S. Abdullah (2013): Green Extraction: Enhanced Extraction Yield of Asiatic Acid from Centella asiatica (L.) Nanopowders. Journal of Applied Chemistry, Vol. 2013.
- 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.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی پربازده را در مقیاس‌های آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.