Polyfenolien ultraääniuutto baggibutista (Stachys parviflora)

Baggibuti-kasvin (Stachys parviflora L.) uutteita arvostetaan rohdosvalmisteina, joita käytetään kouristusten, nivelkivun, epilepsian, kaatumataudin ja drakunkuliaasin hoitoon. Ultraääniuuttimia käytetään menestyksekkäästi polyfenolien ja muiden fytokemikaalien eristämiseen Stachys parviflora -kasvista.

Mikä tekee ultraääniuutosta ylivertaisen? – Tehoultraäänen toimintaperiaate ja edut

Kun kasveista halutaan eristää bioaktiivisia yhdisteitä (eli fytokemikaaleja ja sekundaarisia metaboliitteja), kasvimateriaalin solurakenteet on hajotettava kohdeyhdisteiden vapauttamiseksi. Ultraääniuutto on erittäin tehokas menetelmä kasvien (esim. Stachys parviflora, yrtit jne.) sisältämien fytokemikaalien koko määrän eristämiseen nopealla uuttoprosessilla. Suuritehoinen ultraääni synnyttää voimakkaita kavitaatiovaikutuksia, häiriöitä / turbulenssia ja nopeita nestevirtauksia. Nämä ultraäänen synnyttämät voimat edistävät solujen hajotusta ja sekoittumista makro- ja mikrotasolla. Lisäksi liuottimen tunkeutuminen, bioaktiivisten yhdisteiden liukeneminen ja aineensiirto paranevat merkittävästi. Tämä tekee ultraääniavusteisesta uutosta erittäin tehokasta, jolloin saadaan erinomaiset uuttosaannot lyhyessä prosessiajassa.

Baggibutin (Stachys parviflora) fytokemikaalien hyödyt

Stachys parviflora L., joka tunnetaan yleisesti nimellä ”Baggibuti”, on Lamicae-ryhmään kuuluva laji. Stachys parviflora -kasvin yhdisteitä, kuten iridoideja, flavonoideja, fenolihappoja ja diterpenoideja, on raportoitu sekundaarisina metaboliitteina, ja ne tunnetaan munuaistulehdusta ja tulehdusta ehkäisevistä, vapaita radikaaleja sitovista ja antimikrobisista ominaisuuksistaan.

Bioaktiivisten yhdisteiden ultraääniuutto baggibutista (Stachys parviflora)

Ultraääniuutto, joka tunnetaan myös ultraääniavusteisena uuttona (UAE), on tieteellisesti todennettu ja teollisesti vakiintunut tekniikka bioaktiivisten yhdisteiden, kuten polyfenolien, flavonoidien, terpeenien ja monien muiden sekundaaristen metaboliittien, eristämiseen kasveista.

Baggibutin (Stachys parviflora) uutto: toimintaperiaate ja menetelmäohje

Ultraääniuutto on hellävarainen, ei-terminen mutta erittäin tehokas uuttotekniikka, joka perustuu yksinomaan mekaanisiin voimiin. Näin herkät kasviyhdisteet suojataan lämpöhajoamiselta, mutta ultraäänikäsittelyllä saavutettavat uuttosaannot ovat poikkeuksellisen suuria ja uutteiden laatu on erinomainen.

Suuritehoinen ultraääni uutossa

Matalataajuisen ja suuri-intensiteettisen ultraäänen uuttoa tehostava mekanismi perustuu pääasiassa akustiseen kavitaatioon. Kun kavitaatiokuplat luhistuvat kasvimateriaalin pinnalla, eroosio ja sonoporaatio rikkovat kasvisolujen (kuten Stachys parviflora -kasvin solujen) matriisin. Tämä tuhoaa solurakenteen ja vapauttaa solunsisäisiä aineita, kuten polyfenoleja ja muita fytokemikaaleja. Näin tehostunut aineensiirto helpottaa molekyylien, kuten proteiinien, lipidien ja fytokemikaalien, vapautumista.
Ultraäänen synnyttämät leikkausvoimat parantavat liuottimen tunkeutumista kasvimateriaalin solumatriisiin sekä solukalvojen läpäisevyyttä. Nämä tehoultraäänen mekanismit saavat aikaan merkittävän prosessin tehostumisen, kun ultraäänikäsittelyä käytetään kasvien uuttoon.

Pyyhkäisyelektronimikroskooppikuva (SEM) Stachys parviflora -kasvin pinnasta: (a) käsittelemätön näyte, (b) maserointi, (c) optimoitu ultraääniavusteinen uutto (UAE) (UP200Ht, käsittelyaika 4 min, 74,5 % suuri intensiteetti ja liuottimen puhtaus 74,2 %)
Tutkimus ja kuva: ©Salarbashi et al., 2016

Menetelmäohje fenolisten yhdisteiden ultraääniuuttoon baggibutista

Salarbashin tutkimusryhmä uutti polyfenolisia yhdisteitä Stachys parviflora -kasvin lehdistä ultraääniuuttimella UP200Ht (200 W, 26 kHz). Ultraääniuuttoa ja maserointia vertailevaa uuttotutkimusta varten S. parviflora -kasvin kuivatut maanpäälliset osat (korjattu kukintavaiheessa) jauhettiin jauheeksi, jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli alle 149 µm. Kasvimateriaalin uutto suoritettiin 35 °C:n lämpötilassa ja luonnollisessa pH:ssa käyttäen liuottimena metanolia (60, 80 ja 100 % (v v-1)) 4, 7 ja 10 min ajan.
Ultraääniuutossa käytettiin Hielscherin anturityyppistä ultraäänilaitetta UP200Ht (200 W, 26 kHz). Ultraääniuuttimen UP200Ht amplitudiksi asetettiin 100 %. Ultraäänikäsittelyn intensiteetti oli 21,8346 Wcm-2 amplitudin ollessa 100 %.
Ultraäänellä tuotetun uutteen analyysitulokset osoittivat, että uutteiden kokonaisflavonoidipitoisuus (TFC) kasvoi lineaarisesti ultraäänikäsittelyn myötä, kun taas uuttoajalla oli päinvastainen vaikutus TFC-arvoon. Suurin kokonaisflavonoidipitoisuus saavutettiin ultraäänikäsittelyn keston ollessa 4 min (t = 4 min).
Ultraäänellä tuotetun uutteen tärkeimmiksi fenolisiksi yhdisteiksi todettiin kahvihappo, tanniinihappo, kversetiini, trans-ferulahappo ja rosmariinihappo.
SEM-kuvista näkyy selvästi, että ultraäänikäsittelyllä ja sen synnyttämällä akustisella kavitaatiolla on kiistatta tärkeä rooli kasvimateriaalin soluseinän ja rakenteen tehokkaassa hajotuksessa ja että ultraäänivärähtelyt ja kavitaation synnyttämät mikrovirtaukset parantavat uuttosaantoa. Näiden tehoultraäänen synnyttämien vaikutusten ansiosta ultraääniavusteinen uutto tehostaa soluseinien turpoamista ja pehmenemistä välilamellin pektiiniaineksen hydratoitumisen kautta. Tämän seurauksena kasvisolujen matriisi hajoaa, mikä puolestaan johtaa bioaktiivisten metaboliittien huomattavasti nopeampaan ja tehokkaampaan vapautumiseen kuin muissa perinteisissä uuttomenetelmissä. SEM-kuvat osoittavat fenolisten yhdisteiden ultraääniuuton tehokkuuden. Hellävaraisena, ei-termisenä uuttomenetelmänä ultraäänikäsittely tuottaa uutteita, joiden antioksidanttinen ja antimikrobinen aktiivisuus ylittää tavanomaisilla uuttotekniikoilla tuotettujen uutteiden aktiivisuuden.
(vrt. Salarbashi et al., 2016)

HPLC-kromatogrammi Stachys parviflora -uutteesta, joka eristettiin optimoiduissa ultraääniavusteisen uuton olosuhteissa
Tutkimus ja kuva: ©Salarbashi et al., 2016

Suorituskykyiset, uusinta tekniikkaa edustavat ultraäänilaitteet Stachys parviflora -kasvin uuttoon

Hielscherin ultraäänilaitteiden älykkäät ominaisuudet on suunniteltu takaamaan luotettava toiminta, toistettavat tulokset ja käyttäjäystävällisyys. Käyttöasetuksia on helppo tarkastella ja säätää intuitiivisesta valikosta, jota voi käyttää digitaalisen värikosketusnäytön ja selaimella toimivan etäohjauksen kautta. Siksi kaikki käsittelyolosuhteet, kuten nettoenergia, kokonaisenergia, amplitudi, aika, paine ja lämpötila, tallennetaan automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille. Näin voit tarkastella ja vertailla aiempia ultraäänikäsittelyjä ja optimoida eteerisen öljyn uuton Stachys parviflora -kasvista (baggibuti) mahdollisimman tehokkaaksi.
Hielscher Ultrasonics -järjestelmiä käytetään maailmanlaajuisesti korkealaatuisten kasviuutteiden valmistukseen. Hielscherin teolliset ultraäänilaitteet toimivat vaivattomasti suurilla amplitudeilla jatkuvassa käytössä (24/7/365). Vakiosonotrodeilla (ultraäänianturit / -torvet) voidaan helposti tuottaa jatkuvasti jopa 200 µm:n amplitudeja. Vielä suurempia amplitudeja varten on saatavilla räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Kestävyytensä ja vähäisen huoltotarpeensa ansiosta ultraääniuuttolaitteistojamme asennetaan yleisesti raskaaseen käyttöön ja vaativiin ympäristöihin.

Ota meihin yhteyttä nyt saadaksesi lisätietoja kasvimateriaalin ultraääniuutosta, ultraääniuuttolaitteistoistamme ja hinnoista! Kokenut henkilökuntamme keskustelee mielellään kanssasi käyttökohteestasi ja käsittelyvaatimuksistasi!

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: