מיצוי קולי של Quillaja Saponins
- תמציות ספונין של עץ Quillaja saponaria Molina הן המקור העיקרי לספונינים ליישומים תעשייתיים.
- מיצוי קולי של ספונינים Quillaja מניב ספונינים באיכות גבוהה.
- מיצוי קולי הוא שיטה יעילה ביותר לייצר תפוקות גבוהות של תמצית Quillaja saponin בזמן קצר.
תמצית Quillaja Saponin
תמצית קווילג'ה סאפונין (Quillaja saponin; מילים נרדפות: תמציות קווילאיה, בואה דה פנמה, תמציות קליפת פנמה, תמציות קווילאי, תמציות קליפת קווילאי, תמציות קליפת סבון) היא חומר המופק מעץ קווילג'ה ספונריה מולינה (Quillaja Saponaria Molina). תמצית Quillaja מורכבת מלמעלה מ-100 ספונינים טריטרפנואידים. הספונינים העיקריים הנוכחים הם גליקוזידים של חומצה קווילאית. מרכיבים עיקריים אחרים הם פוליפנולים וטאנינים, כמו גם כמויות קטנות של מלחים וסוכרים. תמצית Quillaja מופקת על ידי מיצוי מימי של קליפה פנימית טחונה או עץ של גבעולים גזומים וענפים של עץ Quillaja saponaria. מכיוון שתמציות Quillaja saponin מכילות גם חומרים פעילי שטח וגם תרכובות פנוליות, הן מעניינות במיוחד בזכות הניסוח של רכיבי מזון פונקציונליים רגישים וההגנה שלהם מפני חמצון.
השימוש בספונינים כחומרים מתחלבים טבעיים עולה משמעותית בשל הביקוש הגובר למוצרים בריאים וטבעיים ללא תוספים סינתטיים. ספונינים Quillaja הם מתחלבים נהדרים עבור תחליבים O/W וננו-תחליבים והראו השפעות טובות מאוד בפורמולות שונות כגון משקאות ותערובות שמנים. יישום נפוץ של תמצית Quillaja saponin הוא תחליב של שמני CBDמשקאות שקופים ומוצרי מזון מוקצפים., ניתן להשתמש בספונינים Quillaja לבד או בשילוב עם חומרים מתחלבים אחרים.
Q-Naturale® הוא תוסף מזון המבוסס על ספונינים של קליפת עץ Quillaja, אשר אושר על ידי ה- FDA כמתחלב יעיל למזון ומשקאות. מלבד חומר מתחלב, ספונינים Quillaja משמשים בפורמולציות פרמצבטיות בזכות התכונות האנטיבקטריאליות, האנטי-ויראליות, האנטי-פטרייתיות, האנטי-טפיליות, האנטי-גידוליות, המגינות על הכבד והאימונואדג'ובנטיות.
- תפוקה מעולה
- חילוץ במהירות גבוהה – תוך דקות
- תמציות איכותיות – עדין, לא תרמי
- ממס ירוק (כלומר מים)
- חסכונית
- תפעול קל ובטוח
- עלויות השקעה ותפעול נמוכות
- פעולה 24/7 תחת עומס כבד
- שיטה ירוקה וידידותית לסביבה
120L מיצוי אצווה קולי של צמחים עם UIP2000hdT ו Agitator
מקרה בוחן של מיצוי קולי של סאפונינים מ Quillaja
על מנת להכין תמצית Quillaja באיכות גבוהה, המציעה את הפונקציות הרצויות כתוסף מזון ופארמה, יש לבודד את הפיטוכימיקלים הפעילים, כלומר ספונינים. הספונין Quillaja הוא סאפונין טריטרפן המבודד מקליפת עץ הסבון. קוויטציה קולית מקדמת מיצוי על ידי שיפור הקשר בין מוצקים לנוזל והגדלת העברת המסה.
Cares et al. הדגימו במחקר שלהם בבירור כי מיצוי בסיוע אולטרה-סאונד (איחוד האמירויות הערביות) יכול לשפר את תהליך המיצוי של עקרונות ביו-אקטיביים מ- Quillaja Saponaria Molina. הם השתמשו בשבבי עץ וקליפת עץ Quillaja והפיקו את הספונינים במים באמצעות סוניקציה, כך שהמוצר הסופי משלב רק מרכיבים טבעיים וחומרי גלם וניתן להשתמש בו בתהליכי ייצור מזון. כשיטת מיצוי לא תרמית, טמפרטורת המיצוי במהלך אולטרסוניקציה הוחזקה כל הזמן ב 20 מעלות צלזיוס (68 מעלות פרנהייט). תפוקת החילוץ גדלה משמעותית עם תקופת הסוניקציה מ-10 ל-30 דקות. התשואות של 20 דקות ב 20 מעלות צלזיוס במיצוי בעזרת אולטרסאונד היו דומות לאלה שהושגו בשיטה הקונבנציונלית 3 שעות מיצוי ב 60 מעלות צלזיוס.
מכשירים קוליים משמשים להכנת תחליבים יציבים לטווח ארוך באמצעות תמצית Quillaja saponin כדי לייצב את התחליב פיזית וכימית. לחץ כאן כדי לקרוא עוד על תחליב קולי!
קולטי אדים על-קוליים בעלי ביצועים גבוהים
Hielscher Ultrasonics מתמחה בייצור מעבדים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לייצור תמציות באיכות גבוהה מן הצמחים.
סל המוצרים הרחב של Hielscher נע בין אולטרסאונד מעבדה קטן ורב עוצמה למערכות חזקות ותעשייתיות לחלוטין, המספקות אולטרסאונד בעוצמה גבוהה למיצוי ובידוד יעילים של רכיבים ביו-אקטיביים (למשל. קוורצטין, קפאין, כורכומין, טרפנים וכו'). כל המכשירים האולטרסוניים מ 200 ואט ל 16,000 ואט כולל תצוגה צבעונית לשליטה דיגיטלית, כרטיס SD משולב להקלטת נתונים אוטומטית, שלט רחוק של הדפדפן ותכונות ידידותיות למשתמש רבות נוספות. הסונוטרודים ותאי הזרימה (החלקים, הנמצאים במגע עם המדיום) ניתנים לאוטוקלאבים וקלים לניקוי. כל האולטרסאונד שלנו בנוי לפעולה 24/7, דורש תחזוקה נמוכה וקל ובטוח לתפעול.
תצוגה צבעונית דיגיטלית מאפשרת שליטה ידידותית למשתמש בציוד האולטרסוני. המערכות שלנו מסוגלות לספק משרעת נמוכה עד גבוהה מאוד. עבור מיצוי של תרכובות כימיות כגון astaxanthin, אנו מציעים sonotrodes קולי מיוחד (הידוע גם בשם בדיקות קולי או קרניים) כי הם אופטימיזציה לבידוד רגיש של חומרים פעילים באיכות גבוהה. החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות.
השליטה המדויקת של פרמטרי התהליך העל-קולי מבטיחה יכולת שחזור וסטנדרטיזציה של תהליכים. מערכות המיצוי העל-קוליות האוטומטיות בקנה מידה תעשייתי של Hielscher מיועדות ליכולות ייצור גבוהות של תמציות באיכות מעולה, תוך הפחתת העבודה, העלות והאנרגיה.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
ספרות/מקורות
- M. G. Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): מיצוי בסיוע אולטרה-סאונד של עקרונות ביו-אקטיביים מ Quillaja Saponaria Molina. הקונגרס הבינלאומי לאולטרסוניקה, אוניברסיטת סנטיאגו דה צ'ילה, ינואר 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Saponins מ Quillaja saponaria ו Quillaja brasiliensis: מאפיינים כימיים מסוימים ופעילויות ביולוגיות. מולקולות. ינואר 2019; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, S.K. Mehta (2015): ניסוח של ננו-תחליב מיוצב סאפונין בשיטה קולית ותפקידו להגן על פירוק קוורצטין מאור UV. אולטרסאונד סונוכימיה 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): מיצוי ובידוד של סאפונינים. בתוך: Satyajit D. Sarker and Lutfun Nahar (eds.), Natural Products Isolation, Methods in Molecular Biology, Vol. 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): יציבות פיזית של ננו-תחליבים עם תערובות מתחלבות: החלפת tween 80 עם quillaja saponin. LWT – מדעי המזון והטכנולוגיה 111, 2019. 760-766.
עובדות שכדאי לדעת
על עץ קווילג'ה והספונינים שלו
עץ Quillaja Saponaria Molina, הידוע גם בשם עץ הסבון הדרום אמריקאי, גדל באופן טבעי ונרחב בצ'ילה. עץ קווילג'ה ספונריה (שם מדעי: Quillaja Saponaria) הוא עץ ירוק-עד גדול בעל קליפה עבה, שמקורו במספר מדינות בדרום אמריקה, בעיקר בוליביה, צ'ילה ופרו.
תמצית Quillaja saponin מכילה בעיקר ספונינים אך גם פוליפנולים, טאנינים, כמו גם מלחים וסוכרים בכמויות קטנות. ספונינים Quillaja הם מולקולות הבנויות מגרעין טריטרפני בעל שתי שרשראות סוכר. שרשראות סוכר אלו מעניקות לספונינים תכונה הידרופילית (= מתמוססת במים), בעוד הגרעין הטריטרפני הוא הידרופובי (= דוחה מים). עבור אלה, זהו טנסייד אמפוטי, מה שהופך את הספונינים לטנסואקטיביים לא יוניים, המאפשרים הפחתת מתח פני השטח, מסיסות של מוצרים הידרופוביים בתמיסות מימיות וכן היווצרות מיקרו-/ ננו-תחליבים.
בעץ קווילג'ה, הקליפה מכילה כ-5% את הכמות הגבוהה ביותר של ספונינים, בעוד שבעץ יש תכולה של כ-2% ספונינים.
מכיוון שספונינים הם חומרים טבעיים בעלי תכונות הקצפה ותחליב טובות, הם משמשים לעתים קרובות כסוכני הקצפה בתעשיית המזון, המשקאות והבירה, כפעילי שטח בקוסמטיקה, כתוספים באגרוכימיה ובמזון לבעלי חיים, וכאדג'ובנטים בחיסונים.
הייצור של תמציות quillaja נעשה עם מיצוי מימי; לא נעשה שימוש בממסים אחרים בייצורו. המוצר הסופי, תמצית גולמית או מטוהרת, בפורמולציה נוזלית או אבקתית משלב רק מרכיבים טבעיים וחומרי גלם, המורשים לשימוש בתהליכי ייצור מזון. (Cares et al. 2009)
מהם סאפונינים?
המילה saponin נגזרת מהמילה הלטינית sapo, שפירושה סבון. ספונינים הם פיטוכימיקלים, הנמצאים בעיקר אך לא רק בצמחים, בעלי תכונות קצף, ומורכבים מאגליקונים פוליציקליים המחוברים לשרשרת סוכר אחת או יותר. חלק הגליקון, הנקרא גם ספוגנין, הוא סטרואיד (C27) או טריטרפן (C30). יכולת ההקצפה של ספונינים נגרמת על ידי שילוב של סאפוגנין הידרופובי (מסיס בשומן) וחלק סוכר הידרופילי (מסיס במים). [Majinda, 2012: p. 515] חומרים צמחיים עם כמויות ספונין גבוהות שימשו באופן מסורתי כחומרים מתחלבים. דוגמאות בולטות לצמחים עשירים בספונינים הם קליפת סבון (Quillaja saponaria; Rosaceae), סבון (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae), ואבקת שיקקאי (Gleditsia sinensis; Leguminosae). ספונינים הם גליקוזידים אמפיפתיים בעלי משקל מולקולרי גבוה, שיש להם מבחינה מבנית אחד או יותר גליקוזידים הידרופיליים המשולבים עם נגזרת טריטרפן ליפופילית. במיוחד בתעשיית התרופות, ספונינים משכו תשומת לב רבה בשל מגוון התכונות הביולוגיות שלהם, כולל יכולתם לעורר תגובה חיסונית, מה שהופך אותם למועמדים עיקריים לאדג'ובנטים.
כל מה שצריך לדעת על מיצוי אולטראסוני
מיצוי בעזרת אולטרסאונד (איחוד האמירויות הערביות), גם מיצוי סונו, היא שיטת מיצוי ירוקה יעילה ביותר לבידוד חומרים ביו-אקטיביים כגון חלבונים, ויטמינים, פוליפנולים, פיגמנטים טבעיים, שומנים וכו 'ממטריצות צמחיות. מיצוי קולי מבוסס על עקרון העבודה של cavitation אקוסטי.
כאשר גלי אולטרסאונד אינטנסיביים מוחלים על מערכות נוזליות, מתרחשת קוויטציה אקוסטית, שהיא התופעה של יצירה, צמיחה ובסופו של דבר קריסה של בועות ואקום (ראה תמונה למטה). במהלך התפשטות גלי האולטרסאונד, בועות הריק מתנודדות וגדלות עד שהן מגיעות לנקודה בה הן אינן יכולות לספוג אנרגיה נוספת. בשיא צמיחת הבועות הן קורסות באלימות, מה שגורם להשפעות תרמיות, מכניות וכימיות מקומיות. ההשפעות המכניות כוללות לחצים גבוהים של עד 1000atm, מערבולות וכוחות גזירה אינטנסיביים. כוחות אלה משבשים את דפנות התא ומקדמים העברת מסה בין פנים התא לממס, ומשחררים תרכובות ביו-אקטיביות לנוזל שמסביב (כלומר ממס).
מיצוי אולטראסוני מבוסס על קוויטציה אקוסטית וכוחות הגזירה ההידרודינמיים שלה
מיצוי מוצק-נוזלי על-קולי של תרכובות מצמחים ומרקמת התא נחקר היטב. היישום של גלים קוליים אינטנסיביים מאוד מקדם תהליכי מיצוי באופן משמעותי. מלבד העצמת תהליכים – מה שמביא לתשואות גבוהות יותר וזמן מיצוי קצר יותר – השפלה תרמית ואובדן מרכיבים רגישים לטמפרטורה נמנעים מכיוון שאולטרסוניקציה היא טיפול לא תרמי. יתר על כן, מיצוי קולי הוא בעל עלויות השקעה ותפעול נמוכות, מפחית את השימוש בממסים ו / או מאפשר שימוש בממסים ירוקים יותר, מה שהופך אותו לטכניקת מיצוי חסכונית וידידותית לסביבה. מעבר לשיטות מיצוי קונבנציונליות, מיצוי בסיוע אולטרה-סאונד (איחוד האמירויות הערביות) אומץ מתעשיית המזון כדי לייצר ביו-אקטיביים עם רווחים כלכליים.
מיצוי קולי מתאי צמחים: החלק הרוחבי המיקרוסקופי (TS) מראה את מנגנון הפעולות במהלך מיצוי קולי מתאים (הגדלה 2000x) [משאב: Vilkhu et al. 2011]
מעבדים קוליים בהספק גבוה ממעבדה לפיילוט ובקנה מידה תעשייתי.