מיצוי אולטרסוני של צמחי מרפא

עשבי תיבול, תבלינים וחומרים צמחיים אחרים עשירים בפיטוכימיקלים, שהם רכיבים מוערכים במוצרים רפואיים ותזונתיים. סוניקציה מפרקת את מבנה התא ומשחררת את התרכובות הפעילות ביולוגית – וכך מתקבלים תפוקות גבוהות יותר וקצבי מיצוי מהירים יותר. כתהליך לא תרמי, סוניקציה היא טכניקת מיצוי עדינה המונעת את הפירוק התרמי של התמצית. עובדות אלה הופכות את המיצוי באמצעות מכשירי מיצוי אולטרסוניים מסוג גשוש לטכניקת המיצוי העדיפה להפקת תמציות צמחיות באיכות גבוהה.

מיצוי אולטרסוני של נוגדי חמצון

נוגדי חמצון הם תרכובות פעילות ביולוגית הלוכדות רדיקלים ונמצאות בצמחים. נוגדי חמצון כגון ויטמין C, ויטמין E, תיולים וכדומה הם חומרים בעלי פעילות פרמקולוגית המשמשים לשיפור הבריאות ולטיפול במחלות.
בזכות יעילות התהליך הגבוהה שלו, מיצוי אולטרסוני מאפשר להשתמש במגוון רחב מאוד של חומרי גלם לבידוד נוגדי חמצון. מלבד צמחים כגון עשבי תיבול, פירות וירקות, ניתן למצות באולטרסאונד נוגדי חמצון באיכות גבוהה מחומרים בעלי ערך נמוך או מפסולת, כגון קליפות זרעים, גבעולים, זרעים, קליפות פירות, גלעינים, שורשים וכדומה.

בסרטון זה מודגם מיצוי על־קולי של כשות מצויה. באמצעות מכשיר הסוניקציה UP200Ht מופקים קריופילן ותרכובות נוספות.

מיצוי אולטרסוני של אדפטוגנים

אדפטוגנים כגון טאנינים הם מולקולות פוליפנוליות, לעיתים קרובות בעלות תכונות עפיצות, הידועות ביכולתן להגביר את סבילותם של תאי יונקים לעקה. מולקולות אלה כלואות בתא הצמח. כדי לקבל אדפטוגנים בעלי זמינות ביולוגית גבוהה, יש לשחרר את המולקולות מהחומר הצמחי. פירוק תאים אולטרסוני פותח את התאים באמצעות שבירת דופנות התא והגברת מעבר המסה בין פנים התא לממס שסביבו. בזכות מנגנון הפעולה האפקטיבי ביותר שלה, סוניקציה היא שיטה אמינה ויעילה לבידוד אדפטוגנים באיכות גבוהה ובתפוקות גבוהות.

מדוע להשתמש במכשיר סוניקציה למיצוי צמחי מרפא?

מכשירי סוניקציה מסוג גשוש הם הטכנולוגיה המבוססת למיצוי פשוט, אך אפקטיבי ביותר, של תמציות איכותיות מצמחי מרפא. בתעשיית התמציות הצמחיות, סוניקציה היא שיטת המיצוי המועדפת לייצור תמציות צמחיות בזכות כמה מאפיינים מועילים שהופכים את הטכניקה האולטרסונית לאפקטיבית ויעילה ביותר. נבחן כמה מהסיבות העיקריות:

יעילות מיצוי משופרת: סוניקציה באמצעות גשוש משתמשת בגלי קול בתדר גבוה המועברים ישירות דרך גשוש הטבול במדיום המיצוי. גלים אולטרסוניים אלה יוצרים בועות קוויטציה, המתרחבות וקורסות במהירות בקרבת פני השטח של צמחי המרפא. תופעה זו יוצרת ערבול מקומי עז וזרימות זעירות, ומגבירה במידה ניכרת את מעבר המסה של תרכובות פעילות ביולוגית מצמח המרפא אל הממס. כתוצאה מכך, מופקים ביעילות רכיבים פעילים ביולוגית רבים יותר בהשוואה לשיטות מיצוי מסורתיות, וכך מתקבלות תפוקות גבוהות יותר של תרכובות רפואיות.

זמן מיצוי מקוצר: סוניקציה מאיצה את תהליך המיצוי באמצעות קידום דיפוזיה מהירה ויעילה של מומסים. הערבול העז הנגרם מקוויטציה מאפשר חדירה יסודית יותר של הממס אל מטריצת צמח המרפא, ומקצר את זמן המיצוי הנדרש. בהשוואה לשיטות מקובלות כגון השריה או חלחול, העשויות להימשך כמה שעות או אפילו ימים, סוניקציה יכולה להשיג יעילות מיצוי דומה בפרק זמן קצר בהרבה, לעיתים קרובות בתוך דקות.

שימור תרכובות פעילות ביולוגית: סוניקציה באמצעות גשוש פועלת בטמפרטורות נמוכות יותר בהשוואה לטכניקות מיצוי מקובלות הכרוכות בחום גבוה או בזמני חשיפה ארוכים. יתרון זה מונע פירוק של תרכובות פעילות ביולוגית הרגישות לחום המצויות בצמחי מרפא, ומבטיח תמצית בעלת עוצמת פעילות גבוהה יותר וערך טיפולי רב יותר.

בררנות: ניתן להתאים את הסוניקציה לתדרים ולרמות הספק מסוימים, וכך לאפשר מיצוי בררני של תרכובות מטרה מצמחי מרפא. באמצעות מיטוב פרמטרי הסוניקציה, ניתן למצות בעדיפות רכיבים פעילים ביולוגית מסוימים, וכך לקבל תמציות בעלות ריכוז גבוה יותר של תכונות רפואיות רצויות.

יכולת הגדלת קנה המידה וקלות השימוש: ניתן להגדיל את קנה המידה של מערכות סוניקציה מסוג גשוש ולהתאימן בקלות הן למיצוי בקנה מידה מעבדתי קטן והן ליישומים תעשייתיים בקנה מידה גדול. הטכניקה פשוטה יחסית ליישום ואינה דורשת ציוד מורכב, ולכן היא נגישה ונוחה לשימוש במגוון סביבות.

ידידותיות לסביבה: בהשוואה לחלק משיטות המיצוי המסורתיות הכוללות שימוש בממסים אורגניים ובנפחי מים גדולים, סוניקציה דורשת בדרך כלל פחות ממס ומקצרת את זמן המיצוי הכולל. כך מתקבל תהליך מיצוי ידידותי יותר לסביבה ובר קיימא יותר, עם יצירת פחות פסולת.

בסך הכול, סוניקציה באמצעות גשוש הפכה לשיטת המיצוי המועדפת לייצור תמציות של צמחי מרפא בזכות יכולתה לספק תפוקות מיצוי גבוהות יותר, זמני מיצוי קצרים יותר, בררנות משופרת ושימור של תרכובות פעילות ביולוגית, ולכן היא כלי רב ערך בתחום רפואת הצמחים ובחקר מוצרים טבעיים.

במצגת זו נציג את תהליך הייצור של תמציות צמחיות. נסביר את האתגרים בייצור תמציות צמחיות באיכות גבוהה וכיצד מכשיר סוניקציה יכול לסייע להתגבר עליהם. המצגת תראה כיצד פועל מיצוי אולטרסוני. תלמדו אילו יתרונות צפויים משימוש במכשיר סוניקציה למיצוי וכיצד ניתן לשלב מכשיר מיצוי אולטרסוני בייצור התמציות שלכם.

יתרונות:

תפוקה גבוהה
איכות גבוהה
זמינות ביולוגית עדיפה
תהליך עדין
מיצוי מהיר
תהליך בטוח
ללא ממסים או עם ממסים עדינים
תפעול קל

מערכות מיצוי אולטרסוניות לתמציות צמחיות

ל-Hielscher Ultrasonics ניסיון רב שנים בתהליכי מיצוי אולטרסוני מחומרים צמחיים עבור תעשיות המזון, התרופות והקוסמטיקה. ממכשירים אולטרסוניים קומפקטיים לפירוק תאים במעבדה ובייצור בקנה מידה קטן ועד מכשירי מיצוי אולטרסוניים מסחריים מלאים לייצור נפחים גדולים של תמציות, Hielscher Ultrasonics מציעה את מלוא מגוון מכשירי הסוניקציה, ובכך את המכשיר האולטרסוני המתאים ביותר ליישום שלכם. כל המכשירים האולטרסוניים של Hielscher עמידים מאוד ומתוכננים לפעולה 24/7 בעומס מלא. מכשירי הסוניקציה התעשייתיים של Hielscher Ultrasonics יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. ניתן להפעילם בקלות וברציפות באמפליטודות של עד 200µm בפעולה 24/7. לאמפליטודות גבוהות אף יותר, זמינות סונוטרודות אולטרסוניות מותאמות אישית.
תוכנה חכמה, הכוללת בקרה דיגיטלית, רישום נתונים אוטומטי, שליטה מרחוק באמצעות דפדפן וכוונון תדר אוטומטי, מבטיחה סוניקציה אמינה ותפוקה רציפה. מגוון רחב של אביזרים, ובהם סונוטרודות (גשושים / קרניים / קצוות אולטרסוניים) בגדלים ובצורות שונים, תאי זרימה בגדלים ובגאומטריות מגוונים, קרני הגברה וחיישני טמפרטורה ולחץ, מאפשר ליצור מערך סוניקציה מיטבי.
צרו איתנו קשר עכשיו עם הדרישות שלכם לתהליך המיצוי! הצוות שלנו ישמח לייעץ לכם ולהמליץ לכם על מכשיר המיצוי האולטרסוני היעיל ביותר.

נושאים קשורים

ספרות / מקורות

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

עובדות שכדאי לדעת

נוגדי חמצון

אבקת חינה מעלי חינה מיובשים ומושרים היא חומר הגלם למיצוי אולטרסוני של lawson ושל תרכובות פעילות ביולוגית אחרות. נוגד חמצון מוגדר כמולקולה המעכבת את תגובת החמצון ובכך מונעת את תהליך הפירוק של מולקולות אחרות. חמצון הוא תגובה כימית המייצרת רדיקלים חופשיים, המובילים לתגובות שרשרת שעלולות לגרום לנזק לתאים. נוגדי חמצון כגון תיולים או חומצה אסקורבית (ויטמין C) עוצרים את תגובות השרשרת החמצוניות הללו.
נוגדי חמצון נמצאים בשימוש נרחב כחומרים משמרים במוצרי מזון, כדי לפעול כפיטוכימיקלים נגד קלקולם. לדוגמה, מוסיפים נוגדי חמצון למזון ולשמנים העשירים בשומנים בלתי רוויים, מכיוון שחומצות שומן בלתי רוויות נוטות לפירוק חמצוני, הגורם לשמן להתעפש.

אדפטוגנים

אדפטוגנים, או תרכובות אדפטוגניות, הם מולקולות המקדמות הומאוסטזיס, כלומר מפחיתות את רגישות התאים לעקה. אדפטוגנים נמצאים בצמחי מרפא ובירקות, למשל ג'ינסנג, שיסנדרה, קורדיספס, ashwagandha, rhaponticum, ג'יאוגולן, שוש קירח, רודיולה, ריחן קדוש, אסטרגלוס, ריישי ומאקה.
כאשר הם ניתנים כחומרים בעלי פעילות פרמקולוגית (כתרופה או כתוסף), אדפטוגנים ידועים בהשפעותיהם המשפרות ביצועים, נוגדות הדיכאון, המרגיעות או המעוררות. ההשפעה קשורה לחומר האדפטוגני המסוים שניתן. לשיפור הביצועים נעשה שימוש מוצלח בצמחים כגון ashwangadha ומורינגה, ואילו פטריית הקורדיספס, ג'יאוגולן ו-rhaponicum ידועים כאדפטוגנים נוגדי הזדקנות. להפחתת עקה וחרדה משתמשים באדפטוגנים מג'ינסנג, מריחן קדוש, מריישי או משיסנדרה.
אדפטוגנים המשמשים כתוספי תזונה ולשימוש רפואי מוכנים לרוב כתכשירים מחזקים או ככמוסות.