מיצוי קוורצטין על-קולי
קוורצטין הוא אחד הפוליפנולים הצמחיים הנחקרים ביותר, המוערך בזכות פעילותו האנטי-חמצונית ותפקידו בתוספי תזונה, במזונות פונקציונליים ובתרופות תזונתיות. מכיוון שקוורצטין והגליקוזידים שלו (כגון רוטין ואיזוקוורצטין) רגישים לחום ולחמצון, ייצור תמצית בדרגת טוהר גבוהה מחייב טכניקת מיצוי יעילה אך עדינה, שאינה כרוכה בחימום. זהו בדיוק התחום שבו מצטיין מיצוי הקוורצטין באמצעות אולטרסאונד.
אולטרסאונד בעל ביצועים גבוהים לתמציות קוורצטין באיכות גבוהה
מיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE) עושה שימוש באולטרסאונד בעל עוצמה גבוהה ותדר נמוך כדי לשבור באופן מכני את דפנות התאים הצמחיים ולהגביר באופן דרמטי את העברת המסה, ובכך לשחרר קוורצטין לממס בתוך דקות במקום שעות. בהשוואה לתהליך השרייה, שיטת סוקסלט או עיכול מבוסס חום, מיצוי אולטראסוני מספק תפוקות גבוהות יותר, זמני עיבוד קצרים יותר, נפחי ממס נמוכים יותר ופעילות ביולוגית משומרת טוב יותר – מה שהופך אותה לאופציה אטרקטיבית למעבדות, למתקני פיילוט ולייצור בקנה מידה תעשייתי של תמציות צמחיות ופוליפנוליות.
מוכנים לעבור משיטת ההשריה ושיטת סוקסלט למיצוי מהיר, עדין ולא תרמי? צרו איתנו קשר עכשיו – אנו נעזור לכם לבחור את המערכת האולטראסונית המתאימה ביותר לחומר הצמחי שלכם.
120L מיצוי אצווה קולי של צמחים עם הסוניקטור UIP2000hdT
- תשואות מעולות
- חילוץ במהירות גבוהה – תוך דקות
- תמציות איכותיות – עדין, לא תרמי
- ממיסים ירוקים (מים, אתנול, מתנול וכו')
- תפעול קל ובטוח
- עלויות השקעה ותפעול נמוכות
- פעולה 24/7 תחת עומס כבד
- שיטה ירוקה וידידותית לסביבה
השפעות האולטרסוניקציה על מבנה התא: הפרעה אולטרה-סונית של דפנות התא מאפשרת שחרור קוורצטין ורוטין מ-Euonymus alatus.
תמונה ומחקר: ©יאנג וז'אנג, 2008.
מדוע קוורצטין מחייב שיטת מיצוי עדינה
קוורצטין נמצא בפירות, בירקות ובצמחי תבלין רבים – כולל תפוחים, בצלים, פירות יער, תה, ענבים ועלים ירוקים. כפוליפנול/פלבנול, הוא עלול להתפרק תחת חום ממושך, בתנאים בסיסיים חזקים או במגע ממושך עם ממסים, דבר שמפחית את התפוקה ופוגע באיכות התמצית הסופית. לפיכך, שיטה עדינה, שאינה כרוכה בחימום, וארוכת זמן קצרה, מסייעת בשימור הן הכמות והן האיכות התפקודית (יכולת נוגדת חמצון) של הקוורצטין המופק.
כיצד פועלת מיצוי אולטראסוני של קוורצטין
תפקידה של קוויטציה אקוסטית: אולטרסאונד בעוצמה גבוהה יוצר בועות קוויטציה מיקרוסקופיות בנוזל. התפוצצותן פנימית יוצרת נקודות חמות מקומיות, כוחות גזירה ומיקרו-סילונים הקורעים את דפנות התאים הצמחיים ומפרקים את מטריצות הרקמה. תהליך זה פותח את התאים שבהם מאוחסן הקוורצטין ומאיץ את דיפוזיה לתוך הממס הסובב, כך שהחומר הפעיל משתחרר במהירות רבה יותר ובאופן מלא יותר.
תהליך טיפוסי להפקת קוורצטין באמצעות אולטרסאונד
- הכנה: לטחון, לחתוך או לייבש בהקפאה את חומר הצמחי הגולמי (למשל, עלים, קליפות, זרעים) כדי להגדיל את שטח הפנים.
- בחירת ממס: יש לבחור בממס ירוק המתאים לשימוש במזון, כגון מים, אתנול או תערובת של מים ואתנול.
- סוניקציה: לבצע מיצוי במצב אצווה (תחת ערבוב) או במצב תא זרימה רציף למשך 5–30 דקות.
- הפרדה: לסנן או לצנטריפוג את התמצית ולהפיק את הנוזל העשיר בקוורצטין.
- ריכוז / טיהור: לפי הצורך, ניתן לייבש, להפריד או לטהר.
הערה: הזמנים, המשרעת ויחסי הממס הספציפיים תלויים במין הצמח ובמטריצה היעד – מומחי התהליכים שלנו יכולים לסייע לכם לייעל את פרמטרי התהליך המתאימים לחומר הגלם שלכם.
סוניק UP200Ht לצורך מיצוי קוורצטין
ניתוח מקרה: מיצוי קוורצטין בסיוע אולטרסאונד
שריפי ואח' (2017) הראו כי מיצוי באמצעות גלי קול הוא שיטה יעילה ומעשית להפקת פלבנואידים כגון קוורצטין מצמחי מרפא. הם השתמשו ב- מכשיר ה-Hielscher UP400St (400 וואט, ראו תמונה משמאל) בהגדרת משרעת של 50%. עלי הצנון (Raphanus Sativus) הוכנסו למתנול ועברו טיפול באולטרסאונד למשך 10 דקות, מה שהניב תשואה של 11.8% קוורצטין.עליונותה של החילוץ בסיוע אולטראסוני בהשוואה לטכניקות קונבנציונליות כגון השרייה, חילוץ סוקסלט ועיכול תרמי. החילוץ האולטראסוני מצטיין בתשואות גבוהות יותר, בזמני חילוץ קצרים משמעותית ובכמויות נמוכות יותר של ממסים. השימוש בגלי קול יוצר קוויטציה, המפרקת את דפנות התאים של החומר הצמחי ומקדמת העברת מסה. לפיכך, החילוץ האולטראסוני יעיל יותר משיטות מסורתיות ומצטיין בחילוץ קוורצטין ממטריצות אורגניות. אף על פי שהחילוץ האולטראסוני נמשך 10 דקות בלבד. – בהשוואה לזמני מיצוי של 24 שעות למיצוי, 60 דקות לעיכול תרמי ו-24 שעות למיצוי Soxhlet – כמות הקוורצטין שחולץ באולטרסאונד הייתה גבוהה יותר מזו של עיכול, השרייה ומיצוי סוקסלט.
מיצוי על-קולי (איחוד האמירויות הערביות) מעניק תפוקת קוורצטין גבוהה משמעותית בזמני מיצוי קצרים יותר בהשוואה לשיטות מיצוי קונבנציונליות.
מקור: Sharifi et al., 2017
סוניק UP400St למיצוי בוטני
ציוד חילוץ קולי
Hielscher Ultrasonics מתמחה בייצור מעבדים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לייצור תמציות באיכות גבוהה מן הצמחים.
Hielscher מציעה סל מוצרים רחב הנע בין אולטרסאונד מעבדה קטן וחזק למערכות חזקות ותעשייתיות לחלוטין, המספקות אולטרסאונד בעוצמה גבוהה למיצוי ובידוד יעיל של חומרים ביו-אקטיביים (למשל פוליפנולים, ג'ינג'רול, פיפרין, כורכומין וכו'). כל המכשירים האולטרסוניים מ-200 וואט עד 16,000 וואט כוללים תצוגה צבעונית לשליטה דיגיטלית, כרטיס SD משולב להקלטת נתונים אוטומטית, שלט רחוק לדפדפן ועוד תכונות רבות וידידותיות למשתמש. 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 של האולטרסוניקטור, מה שהופך את התהליך לכוונון מדויק. המערכות שלנו מסוגלות לספק משרעת נמוכה עד גבוהה מאוד. עבור מיצוי של פוליפנולים כגון quercetin, אנו מציעים sonotrodes קולי מיוחד (הידוע גם בשם בדיקות קולי או קרניים) כי הם אופטימיזציה לבידוד הגיוני של חומרים פעילים באיכות גבוהה. החוסן של הסוניקטורים של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 במשימות כבדות ובסביבות תובעניות.
השליטה המדויקת של פרמטרי התהליך העל-קולי מבטיחה יכולת שחזור וסטנדרטיזציה של תהליכים.
מעבדים קוליים בעלי הספק גבוה מ המעבדה לפיילוט ו קנה מידה תעשייתי.
שאלות נפוצות בנושא מיצוי קוורצטין באמצעות אולטרסאונד
מהו קוורצטין?
קוורצטין, פלבנול צמחי (שהוא תת-קבוצה של קבוצת הפלבנואידים של פוליפנולים) נמצא בפירות, ירקות ועלים רבים. מקורות טבעיים של קוורצטין הם תפוחים, פלפלים, יין אדום, דובדבנים כהים ופירות יער (אוכמניות, אוכמניות, פטל שחור ועוד), עגבניות, ירקות ממשפחת המצליבים, כגון ברוקולי, כרוב ונבטים; ירקות עלים ירוקים, אאוץ' כתרד, קייל; פירות הדר, קקאו, חמוציות, דגנים מלאים, כגון כוסמת, אספרגוס, צלפים, בצל סגול, שמן זית, תה שחור וירוק, שעועית וקטניות; עשבי תיבול, כגון מרווה, סמבוק אמריקאי, וורט סנט ג'ון וגינקו בילובה.
אילו ממסים משמשים למיצוי קוורצטין באמצעות אולטרסאונד?
נהוג להשתמש בממסים ירוקים המתאימים לשימוש במזון, כגון מים, אתנול, מתנול או תערובות של מים ואתנול.
מדוע יש צורך בשיטת מיצוי עדינה עבור קוורצטין?
מכיוון שקוורצטין הוא תרכובת ביו-אקטיבית רגישה, נדרשת טכניקה יעילה אך עדינה כדי למנוע את פירוקו בעת ייצור תמצית באיכות גבוהה לשימוש כתוספי מזון ותוספי תזונה. מיצוי אולטראסוני הוא שיטה עדינה, לא תרמית, מכנית גרידא, המניבה כמויות גבוהות של קוורצטין תוך זמן מיצוי קצר מאוד.
כיצד פועל מיצוי קולי?
מיצוי אולטראסוני מתבסס על תופעת הקוויטציה האקוסטית, אשר מפרקת את דפנות התאים של החומר הצמחי ומסייעת להעברת מסה, ובכך משחררת תרכובות ביו-אקטיביות כגון פוליפנולים, קוורצטין ונוגדי חמצון. עובדה זו הופכת את הטיפול באולטראסאונד לשיטה המועדפת לבידוד תרכובות צמחיות רגישות.
מהם היתרונות העיקריים של מיצוי קוורצטין באמצעות אולטרסאונד?
היתרונות העיקריים כוללים תפוקות גבוהות במיוחד, מיצוי מהיר תוך דקות ספורות, תמציות איכותיות, עדינות ולא תרמיות, שימוש בממסים ירוקים (מים, אתנול, מתנול וכו'), תפעול קל ובטוח, עלויות השקעה ותפעול נמוכות, ויכולת לפעול 24 שעות ביממה, 7 ימים בשבוע, בתנאי עומס כבד. זוהי גם שיטה ירוקה וידידותית לסביבה.
האם מיצוי באמצעות אולטרה-סאונד הוא תהליך שניתן לשחזר אותו, והאם הוא מתאים ליישום בקנה מידה תעשייתי?
כן. בקרה מדויקת על פרמטרי תהליך הקול האולטראסוני מבטיחה יכולת שחזור ותקינה של התהליך. חברת Hielscher מספקת סונוטרודים מיוחדים המותאמים במיוחד לבידוד רגיש של חומרים פעילים באיכות גבוהה, ומאפשרים הרחבת הייצור מהמעבדה לייצור פיילוט ולייצור תעשייתי.
לאילו יתרונות בריאותיים קשורה הקוורצטין?
גליקוזידים של קוורצטין (כגון איזוקוורצטין) ופלבנואידים קשורים תוארו כגורמים בעלי פעילות אנטי-ויראלית, אנטי-מיקרוביאלית, אנטי-דלקתית ואנטי-אלרגית, המסוגלים להשפיע באופן חיובי על סוגי תאים שונים בבעלי חיים ובבני אדם. קוורצטין עשוי לסייע בהפחתת דלקות, בהפחתת תסמיני אלרגיה, בתמיכה בבריאות הלב, בהקלה על כאבים, בשיפור פוטנציאלי של הסיבולת, במאבק בסרטן ובהגנה על בריאות העור והכבד.
ספרות/מקורות
- שריפי, ניושה; מהרניה, שבנם; Amanlou, Massoud (2017): השוואה בין שיטות שונות במיצוי קוורצטין מעלים של Raphanus sativus L. מדעי התרופות מרץ 2017, 23, 59-65.
- אנאיה-אספרזה, לואיס מיגל; ראמוס-אגירה, דני; זמורה-גסגה, ויקטור מנואל; יחיא, אלהאדי; מונטאלבו-גונזלס, אפיגניה (2018): אופטימיזציה של מיצוי בסיוע קולי של תרכובות פנוליות מעלי Justicia spicigera. מדעי המזון והביוטכנולוגיה 27, 2018. 1093–1102.
- Wang, L., Li, Z., Huang, J. et al. (2022): השפעת מיצוי בעזרת אולטרסאונד של פוליפנולים מקליפות תפוחים במערכות CO2 מים. טכנולוגיית עיבוד ביולוגי של מזון 15, 2022. 1157–1167.
- לוקאס-גונזלס ר', ויודה-מרטוס מ', פרז-אלברז ח.א., פרננדז-לופז ח' (2024): גורמים המשפיעים על מיצוי (פולי)פנולים מזרעי תמר בעזרת אולטרסאונד. Frontiers in Chemistry, כרך 12, 2024.
- סומבל ג'משייד, דילדר אחמד (2022): אופטימיזציה של מיצוי בעזרת אולטרסאונד של תרכובות יקרות ערך מפרי מליה אזדראך עם גליצרול-כולין כלוריד ממס אוטקטי עמוק. כימיה בת קיימא ורוקחות, כרך 29, 2022.