استخراج ترپن توسط اولتراسونیک
استخراج ترپن مافوق صوت ثابت شده است به بازده بالایی از ترپن کاریوفیلن اکسید, به عنوان مثال،. از شاهدانه و رازک. اکسید کاریوفیلن ترپنی است که در شاهدانه، رازک، فلفل، ریحان و رزماری یافت می شود. به عنوان یک ترکیب فعال، ترپن استخراج شده کاریوفیلن اکسید به عنوان افزودنی طعم دهنده و مکمل سلامت استفاده می شود.
استفاده از اکسید کاریوفیلن استخراج شده
اکسید کاریوفیلن با بو و طعم معطر (یعنی گیاهان) متمایز می شود. به دلیل بو و طعم معطر شدید، اغلب به عنوان یک افزودنی طعم دهنده در غذاها و همچنین یک جزء عطر استفاده می شود. علاوه بر این، همچنین قابلیت اتصال با گیرنده های CB2 غدد درون ریز در بدن انسان را دارد که آن را به یک جزء دارویی جالب تبدیل می کند.
استخراج التراسونیک از اکسید کاریوفیلن
استخراج التراسونیک از ترپن کاریوفیلن اکسید یک روش عالی برای تولید بازده بالا است، به عنوان مثال از شاهدانه و رازک. درباره کاویتاسیون آکوستیک بیشتر بخوانید، اصل فعال استخراج اولتراسونیک!
به عنوان مثال، اکسید β-کاریوفیلن به صورت اولتراسونیک با دستگاه اولتراسونیک استخراج شد UP100H (100 وات، 30 کیلوهرتز) از جوانه های رازک خشک.
داده های آنالیز GC بازده استخراج β-کاریوفیلن اکسید استخراج شده با هیلشر را نشان می دهد UP100H از رازک.
UP400St – پردازنده اولتراسونیک قدرتمند 400 وات برای استخراج ترپن با همزن
تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی عصاره رازک اولتراسونیک: اکسید β-کاریوفیلن ، α-کاریوفیلن ، α-پینن ، میکرن ، لیمونن ، α-کاریوفیلن و اکسید کاریوفیلن و دیگران.
علاوه بر β-کاریوفیلن اکسید، ترپن های دیگری مانند α-کاریوفیلن، α-پینن، میکرن، لیمونن و α-کاریوفیلن در میان سایر ترپن ها با موفقیت استخراج شدند.
چگونه ترپن ها از گیاهان با استفاده از سونوگرافی نوع پروب استخراج می شوند؟ یک دستورالعمل گام به گام!
- ابتدا مواد گیاهی آسیاب می شوند یا به قطعات کوچک خرد می شوند تا سطح استخراج افزایش یابد.
- سپس مواد گیاهی با یک حلال (مانند اتانول یا آب) مخلوط می شوند تا ترپن ها استخراج شوند.
- سونوگرافی نوع پروب سپس به منظور حمایت از فرآیند استخراج با استفاده از شدت بالا، امواج اولتراسوند با فرکانس پایین در حدود استفاده می شود. این باعث ایجاد حفره صوتی و لرزش سریع حلال می شود که باعث تجزیه و اختلال سلولهای گیاهی و آزاد شدن ترپن ها می شود.
- سپس مخلوط فیلتر می شود تا مواد گیاهی جامد از مایع حاوی ترپن های استخراج شده جدا شود.
- سپس مایع تبخیر می شود یا تحت پردازش بیشتر قرار می گیرد تا حلال از بین برود و ترپن ها متمرکز شود.
- محصول نهایی عصاره غنی از ترپن است که می تواند در کاربردهای مختلف مانند مکمل های غذایی، غذاهای فراسودمند و لوازم آرایشی استفاده شود.
پروتکل استخراج ترپن التراسونیک
رازک ها با یک آسیاب قهوه معمولی آسیاب شدند تا اندازه ذرات همگن تری از نمونه رازک به دست آید.
4.5 میلی گرم رازک در یک ویال قرار داده شد و سپس 5 میلی لیتر اتانول اضافه شد. ویال برای اتلاف گرما در یک لیوان با آب یخ قرار داده شد. سپس، نمونه با یک فراصوت شد UP100H، مجهز به سونوترود MS7، در تنظیم دامنه 50٪ به مدت 90 ثانیه.
تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی عصاره رازک اولتراسونیک:
فراصوت انتقال جرم بالا بین ماتریس سلولی و حلال را تضمین می کند، به طوری که در نتیجه بازده بسیار بالایی از عصاره با کیفیت بالا به دست می آید.
- عصاره ترپن با کیفیت بالا (بدون تخریب حرارتی)
- بازده بالا
- روش سریع
- بازگشت سرمایه سریع
- حلال های ملایم تر
- استفاده کمتر از حلال
- ایمن و آسان برای کار
- تعمیر و نگهداری کم
- استخراج ترپن سبز و سازگار با محیط زیست
استخراج ترپن مافوق صوت متمایز به عنوان یک روش استخراج سبز, که اجازه می دهد تا برای سرعت بخشیدن به روش استخراج ترپن به طور قابل توجهی در حالی که نیاز به انرژی کمتر از سایر روش های استخراج معمولی (به عنوان مثال،. CO2 فوق بحرانی, Soxhlet و غیره). مزایای دیگر مرتبط با استفاده از استخراج مافوق صوت ترپن ها دست زدن آسان به استخراج مافوق صوت، فرآیند سریع، بدون ضایعات شیمیایی، عملکرد بالا، سازگار با محیط زیست، کیفیت افزایش یافته با توجه به شرایط پردازش خفیف و جلوگیری از تخریب حرارتی.
استخراج التراسونیک برای ترپن ها
جدول زیر به شما نشان می دهد که دستگاه اولتراسونیک ممکن است مناسب ترین برای نیازهای استخراج ترپن خود را.
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000 |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
هموژنایزرهای اولتراسونیک با قدرت بالا از آزمایشگاه تا مقیاس صنعتی.
ادبیات/منابع
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
حقایقی که ارزش دانستن دارند
کاریوفیلن
کاریوفیلن یا (-)-β-کاریوفیلن، یک سسکوئیترپن دو حلقه ای طبیعی است که در بسیاری از روغنهای اساسی یافت می شود. گیاهان زیر به عنوان منبع خوبی از کاریوفیلن شناخته می شوند: شاهدانه، کنف (شاهدانه ساتیوا) ، زیره سیاه (Carum nigrum) ، میخک (Syzygium aromaticum) ، رازک (Humulus lupulus) ، ریحان (Ocimum spp.) ، پونه کوهی (Origanum vulgare) ، فلفل سیاه (Piper nigrum)، اسطوخودوس (Lavandula angustifolia)، رزماری (Rosmarinus officinali، و روغن کوپایبا (Copaifera spp.). β-کاریوفیلن یک فیتوکانابینوئید با میل قوی به گیرنده کانابینوئید نوع 2 (CB 2) است، اما گیرنده کانابینوئید نوع 1 (CB 1) نیست.
کاریوفیلن اکسید
اکسید کاریوفیلن (همچنین اکسید β-کاریوفیلن) مشتق اکسیداسیون β-کاریوفیلن است و یک پودر جامد کریستالی سفید با نقطه ذوب تقریبا 62 درجه سانتیگراد است.
آن را برای ضد التهابی آن ارزش است, بی حسی موضعی, و اثرات آنتی اکسیدانی. تحقیقات اولیه نشان می دهد که کاریوفیلن اکسید ممکن است یک داروی بالقوه برای درمان سرطان نیز باشد. اکسید کاریوفیلن بخشی از حلقه سیکلوبوتان است که در حال حاضر در تحقیقات پزشکی به منظور سنتز داروی شیمی درمانی پرکاربرد کربوپلاتین استفاده می شود.
اکسید کاریوفیلن که در آن الفین کاریوفیلن به اپوکسید تبدیل شده است، یک جزء تایید شده برای طعم دهنده مواد غذایی است.
هر دو β-کاریوفیلن و β-کاریوفیلن اکسید حلالیت کمی در آب از خود نشان می دهند که مانع جذب آنها به سلول می شود. برای استفاده از این sesquiterpenes به عنوان داروهای دارویی و یا مکمل های تغذیه ای, کپسوله سازی به لیپوزوم ها غلبه بر حلالیت ضعیف این sesquiterpenes در مایعات آبی و اطمینان از فراهمی زیستی و فعالیت زیستی. اینجا را کلیک کنید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کپسوله سازی اولتراسونیک از ترکیبات فعال زیستی!
کاریوفیلن اکسید در شاهدانه
در گیاه شاهدانه، اکسید کاریوفیلن به صورت سسکوئیترپن یافت می شود که از سه واحد ایزوپرن تشکیل شده است. اکسید کاریوفیلن یکی از بزرگترین و فراوان ترین ترپن ها در گیاه شاهدانه است و مسئول عطر و بوی متمایز شاهدانه است. استخراج التراسونیک با موفقیت برای تولید استفاده می شود روغن های کانابیدیول با طیف کامل، به طوری که اثر اطرافیان ترکیبات منیفولد داده می شود.
کاویتاسیون التراسونیک برای استخراج
هنگامی که امواج اولتراسوند با قدرت بالا به مایع وارد می شوند، چرخه های فشرده سازی و انبساط (نادرسازی) در سیال رخ می دهد. در طول کشش کمیاب ، حفره ها یا به اصطلاح حباب های کاویتاسیون در مایع تولید می شوند. این حباب های کاویتاسیون که حباب های خلاء کوچکی هستند، زمانی رخ می دهند که فشار منفی اعمال می شود، به طوری که بر استحکام کششی موضعی مایع غلبه می شود. حباب های خلاء در طی چندین چرخه فشرده سازی / نادر رشد می کنند تا زمانی که نتوانند انرژی بیشتری را جذب کنند و حباب کاویتاسیون دچار فروپاشی انفجاری sn شود. این پدیده به کاویتاسیون معروف است. بر اساس تحقیقات پروفسور سوسلیک (1990)، در کاویتاسیون حباب ها شرایط شدید با دمای تا 5000 کلوین، فشارهای 1000 اتمسفر، نرخ گرمایش-سرمایش بالای 1010 کیلوین بر ثانیه و جت های مایع با سرعت تا 280 متر بر ثانیه حاکم هستند که به صورت نیروی برشی و تلاطم های بسیار بالا در ناحیه کاویتاسیون ظاهر می شوند. ترکیب این عوامل (فشار، گرما، برشی و تلاطم) برای تسریع انتقال جرم در فرآیند استخراج استفاده می شود. علاوه بر این، این شرایط محلی نیز در فرآیندهای اولتراسونیک مانند همگن سازی، امولسیون یا پراکندگی استفاده می شود.
استخراج التراسونیک بر اساس کاویتاسیون صوتی و نیروهای برشی هیدرودینامیکی آن است
استخراج التراسونیک از ترپن ها
اصل استخراج اولتراسونیک بر اساس دو اثر است که زمانی که امواج اولتراسوند با قدرت بالا زوج به مایع یا دوغاب تولید می شوند:
ابتدا حلال (محیط مایع اطراف) به داخل ماتریس سلول رانده می شود. بسته به دامنه و قدرت کاویتاسیون، دیواره سلولی در اثر فشار مایع سوراخ یا مختل می شود.
ثانیا، در طول چرخه نادر، محتوای سلول (یعنی مواد داخل سلولی) از سلول داخلی خارج می شود. پس از استخراج اولتراسونیک، ترکیبات مورد نظر در حلال هستند و می توانند از حلال جدا شوند (به عنوان مثال با تبخیر حلال) به طوری که در نهایت عصاره خالص به دست آمده است.
ترکیب مواد اولیه (مانند رطوبت، درجه خیساندن / فرز و اندازه ذرات، و حلال انتخاب شده عوامل بسیار مهمی به منظور به دست آوردن یک فرایند استخراج مافوق صوت کارآمد و موثر هستند. پارامترهای فرآیند مافوق صوت نیز ضروری هستند: دامنه، فشار، دما و زمان فراصوت باید برای بهترین نتایج ایجاد و بهینه سازی شوند.