Ultrasonication ylittää muut uuttomenetelmät nopeudella
Ultraääniuuton nopea menettely ja siitä johtuva ajansäästö uutteen tuotannossa ovat yksi monista bioaktiivisten yhdisteiden ultraääniuuton eduista kasveista. Ultraääniuuttoa on tieteellisesti verrattu vaihtoehtoisiin uuttotekniikoihin, kuten ylikriittiseen CO2-uuttoon, maserointiin, lämpörefluksointiin, Soxhletiin tai mikroaaltouuttoon, ja tutkimustulokset osoittavat ultrasonicationin merkittävän edun uuttonopeuden ja saannon suhteen.
Ultrasonication nopeana uuttomenetelmänä
Bioaktiivisten yhdisteiden ultraääniuutto on tunnettu sen korkeasta saannosta, korkealaatuisista uutteista, lyhyestä uuttoajasta, alhaisesta energiankulutuksesta ja kyvystä työskennellä erittäin mietojen liuottimien kanssa. Kaikki nämä tekijät edistävät bioaktiivisten ainesosien ultraääniuuton poikkeuksellista yleistä tehokkuutta kasvimateriaaleista.
Alla on valikoima tieteellisiä tutkimusraportteja, joissa ultraääniuutto (myös ultraääniavusteinen uuttaminen / UAE) verrattiin muihin uuttotekniikoihin, kuten maserointiin, Soxhletiin, lämpörefluksointiin, ylikriittiseen CO:hon2ja mikroaaltouunin uuttaminen.
Ultraäänilaite UP400St kasvitieteellisten aineiden nopeaan uuttamiseen erätilassa
| Uuttamisen sovellus | Ultraääniuuttoaika | Vaihtoehtoisen uuttomenetelmän aika | Lisätietoja | Lähde |
|---|---|---|---|---|
| Antosyaniiniuutto myrttimarjoista | 5 min | 15 minuuttia mikroaalto |
ultraäänilaite UP200S | Gonzalez et ai., 2019 |
| Boldo jättää uuton | 5-30 min | 15-90 min maserointi |
Ultrasonicator UIP1000hdT "Voimme nähdä, että 5 - 30 minuutin sonikaatiosta saanto vastaa tavanomaisen maseraation saantoa 15 - 90 minuutissa: UAE vaatii kolmanneksen ajasta lehtien liukoisen materiaalin uuttamiseen tavanomaisessa maseroinnissa." |
Petigny et ai., 2013 |
| Fenolien ja flavonoidien uuttaminen salviasta | 11 min | 30 min tavanomainen uuttaminen vesihauderavistimella 60 ºC:ssa |
ultraääniuuttimet UP100H, UP400S |
Dent et ai., 2015 |
| Oliivinlehtien polyfenolien uuttaminen | 21 min | 60min tavanomainen lämpö-palautusjäähdytysuutto |
ultraäänilaite UP400S | Dobrinčić et ai., 2020 |
| Bioaktiivisten fenolien uuttaminen Malva sylvestris -lehdistä | 49 minuuttia 48 °C 110 W:n teholla |
5 h sekoitetun sängyn poisto nopeudella 150 rpm |
ultraäänilaite UP200S HPLC-analyysi paljasti, että bioaktiivisten fenolien pitoisuus nousi merkittävästi (p≺0,05) alle optimaalisen UAE olosuhteet. |
Bimakr et ai., 2017 |
| Lipidien uuttaminen talvimelonin (Benincasa hispida) siemenistä | ∼36 min | Ylikriittinen hiilidioksidiuutto yhdistettynä paineenvaihtelutekniikkaan (SCE-PST) (∼50 min), ylikriittinen CO2 (∼97 min) ja tavanomainen Soxhlet-uutto (∼360 min) | Ylikriittisen hiilidioksidin (sCO2), ultraääniavusteinen uutto (UAE), ylikriittinen hiilidioksidiuutto yhdistettynä paineenvaihtelutekniikkaan (SCE-PST) ja Soxhlet-louhinta osoittaa, että Yhdistyneet arabiemiirikunnat on tehokkain ja nopein uuttotekniikka. | Bimakr et ai. (2015) |
Ylikriittisen hiilidioksidin (sCO2), ultraääniavusteinen uutto (UAE), ylikriittinen hiilidioksidiuutto yhdistettynä paineenvaihtelutekniikkaan (SCE-PST) ja Soxhlet-poiminta osoittaa, että UAE on tehokkain ja nopein uuttotekniikka.
- Korkea uuttotehokkuus
- Ylivoimainen uuttotuotto
- Nopea prosessi
- Matalat lämpötilat
- Soveltuu termolabiilien yhdisteiden uuttamiseen
- Yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa
- Alhainen energiankulutus
- Vihreä uuttotekniikka
- Helppo ja turvallinen käyttö
- Alhaiset investointi- ja käyttökustannukset
- 24/7 käyttö raskaassa käytössä
Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet yhdisteiden ilmaiseen eristämiseen
Hielscherin huipputekniset ultraäänilaitteet mahdollistavat korkealaatuisten biomolekyylien nopean uuttamisen kasveista. Prosessiparametrien, kuten amplitudin, lämpötilan, paineen ja syötetyn energian, täysi hallinta mahdollistaa tehokkaimmat ja lievimmät uutto-olosuhteet, jolloin saadaan vahingoittumattomia, erittäin bioaktiivisia uutteita. Ultraääniuuttoparametrien, kuten raaka-aineen hiukkaskoon, liuotintyypin, kiinteän aineen ja liuottimen 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 erinomaiseen uutteen laatuun.
Kaiken kaikkiaan edut, kuten korkea saanto, lyhyt uuttoaika, alhainen uuttolämpötila ja pienemmät liuotinvaatimukset, tekevät sonikaatiosta edullisen uuttomenetelmän.
Ultrasoniction ylittää mikroaaltouunin antosyaniiniuutossa myrttimarjoista. Sonikaatio on kolme kertaa nopeampi kuin mikroaaltouunin uuttaminen.
Ultraääni- ja tavanomaisen vertailu vesihauderavistimeen osoittaa, että salviasta peräisin olevien fenolien ja flavonoidien uuttoaika on merkittävästi lyhentynyt, kun käytetään ultraääniuuttoa. Ultraääniuutto vaatii vain kolmanneksen uuttoajasta vesihauteen ravistimella.
Ultraääniuutto: perustettu laboratoriossa ja teollisuudessa
Ultraääniuuttoa käytetään laajalti minkä tahansa bioaktiivisen yhdisteen uuttamiseen kasvitieteellisistä, sienistä, levistä, bakteereista ja nisäkässoluista. Ultraääniuutto on perustettu yksinkertaiseksi, kustannustehokkaaksi ja erittäin tehokkaaksi, joka ylittää muut perinteiset uuttotekniikat suuremmilla uuttosaannoilla ja lyhyemmällä käsittelykestolla.
Kun laboratorio-, penkki- ja täysin teolliset ultraäänijärjestelmät ovat helposti saatavilla, ultraääniuutto on nykyään vakiintunut ja luotettava tekniikka. Hielscherin ultraääniuuttimet asennetaan maailmanlaajuisesti teollisiin jalostuslaitoksiin elintarvike- ja lääkelaatuisten bioaktiivisten yhdisteiden tuottamiseksi.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.
Kirjallisuus / Viitteet
- 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.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Ultraääniuuton toimintaperiaate
Ultraääniuutto on laajalti käytetty menetelmä bioaktiivisten komponenttien eristämiseksi ja erottamiseksi kasvimateriaaleista. Koska sonikaatio on yhteensopiva minkä tahansa liuottimen kanssa, ultraääniuuttomenetelmä voidaan suunnitella optimaalisesti bioaktiivisten yhdisteiden (eli kohdennettujen yhdisteiden), niiden napaisuuden, liukoisuuden, lämpöherkkyyden ja muiden tekijöiden suhteen. Sonikaatioprosessin mukauttaminen erityisesti tiettyyn yhdisteeseen tai erilaisiin yhdisteisiin voidaan valita ihanteellisin asetus, jotta saadaan poikkeuksellisen korkealaatuinen ote.
Nesteeseen tai lietteeseen kytketyt ultraääniaallot aiheuttavat voimakasta tärinää ja akustista kavitaatiota. Akustinen eli ultraäänikavitaatio määräytyy paikallisesti esiintyvien erittäin korkeiden paine-erojen, leikkausvoimien ja nestesuihkujen avulla. Nämä voimat rikkovat soluseinät, häiritsevät kasvisoluja ja tehostavat massansiirtoa solun sisäosan ja liuottimen välillä. Näin bioaktiiviset ainesosat vapautuvat tehokkaasti ympäröivään liuottimeen, josta kohdemolekyylit voidaan helposti eristää ja puhdistaa (esim. roottorihaihduttamalla, höyrytislaamalla tai HPLC).
Ultraääniuutto kasvisoluista: mikroskooppinen poikittainen osa (TS) osoittaa vaikutusmekanismin ultraääniuuton aikana soluista (suurennus 2000x)
[lähde: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.