Ultrasonication päihittää muut uuttomenetelmät nopeuden mukaan
Nopea ultraääniuuttomenettely ja siitä johtuvat ajansäästöt uutteen tuotannossa ovat yksi monista bioaktiivisten yhdisteiden ultraääniuuton eduista kasveista. Ultraääniuuttoa on verrattu tieteellisesti vaihtoehtoisiin uuttotekniikoihin, kuten ylikriittiseen CO2-uuttamiseen, maseraatioon, lämpörefluksiin, Soxhletiin tai mikroaaltouunin uuttamiseen ja tutkimustuloksiin, jotka osoittavat ultraäänen merkittävän edun uuttonopeuden ja saannon suhteen.
Ultrasonication nopeana uuttomenettelynä
Bioaktiivisten yhdisteiden ultraääniuutto on tunnettu sen korkeista saantoista, korkealaatuisista uutteista, lyhyestä uuttoajasta, alhaisesta energiankulutuksesta ja kyvystä työskennellä hyvin mietojen liuottimien kanssa. Kaikki nämä tekijät edistävät bioaktiivisten ainesosien ultraääniuuton poikkeuksellista yleistä tehokkuutta kasvimateriaaleista.
Alla on valikoima tieteellisiä tutkimusraportteja, joissa ultraääniuutto (myös ultraääniavusteinen uutto / UAE) verrattiin muihin uuttotekniikoihin, kuten maseraatioon, Soxhlettiin, lämpörefluksiin, ylikriittiseen CO:han,2ja mikroaaltouunin poisto.
ultraäänilaite UP400St kasvitieteellisten aineiden nopeaan uuttamiseen erätilassa
| Uutto-sovellus | Ultraääniuuttoaika | Vaihtoehtoinen uuttomenetelmäaika | Lisätietoja | Lähde |
|---|---|---|---|---|
| Antosyaanin uuttaminen myrttimarjoista | 5 min | 15 min Mikroaaltouuni |
Ultrasonicator UP200S | Gonzalez et ai., 2019 |
| Boldo jätä poisto | 5-30 min | 15-90 min Maseroimalla |
ultraääni UIP1000hdT "Voimme nähdä, että 5-30 minuutin sonikaatiosta saanto vastaa tavanomaisen maseroinnin saantoa 15-90 minuutissa: UAE vaatii kolmanneksen ajasta lehtien liukoisen materiaalin uuttamiseen tavanomaisessa maseraatiossa." |
Petigny et ai., 2013 |
| Fenolien ja flavonoidien kokonaismäärän uuttaminen salviasta | 11 min | 30 min tavanomainen uuttaminen vesihauteen ravistimella 60 °C:ssa |
Ultraäänipuristimet UP100H, Up400s |
Dent et al., 2015 |
| Oliivinlehtipolyfenolien uuttaminen | 21 min | 60 min tavanomainen lämmön refluksiuutto |
ultrasonicator UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Bioaktiivisten fenolien uuttaminen Malva sylvestris -lehdistä | 49 min 48 °C 110 W:ssa |
5 h kiihtynyt sängynpoisto nopeudella 150 rpm |
Ultrasonicator UP200S HPLC-analyysi paljasti, että bioaktiivisten fenolien pitoisuus kasvoi merkittävästi (p≺0,05) optimaalisessa UAE olosuhteet. |
Bimakr et al., 2017 |
| Lipidien uuttaminen talvimelonin (Benincasa hispida) siemenestä | ∼36 min | Ylikriittinen hiilidioksidin uuttaminen yhdistettynä paineenvaihtotekniikkaan (SCE-PST) (∼50 min), ylikriittinen CO2 (∼97 min) ja tavanomainen Soxhlet-uuttaminen (∼360 min) | ylikriittisen hiilidioksidin (sCO) vertailu2), ultraääniavusteinen uuttaminen (UAE), ylikriittinen hiilidioksidin uuttaminen yhdistettynä paineenvaihtotekniikkaan (SCE-PST) ja Soxhlet-uuttaminen osoittavat, että Yhdistyneet arabiemiirikunnat on tehokkain ja nopein uuttotekniikka. | Bimakr et al. (2015) |
ylikriittisen hiilidioksidin (sCO) vertailu2), ultraääniavusteinen uuttaminen (UAE), ylikriittinen hiilidioksidin uuttaminen yhdistettynä paineenvaihtotekniikkaan (SCE-PST) ja Soxhlet-uutto osoittavat, että UAE on tehokkain ja nopein uuttotekniikka.
- Korkea uuttotehokkuus
- Ylivoimaiset louhintatuotot
- nopea prosessi
- Alhaiset lämpötilat
- Soveltuu terilabiiliyhdisteiden uuttaminen
- Yhteensopiva kaikkien liuottimien kanssa
- Alhainen energiankulutus
- Vihreä uuttotekniikka
- Helppo ja turvallinen käyttö
- Alhaiset investointi-ja käyttö kustannukset
- 24/7 käyttö raskaan
Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttolaitteet yhdisteiden nopeaan eristämiseen
Hielscherin huippuluokan ultraäänilaitteet mahdollistavat korkealaatuisten biomolekyylien nopean uuttamisen kasveista. Prosessiparametrien, kuten amplitudin, lämpötilan, paineen ja energiansyötön, täydellinen hallinta mahdollistaa tehokkaimmat ja lievimmät uutto-olosuhteet, jotka tuottavat vahingoittumattomia, erittäin bioaktiivisia uutteita. Ultraääniuuttoparametrien, kuten raaka-aineen hiukkaskoon, liuotintyypin, kiinteän ja liuottimen välisen suhteen ja uuttoajan, optimointi voidaan optimoida korkeimman tehokkuuden ja parhaiden kokonaistulosten saavuttamiseksi. Koska ultraääniuutto on ei-terminen uuttomenetelmä, bioaktiivisten ainesosien lämpöhajoaminen voidaan välttää, mikä johtaa parempaan uutteen laatuun.
Kaiken kaikkiaan edut, kuten korkea saanto, lyhyt uuttoaika, alhainen uuttolämpötila ja alentuneet liuotinvaatimukset, tekevät sonikaatiosta ensisijaisen uuttomenetelmän.
Ultrasoniction ylittää mikroaaltouunin antosyaanin uuttamisessa myrttimarjoista. Sonikaatio on kolme kertaa nopeampi kuin mikroaaltouunin poisto.
Ultraäänen ja tavanomaisen vertailu vesihauteen ravistimella osoittaa merkittävästi lyhennetyn uuttoajan fenolien ja flavonoidien kokonaismäärälle salviasta, kun ultraääniuuttoa käytetään. Ultraääniuutto vaatii vain kolmasosan uuttoajasta vesihauteen ravistimella.
Ultraääniuutto: Perustettu laboratoriossa ja teollisuudessa
Ultraääniuuttoa käytetään laajalti kaikenlaisen bioaktiivisen yhdisteen uuttamiseen kasvitieteellisistä aineista, sienistä, levistä, bakteereista ja nisäkässoluista. Ultraääniuutto on vahvistettu yksinkertaiseksi, kustannustehokkaaksi ja erittäin tehokkaaksi, joka loistaa muut perinteiset uuttotekniikat suuremmilla uutto saannoilla ja lyhyemmällä käsittelyajalla.
Kun laboratorio, penkki-top ja täysin teolliset ultraäänijärjestelmät ovat helposti saatavilla, ultraääniuutto on nykyään vakiintunut ja luotettava tekniikka. Hielscherin ultraääniuuttolaitteet asennetaan maailmanlaajuisesti teollisiin jalostuslaitoksiin elintarvike- ja lääkelaatuisten bioaktiivisten yhdisteiden valmistukseen.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| erätilavuus | Virtausnopeus | Suositeltavat laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000 ml | 20 - 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 - 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 - 100 litraa | 2 - 10 l / min | UIP4000hdT |
| n.a | 10 - 100 l / min | UIP16000 |
| n.a | suuremmat | klusterin UIP16000 |
Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomygenisoijia sovellusten sekoittamiseen, dispersiointiin, emulgointiin ja uuttamiseen laboratoriossa, pilotissa ja teollisessa mittakaavassa.
Kirjallisuus / Referenssit
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- 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.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Tosiasiat, jotka kannattaa tietää
Ultraääniuuton toimintaperiaate
Ultraääniuutto on laajalti käytetty menetelmä bioaktiivisten komponenttien eristämiseksi ja erottamiseksi kasvimateriaaleista. Koska sonikaatio on yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa, ultraääniuuttomenettely voidaan suunnitella optimaalisesti bioaktiivisten yhdisteiden (eli kohdennettujen yhdisteiden), niiden napaisuuden, liukoisuuden, lämpöherkkyyden ja muiden tekijöiden osalta. Sonikaatioprosessin mukauttaminen erityisesti tiettyyn yhdisteeseen tai erilaisiin yhdisteisiin, ihanteellisin asennus voidaan valita poikkeuksellisen korkealaatuisen uutteen saamiseksi.
Nesteeseen tai lietteeseen kytketyt ultraääniaallot luovat voimakkaita värähtelyjä ja akustista kavitaatiota. Akustinen alias ultraääni kavitaatio määräytyy paikallisesti esiintyvien erittäin korkeiden paine-erojen, leikkausvoimien ja nestemäisten suihkujen perusteella. Nämä voimat rikkovat soluseinät, häiritsevät kasvisoluja ja tehostavat massansiirtoa solujen sisätilojen ja liuottimien välillä. Siten bioaktiiviset ainesosat vapautuvat tehokkaasti ympäröivään liuottimeen, josta kohdemolekyylit voidaan helposti eristää ja puhdistaa (esim. roottorin haihduttamalla, höyrytislausella tai HPLC: llä).
Ultraääniuutto kasvisoluista: mikroskooppinen poikittainen osa (TS) näyttää toimintamekanismin ultraääniuuton aikana soluista (suurennus 2000x)
[lähde: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkealaatuisia ultraäänihomygenisoijia laboratorio että teollisen koon mukaan.