מיצוי אולטרסוני של צמחי מרפא איורוודיים
צמחי מרפא ותבלינים מכילים תרכובות פעילות ביולוגית רבות, המשמשות כתרופות וכאמצעי טיפול באיורוודה. סוניקציה היא טכניקת מיצוי עדיפה להפקת תמציות באיכות גבוהה. יתרונות המיצוי האולטרסוני הם תפוקות גבוהות מאוד, מיצוי מהיר וטיפול עדין ולא תרמי, המותיר את התרכובות הפעילות ביולוגית ללא פגע.
מדוע לבחור במיצוי אולטרסוני?
מיצוי אולטרסוני הוא טכניקה עדינה ולא תרמית, המבוססת על קוויטציה. מכשירי הסוניקציה של Hielscher מאפשרים שליטה מדויקת בכל פרמטרי הסוניקציה (כגון משרעת, טמפרטורה, לחץ ועוצמה). כך מובטח שהתרכובות הממוצות אינן מתפרקות במהלך תהליך המיצוי, דבר חיוני למיצוי ולהכנה של טינקטורות רפואיות.
חומרים ביוכימיים המשתחררים באמצעות אולטרסאונד הם באיכות גבוהה ומפגינים זמינות ביולוגית יוצאת דופן. מיצוי בסיוע אולטרסאונד מגדיל את התפוקה ומקצר את זמן המיצוי. יתרונות חשובים נוספים הם טמפרטורות התהליך הנמוכות (כלומר 20℃, טמפרטורה נמוכה משמעותית מזו שבמיצוי מסורתי) והשימוש בממסים ירוקים (כלומר מים ואתנול).
מכשיר הסוניקציה UP400St למיצוי מהיר באצוות של חומרי גלם צמחיים איורוודיים.
פיטוכימיקלים בפורמולציות ננומטריות במוצרים איורוודיים
לקבלת הזמינות הביולוגית הטובה ביותר, תרכובות ממקור צמחי חייבות להיות בגודל מולקולרי כדי להגיע לתאי האדם. פיטוזומים (פרמקוזומים) הם קומפלקסים פרמקולוגיים של פוספוליפידים, שבהם משולבים החומרים הפעילים ביולוגית של צמח המרפא. ניתן להכין פורמולציות של פיטוזומים בצורת תרחיפים, ליפוזומים, תחליבים, מיקרו־פיזורים או ננו־פיזורים מימיים, קרמים, תחליבי טיפוח, ג'לים, גלולות, כמוסות, אבקות, גרגרים או טבליות. באמצעות טכנולוגיית המיצוי והפורמולציה האולטרסונית, ניתן לשלב בקלות בייצור הכנה מיטבית של חומרים בעלי זמינות ביולוגית גבוהה.
עבור צמחי מרפא כגון גדילן מצוי, גינקו בילובה, זרעי ענבים, תה ירוק, עוזרר וג'ינסנג, כבר הוכח מדעית שצורות מינון ננומטריות, בדמות ננו־חלקיקים פולימריים, ליפוזומים, מיצלות, ננו־כדוריות, ננו־כמוסות, ננו־חלקיקים של ליפידים מוצקים וננו־תחליבים, יעילות משמעותית יותר.
- איכות גבוהה
- תפוקה גבוהה
- מיצוי מהיר
- עדין, לא תרמי
- יציבות מוגברת
- תהליך מתוקנן
- בטוח
- קל לתפעול
- CIP / SIP
הכנה אולטרסונית של תכשירים איורוודיים מחזקים
באיורוודה וברפואה האסייתית משתמשים בצמחי מרפא בעיקר בשילוב של תערובות צמחיות מרובות, שהנוסחאות שלהן מתוקננות אך ניתנות להתאמה אישית. פורמולציות כאלה של צמחי מרפא ותבלינים איורוודיים משולבות לעיתים קרובות בתכשיר מחזק מרוכז או בשמן ארומטי, כדי להשיג תרופה יעילה ביותר. (פורמולציה בולטת מאוד היא Triphala, המורכבת מ־Amalaki, Haritaki ו־Bibhitaki).
מלבד תכשירים מחזקים, מכינים מצמחי מרפא ומתבלינים גם משחות תבלינים איורוודיות המשמשות לבישול. משחות תבלינים ורטבים אלה (למשל משחת תבלינים איורוודית, רוטב מסאלה, רטבי צ'אטני וכו') מעניקים לארוחות ארומה נפלאה ובה בעת משמשים כתרופה.
צפו בסרטון שלהלן בהשוואה בין מיצוי אולטרסוני לבין השריה קונבנציונלית של עלי לחך אזמלני טריים במים. סוניקציה מפיקה תמצית לחך אזמלני רבת עוצמה בתוך שניות, וגם צבע התמצית מעיד על הבדל באיכות. בעוד שלתמצית האולטרסונית צבע ירוק עמוק, לתמצית שהושרתה במשך 20 ימים צבע חום־משהו, המצביע על פירוק חמצוני של התרכובות הפעילות ביולוגית.
אולטרסאונד רב־עוצמה למיצוי צמחים
אולטרסאונד בעוצמה גבוהה הוא טכניקת עיבוד נפוצה בתעשיות המזון, הכימיה והתרופות. הומוגניזציה, תחלוב, שימור וכן מיצוי הם תהליכים אופייניים המפיקים תועלת רבה מסוניקציה. סוניקציה משמשת לערבוב מיצים, רטבים ומחיות לשיפור היציבות, למיצוי תרכובות טעם וריח וכן חומרים פעילים ביולוגית כגון פוליפנולים, רב־סוכרים, נוגדי חמצון, ויטמינים ותרכובות אחרות בעלות ערך תזונתי או פעילות פרמקולוגית.
אולטרסאונד רב־עוצמה הוא טכנולוגיה להגברת יעילותם של תהליכים, העולה על שיטות מיצוי מסורתיות כגון השריה, זיקוק במים או Soxhlet בזכות תפוקה גבוהה יותר, קצב מיצוי מהיר יותר, תנאי תהליך מתונים ואיכות גבוהה של התמצית. באמצעות בקרה והתאמה של עוצמת האולטרסאונד ניתן להכין תרופות צמחיות כתרכובות בגדלים תת־מיקרוניים וננומטריים – ולהבטיח את הזמינות הביולוגית הגבוהה ביותר.
לכן, סוניקציה היא הטכניקה המועדפת להכנת תרופות צמחיות איורוודיות מודרניות.
ממצה אולטרסוני UP400St להכנת תמציות מצמחי מרפא איורוודיים.
סטנדרטיזציה של המיצוי
באמצעות מכשירי הסוניקציה של Hielscher ניתן לשלוט במדויק בכל פרמטרי המיצוי החשובים ובגורמים המשפיעים עליו. הדבר מסייע לבסס תהליך מיצוי מתוקנן המאפשר לייצר תמציות אמינות ובאיכות גבוהה באופן עקבי.
ציוד למיצוי אולטרסוני
Hielscher Ultrasonics היא היצרנית המובילה של מערכות למיצוי אולטרסוני. עם אלפי מכשירי מיצוי אולטרסוני המותקנים ברחבי העולם, Hielscher היא השותפה האמינה שלכם לא רק לציוד אלא גם לייעוץ ולפיתוח פרויקטים.
מגוון המוצרים שלנו כולל מערכות אולטרסוניות לנפחי תהליך קטנים ועד גדולים מאוד. אביזרים כגון סונוטרודות שונות (גשושיות / קרניים אולטרסוניות), מגברי משרעת ותאי זרימה מאפשרים ליצור מערך תהליך מיטבי. צוות הטכנאים, מהנדסי התהליך והביוכימאים המנוסה שלנו מייעץ לכם ומלווה אתכם מבדיקת ההיתכנות ועד להגדלת קנה המידה ולהתקנה.
צרו איתנו קשר עכשיו! נשמח לעבוד איתכם על תהליך המיצוי הספציפי שלכם!
UIP1000hdT (1kW) וכן UIP16000 (16kW) הם מכשירי סוניקציה תעשייתיים למיצוי פיטוכימיקלים ותרכובות פעילות ביולוגית באיכות גבוהה.
ספרות / מקורות
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Phytochemical Profiling of Sambucus nigra L. Flower and Leaf Extracts and Their Antimicrobial Potential against Almond Tree Pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
- Cares, M.G. et al. (2010): Ultrasonically assisted Extraction of bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina. Physics Procedia 3, 2010. 169–178.
- Liu, D. et al. (2011): Extraction of polyphenols from grape seeds by unconventional methods and extract concentration through polymeric membrane. ICEF 2011.
- Mason, Th.; Chemat, F.; Vinatoru, M. (2011): The Extraction of Natural Products using Ultrasound or Microwave. Current Organic Chemistry Vol. 15, No. 2, 2011. 237-247.
עובדות שכדאי לדעת
קוויטציה אולטרסונית והשפעותיה על המיצוי
כאשר גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך מועברים לתוך נוזלים או מחיות, מתרחשת קוויטציה. קוויטציה אולטרסונית או אקוסטית היא ה־
קוויטציה אולטרסונית מנקבת ומפרקת דופנות תאים וקרומי תאים, ובכך מגבירה את חדירותם של קרומי התאים ואת פירוקם. נוסף על כך, הממס יכול לחדור לתא ולהעביר שמנים אתריים ותרכובות פעילות ביולוגית מתוך התא אל הממס שסביבו. כך החומרים הביוכימיים הכלואים בתא משתחררים אל הממס שסביבו, ולאחר מכן ניתן להפרידם. מעבר המסה המשופר בין תא הצמח לממס (למשל מים, אלכוהול, אתנול) מאפשר לייצר תמציות בעלות עוצמת פעילות גבוהה.
מיצוי אולטרסוני הוא סוג של מיצוי מוצק–נוזל, וניתן לשלבו עם טכניקות מיצוי אחרות כגון זיקוק במים, Soxhlet, מיצוי בנוזל על־קריטי (SFE), גלי מיקרו וכו', כדי להגדיל את הקיבולת של ציוד המיצוי הקיים ולהפיק תועלת מההשפעות הסינרגטיות של האולטרסאונד. בזכות ביצועיה יוצאי הדופן בשיעור ההשבה / בתפוקת המיצוי, בקצב המיצוי ובאיכות התמצית, סוניקציה היא הטכניקה המודרנית לייצור תרופות צמחיות איורוודיות. מיצוי אולטרסוני משחרר מרכיבים פיטוכימיים בעלי זמינות ביולוגית גבוהה ופעילות נוגדת חמצון. בהשוואה לשיטות ייצור חלופיות, סוניקציה מניבה את התכולות הגבוהות ביותר של פנולים, פלבונואידים, תרכובות שאינן פלבונואידים, כלל הכלורופילים, כלל הקרוטנואידים, טרפנואידים ופיטוסטרולים, ואת יכולת נטרול הרדיקלים הגבוהה ביותר.
„השימוש באולטרסאונד יכול לשפר את תהליך המיצוי באמצעות הגברת מעבר המסה בין הממס לחומר הצמחי. נוסף על כך, קריסת בועות קוויטציה מובילה לפירוק תאים משופר באמצעות היווצרות מיקרו־סילונים עקב קריסה א־סימטרית של בועות בקרבת משטח מוצק. הדבר מאפשר חדירה משופרת של הממס אל גוף הצמח עצמו ויכול גם לפרק דפנות תאים. לפיכך, לשימוש באולטרסאונד למיצוי מצמחים יש יתרונות: מעבר מסה מוגבר, חדירה טובה יותר של הממס, תלות פחותה בממס המשמש בתהליך, מיצוי בטמפרטורות נמוכות יותר, קצבי מיצוי מהירים יותר ותפוקות מוצר גבוהות יותר. מאפיינים אלה הופכים את הסוניקציה לאפשרות אטרקטיבית עבור תהליכי מיצוי רבים, ובהגדלת קנה המידה יש להשתמש בה ביחידת המיצוי עצמה, שבה החומר הצמחי נמצא במגע ישיר עם הממס, למשל במיצוי נוגדי חמצון מרוזמרין.“ [Mason et al. 2011]
השפעות המיצוי האולטרסוני
- דיפוזיה משופרת
- מעבר מסה משופר
- שבירת תאי צמח
- חדירה משופרת של הממס
- האפקט הסונוקפילרי
מיצוי אולטרסוני משמש גם להכנת טינקטורות ספגיריות! למידע נוסף על הכנת טינקטורות ספגיריות בסיוע אולטרסאונד, כולל פרוטוקולים והמלצות!
איורוודה
איורוודה היא הגישה ההוליסטית לבריאות ולרווחה. הפרקטיקה האיורוודית מבוססת על ידע עתיק בדבר יחסי הגומלין בין צמחי מרפא לבריאות, ומשתמשת בתרופות טבעיות. איורוודה ותורת צמחי המרפא קשורות זו בזו באופן הדוק: תכונות רפואיות ותכונות ריפוי של מאות צמחי מרפא, תבלינים וחומרים צמחיים הן חלק ממערכת הריפוי האיורוודית בצמחי מרפא. ניתן ליטול תכשירים מחזקים, שמנים ותערובות איורוודיים לשימוש פנימי כתרופה, כתוסף או כמזון, וכן להשתמש בהם חיצונית על העור (למשל שמנים, תחליבים ומשחות) או כארומתרפיה, אפילו דרך הרירית של דרכי הנשימה.
צמחי מרפא איורוודיים
ברפואה המסורתית נעשה שימוש נרחב בתרופות ממקור צמחי המיוצרות מצמחי מרפא, תבלינים, שורשים ופרחים.
כל צמח מוכר בזכות השפעותיו הייחודיות, למשל שיפור העיכול, פעילות כחומר נוגד דלקת או נוגד חיידקים, הקלה על כאב, הקלה על בעיות נשימה, שיפור הבריאות הכללית ועוד.
כורכום (Curcuma longa), כמון, אג'וואן, כוסברה, שומר, סאונף, נענע, זרעי חרדל, ציפורן, אספטידה (הינג), חילבה, פלפל שחור, ג'ינג'ר, הל, עלי דפנה, קינמון, אגוז מוסקט, טריפאלה ופלפל קאיין הם צמחים ותבלינים פופולריים המשמשים לשיפור העיכול וחילוף החומרים. הם ניתנים לניקוי הגוף באמצעות סילוק אמה (תוצר הלוואי של עיכול לקוי) ולמניעה או לריפוי של בעיות עיכול.
פיטוכימיקלים המצויים באשווגנדה (Withania somnifera), בריחן קדוש, בשוש קירח ובדובדבן החורף מוכרים היטב כמשפרי ביצועים, בריאות כללית ואריכות ימים באמצעות הגברת האנרגיה, הכוח והרווחה. פיטוכימיקלים אלה, המכונים אדפטוגנים, מחזקים את עמידות הגוף לעקה.
כורכום הוא אחד מצמחי המרפא האיורוודיים החשובים ביותר. הוא מכיל כורכומינואידים וכורכומין. תרכובות אלה ידועות ביתרונותיהן הרבים לבריאות האדם, כגון שיפור תפקוד המוח, פעילות נוגדת חמצון גבוהה, הקלה על דלקות (למשל דלקת מפרקים שגרונית) ומניעת סרטן. כורכומין זכה לתשומת לב רבה ברפואה המערבית המסורתית ובפרמקולוגיה בשל השפעתו הנלחמת בסרטן. מכיוון שגם לכורכומינואידים וגם לכורכומין מסיסות נמוכה במים, יש לכמס אותם בליפוזומים. לחצו כאן למידע נוסף על כימוס אולטרסוני והכנת ליפוזומים!
מורינגה (המוכרת גם בשם שיגרו או עץ מקלות התיפוף) משמשת בשל תכונותיה נוגדות הפטריות, נוגדות הנגיפים ומסלקות הרעלים. מורינגה עשירה בנוגדי חמצון ובוויטמין A ומכונה מזון־על.
מנג'יסטה ונים מכילים חומרים מסלקי רעלים, המנקים ומטהרים את הגוף.
מלון מר (Momordica charantia) ואגוז ארקה משמשים בהצלחה לטיפול בתנגודת לאינסולין ובסוכרת.
בזיליקום קדוש (המוכר גם בשם טולסי; Ocimum sanctum) משמש בשל השפעותיו הדלקתיות, מורידות החום ומשככות הכאב.
זרעי קצח, עץ סיריס, ו־ ידועים בהשפעותיהם המיטיבות על מערכת הנשימה.
צמחי מרפא איורוודיים לדושות מסוימות
באיורוודה, כל אדם מסווג לפי סוג הדושה שלו. יש שלושה סוגי דושה – ואטה, פיטה וקאפה. לכל סוג דושה יש צמחי מרפא המועילים לו באופן יוצא מן הכלל. להלן צמחי המרפא והתבלינים החשובים ביותר לכל סוג דושה:
ואטה: אשווגנדה, טריפלה, זנגביל, קינמון, כמון
פיטה: אמלאקי, טריפלה, יאשטימדהו, גודוצ'י, שטאווארי
קאפה: כורכום, הריטאקי, טריפלה, זנגביל, ציפורן
האפקט הסונוקפילרי
האפקט הסונוקפילרי / האפקט הנימי האולטרסוני הוא עלייה חריגה של נוזל בצינור נימי בהשפעת אולטרסאונד. מכיוון שרכיבים מסוימים, כגון שמנים אתריים, מצויים במערכת הנימים של חומר צמחי, ניתן לצפות שאולטרסאונד יוכל לסייע בהוצאתם באמצעות האפקט הסונוקפילרי. ייתכן שגם לתופעות חשמליות מסוימות הנלוות לאפקט הסונוקפילרי יש השפעה. תופעה זו עשויה לשפר את המיצוי של תרכובות קוטביות או יוניות, בדומה לאלקטרופורזה.
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים, החל מגודל מעבדתי ועד לגודל תעשייתי.