Kversetiinin ultraääniuutto
Kversetiini on yksi tutkituimmista kasvipolyfenoleista, ja sitä arvostetaan sen antioksidanttisen aktiivisuuden sekä sen ravintolisissä, funktionaalisissa elintarvikkeissa ja nutraseuttisissa valmisteissa olevan merkityksen vuoksi. Koska kversetiini ja sen glykosidit (esim. rutiini ja isokversetiini) ovat herkkiä lämmölle ja hapettumiselle, erittäin puhtaan uutteen tuottaminen edellyttää tehokasta mutta hellävaraista, ei-termistä uuttotekniikkaa. Juuri tässä kversetiinin ultraääniuutto on erinomainen.
Suorituskykyinen ultraäänitekniikka korkealaatuisten kversetiiniuutteiden valmistukseen
Ultraääniavusteisessa uutossa (UAE) käytetään suuritehoista, matalataajuista ultraääntä kasvien soluseinien mekaaniseen hajottamiseen ja aineensiirron huomattavaan tehostamiseen, jolloin kversetiini vapautuu liuottimeen minuuteissa tuntien sijaan. Maseraatioon, Soxhlet-uuttoon tai lämpöön perustuvaan digestioon verrattuna ultraääniuutto tuottaa suurempia saantoja, lyhentää käsittelyaikoja, vähentää tarvittavia liuotinmääriä ja säilyttää bioaktiivisuuden paremmin – mikä tekee siitä houkuttelevan vaihtoehdon laboratorioille, pilottilaitoksille sekä kasvi- ja polyfenoliuutteiden teollisen mittakaavan tuotantoon.
Oletko valmis siirtymään maseraatiosta ja Soxhlet-uutosta nopeaan, hellävaraiseen, ei-termiseen uuttoon? Ota meihin yhteyttä nyt – autamme sinua määrittämään kasvimateriaalillesi sopivan ultraäänijärjestelmän.
Kasvimateriaalin 120L:n ultraäänieräuutto käyttäen ultraäänilaitetta UIP2000hdT
- Ylivertaiset saannot
- Nopea uutto – minuuteissa
- Korkealaatuiset uutteet – hellävarainen, ei-terminen käsittely
- Ympäristöystävälliset liuottimet (vesi, etanoli, metanoli jne.)
- Helppo ja turvallinen käyttö
- Alhaiset investointi- ja käyttökustannukset
- 24/7-käyttö raskaassa kuormituksessa
- Vihreä, ympäristöystävällinen menetelmä
Ultraäänikäsittelyn vaikutukset solurakenteeseen: ultraäänen aiheuttama soluseinien hajotus mahdollistaa kversetiinin ja rutiinin vapautumisen Euonymus alatus -kasvista.
Kuva ja tutkimus: ©Yang ja Zhang, 2008.
Miksi kversetiini vaatii hellävaraisen uuttomenetelmän
Kversetiiniä esiintyy monissa hedelmissä, vihanneksissa ja yrteissä – muun muassa omenoissa, sipuleissa, marjoissa, teessä, viinirypäleissä ja vihreissä lehtivihanneksissa. Polyfenolina/flavonolina se voi hajota pitkäaikaisessa kuumennuksessa, voimakkaasti emäksisissä olosuhteissa tai pitkäaikaisessa kosketuksessa liuottimen kanssa, mikä pienentää saantoa ja heikentää lopullisen uutteen laatua. Hellävarainen, ei-terminen ja lyhytkestoinen menetelmä auttaa siksi säilyttämään sekä uutetun kversetiinin määrän että sen toiminnallisen laadun (antioksidanttikapasiteetin).
Miten kversetiinin ultraääniuutto toimii
Akustisen kavitaation merkitys Voimakas ultraääni muodostaa nesteeseen mikroskooppisia kavitaatiokuplia. Niiden luhistuminen synnyttää paikallisia kuumia pisteitä, leikkausvoimia ja mikrosuihkuja, jotka rikkovat kasvien soluseiniä ja hajottavat kudosmatriiseja. Tämä avaa solun osastot, joihin kversetiini on varastoitunut, ja nopeuttaa sen diffuusiota ympäröivään liuottimeen, jolloin vaikuttava yhdiste vapautuu nopeammin ja täydellisemmin.
Kversetiinin ultraääniuuton tyypillinen prosessin kulku
- Esikäsittely: jauha, leikkaa tai pakastekuivaa kasviraaka-aine (esim. lehdet, kuoret tai siemenet) pinta-alan kasvattamiseksi.
- Liuottimen valinta: valitse ympäristöystävällinen, elintarvikelaatuinen liuotin, kuten vesi, etanoli tai vesi–etanoliseos.
- Ultraäänikäsittely: uuta eräprosessina (sekoittaen) tai jatkuvatoimisessa virtauskennossa 5–30 minuutin ajan.
- Erotus: suodata tai sentrifugoi uute ja ota talteen kversetiinipitoinen neste.
- Väkevöinti / puhdistus: kuivaa, saosta tai puhdista tarvittaessa.
Huomautus: tarkat käsittelyajat, amplitudit ja liuotinsuhteet riippuvat kasvilajista ja kohdematriisista – prosessiasiantuntijamme voivat auttaa sinua optimoimaan prosessiparametrit raaka-aineellesi.
Ultraäänilaite UP200Ht kversetiinin uuttamiseen
Tapaustutkimus: ultraääniavusteinen kversetiinin uutto
Sharifi et al. (2017) ovat osoittaneet, että ultraääniuutto on tehokas ja käytännöllinen menetelmä flavonoidien, kuten kversetiinin, uuttamiseen lääkekasveista. He käyttivät Hielscher UP400St -laitetta (400W, katso kuva vasemmalla) 50%:n amplitudiasetuksella. Retiisin (Raphanus Sativus) lehdet asetettiin metanoliin ja niitä käsiteltiin ultraäänellä 10 min., jolloin kversetiinisaannoksi saatiin 11,8%. Ultraääniavusteisen uuton paremmuus verrattuna perinteisiin tekniikoihin, kuten maseraatioon, Soxhlet-uuttoon ja termiseen digestioon. Ultraääniuuton vahvuuksia ovat suuremmat saannot, huomattavasti lyhyemmät uuttoajat ja pienemmät liuotinmäärät. Ultraääniaaltojen käyttö synnyttää kavitaatiota, joka hajottaa kasvimateriaalin soluseiniä ja edistää aineensiirtoa. Siten ultraääniuutto on perinteisiä menetelmiä tehokkaampi ja soveltuu erinomaisesti kversetiinin uuttamiseen orgaanisista matriiseista. Vaikka ultraääniuutto vaati vain 10 min. – verrattuna maseraation 24hrs:n, termisen digestion 60min.:n ja Soxhlet-uuton 24hrs:n uuttoaikoihin – ultraäänellä uutetun kversetiinin määrä oli suurempi kuin digestiolla, maseraatiolla ja Soxhlet-uutolla saatu määrä.
Ultraääniuutto (UAE) tuottaa huomattavasti suurempia kversetiinisaantoja lyhyemmissä uuttoajoissa verrattuna perinteisiin uuttomenetelmiin.
lähde: Sharifi at al., 2017
Ultraäänilaite UP400ST kasvimateriaalin uuttamiseen
Ultraääniuuttolaitteet
Hielscher Ultrasonics on erikoistunut suorituskykyisten ultraääniprosessorien valmistukseen korkealaatuisten kasviuutteiden tuottamista varten.
Hielscher tarjoaa laajan tuotevalikoiman pienistä, tehokkaista laboratorioultraäänilaitteista kestäviin pöytälaitteisiin ja täysin teollisiin järjestelmiin, jotka tuottavat voimakasta ultraääntä bioaktiivisten aineiden tehokkaaseen uuttamiseen ja eristämiseen (esim. polyfenolit, gingeroli, piperiini, kurkumiini jne.). Kaikissa ultraäänilaitteissa 200 watista 16 000 wattiin on värinäyttö digitaalista ohjausta varten, integroitu SD-kortti automaattista tietojen tallennusta varten, selainpohjainen etäohjaus ja monia muita käyttäjäystävällisiä ominaisuuksia. Sonotrodit ja virtauskennot (väliaineen kanssa kosketuksissa olevat osat) voidaan autoklavoida, ja ne on helppo puhdistaa. Kaikki ultraäänilaitteemme on suunniteltu 24/7-käyttöön, ne tarvitsevat vain vähän huoltoa ja ovat helppoja ja turvallisia käyttää.
Digitaalinen värinäyttö mahdollistaa ultraäänilaitteen käyttäjäystävällisen ohjauksen, jolloin prosessia voidaan säätää tarkasti. Järjestelmämme pystyvät tuottamaan amplitudeja matalista aina erittäin korkeisiin asti. Polyfenolien, kuten kversetiinin, uuttamiseen tarjoamme erityisiä ultraäänisonotrodeja (joita kutsutaan myös ultraäänisondeiksi tai -torviksi), jotka on optimoitu korkealaatuisten vaikuttavien aineiden hellävaraiseen eristämiseen. Ultraäänilaitteiden (Hielscher) kestävyys mahdollistaa 24/7-käytön raskaassa kuormituksessa ja vaativissa ympäristöissä.
Ultraääniprosessin parametrien tarkka hallinta varmistaa toistettavuuden ja prosessin standardoinnin.
Suuritehoiset ultraääniprosessorit laboratoriomittakaavasta pilottimittakaavaan ja teolliseen mittakaavaan.
Usein kysyttyjä kysymyksiä kversetiinin ultraääniuutosta
Mitä kversetiini on?
Kversetiiniä, joka on kasveissa esiintyvä flavonoli (polyfenolien flavonoidiryhmän alaryhmä), esiintyy monissa hedelmissä, vihanneksissa ja lehdissä. Kversetiinin luonnollisia lähteitä ovat omenat, paprikat, punaviini, tummat kirsikat ja marjat (pensasmustikat, mustikat, karhunvatukat ja muut), tomaatit, ristikukkaiset vihannekset, kuten parsakaali, kaali ja idut; vihreät lehtivihannekset, kuten pinaatti ja lehtikaali; sitrushedelmät, kaakao, karpalot, täysjyväviljat, kuten tattari, parsa, kaprikset, punasipulit, oliiviöljy, musta ja vihreä tee, pavut ja palkokasvit; yrtit, kuten salvia, amerikanmustaselja, mäkikuisma ja neidonhiuspuu.
Mitä liuottimia kversetiinin ultraääniuutossa käytetään?
Ympäristöystävällisiä, elintarvikelaatuisia liuottimia, kuten vettä, etanolia, metanolia tai vesi–etanoliseoksia, käytetään yleisesti.
Miksi kversetiinille tarvitaan hellävarainen uuttomenetelmä?
Koska kversetiini on herkkä bioaktiivinen yhdiste, sen hajoamisen estämiseksi tarvitaan tehokas mutta hellävarainen tekniikka, kun valmistetaan korkealaatuista uutetta elintarvikkeiden lisäaineisiin ja ravintolisiin. Ultraääniuutto on hellävarainen, ei-terminen, puhtaasti mekaaninen menetelmä, jolla saadaan suuria määriä kversetiiniä hyvin lyhyessä uuttoajassa.
Miten ultraääniuutto toimii?
Ultraääniuutto perustuu akustiseen kavitaatioon, joka hajottaa kasvimateriaalin soluseiniä ja edistää aineensiirtoa vapauttaen bioaktiivisia yhdisteitä, kuten polyfenoleja, kversetiiniä ja antioksidantteja. Tämä tekee ultraäänikäsittelystä suositun menetelmän herkkien kasviyhdisteiden eristämiseen.
Mitkä ovat kversetiinin ultraääniuuton tärkeimmät edut?
Keskeisiä etuja ovat ylivertaiset saannot, nopea uutto minuuteissa, korkealaatuiset, hellävaraisella ja ei-termisellä menetelmällä tuotetut uutteet, ympäristöystävällisten liuottimien (vesi, etanoli, metanoli jne.) käyttö, helppo ja turvallinen käyttö, alhaiset investointi- ja käyttökustannukset sekä mahdollisuus 24/7-käyttöön raskaassa kuormituksessa. Menetelmä on myös vihreä ja ympäristöystävällinen.
Onko ultraääniuutto toistettavissa ja soveltuuko se teolliseen mittakaavaan?
Kyllä. Ultraääniprosessin parametrien tarkka hallinta varmistaa toistettavuuden ja prosessin standardoinnin. Hielscher tarjoaa erityisiä sonotrodeja, jotka on optimoitu korkealaatuisten vaikuttavien aineiden hellävaraiseen eristämiseen ja jotka tukevat mittakaavan kasvattamista laboratoriosta pilotti- ja teolliseen tuotantoon.
Millaisia terveyshyötyjä kversetiiniin liitetään?
Kversetiiniglykosideja (kuten isokversetiiniä) ja niihin liittyviä flavonoideja on kuvattu viruksia, mikrobeja, tulehdusta ja allergioita torjuviksi aineiksi, jotka voivat vaikuttaa myönteisesti eläinten ja ihmisten eri solutyyppeihin. Kversetiini voi auttaa vähentämään tulehdusta, torjumaan allergioita, tukemaan sydämen terveyttä, lievittämään kipua, mahdollisesti parantamaan kestävyyttä, torjumaan syöpää sekä suojaamaan ihon ja maksan terveyttä.
Kirjallisuus/lähteet
- Sharifi, Niusha; Mahernia, Shabnam; Amanlou, Massoud (2017): Eri menetelmien vertailu kversetiinin uuttamisessa Raphanus sativus L. -kasvin lehdistä. Pharmaceutical Sciences March 2017, 23, 59–65.
- Anaya-Esparza, Luis Miguel; Ramos-Aguirre, Dení; Zamora-Gasga, Víctor Manuel; Yahia, Elhadi; Montalvo-González, Efigenia (2018): Fenoliyhdisteiden ultraääniavusteisen uuton optimointi Justicia spicigera -kasvin lehdistä. Food Science and Biotechnology 27, 2018. 1093–1102.
- Wang, L., Li, Z., Huang, J. et al. (2022): Ultraääniavusteisen uuton vaikutus polyfenolien uuttamiseen omenankuorista vesi–CO2-järjestelmissä. Food Bioprocessing Technology 15, 2022. 1157–1167.
- Lucas-González R., Viuda-Martos M., Pérez-Álvarez J.Á., Fernández-López J.(2024): Taatelipalmun siementen (poly)fenolien ultraääniavusteiseen uuttoon vaikuttavien tekijöiden seulonta. Frontiers in Chemistry, vuosikerta 12, 2024.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Arvokkaiden yhdisteiden ultraääniavusteisen uuton optimointi Melia azedarach -kasvin hedelmistä käyttäen glyseroli–koliinikloridipohjaista syväeutektista liuotinta. Sustainable Chemistry and Pharmacy, vuosikerta 29, 2022.