אולטרסוניקציה עולה על שיטות מיצוי אחרות לפי מהירות
ההליך המהיר של מיצוי קולי וכתוצאה מכך חיסכון בזמן בייצור תמצית הם אחד היתרונות הרבים של מיצוי קולי של תרכובות ביו-אקטיביות מצמחים. מיצוי אולטראסוני הושווה מדעית לטכניקות מיצוי חלופיות כגון מיצוי CO2 סופר-קריטי, השרה, ריפלוקס חום, סוקסלט או מיצוי מיקרוגל ותוצאות המחקר מוכיחות את היתרון המשמעותי של אולטרה-סוניקציה לגבי מהירות המיצוי והתפוקה.
אולטרסוניקציה כהליך חילוץ מהיר
מיצוי קולי של תרכובות ביו-אקטיביות ידוע בתפוקות הגבוהות שלו, תמציות באיכות גבוהה, זמן מיצוי קצר, צריכת אנרגיה נמוכה והיכולת לעבוד עם ממסים קלים מאוד. כל הגורמים הללו תורמים ליעילות הכוללת יוצאת הדופן של מיצוי קולי של מרכיבים ביו-אקטיביים מחומרים צמחיים.
להלן ניתן למצוא מבחר של דוחות מחקר מדעי, שבו מיצוי קולי (גם מיצוי בסיוע אולטרסאונד / UAE) הושוו עם טכניקות מיצוי אחרות כגון maceration, Soxhlet, חום-reflux, CO סופר קריטי2ומיצוי במיקרוגל.,
אולטרסוניקטור UP400St למיצוי מהיר של תמציות צמחיות במצב אצווה
| יישום חילוץ | זמן חילוץ אולטראסוני | זמן שיטת חילוץ חלופית | מידע נוסף | מקור |
|---|---|---|---|---|
| מיצוי אנתוציאנין מגרגרי הדס | 5 דקות | 15 דק' מיקרוגל |
אולטרסאונד UP200S | גונזלס ואחרים, 2019 |
| מיצוי עוזב בולדו | 5-30 דקות | 15-90 דקות מקרציה |
Ultrasonicator UIP1000hdT "אנו יכולים לראות שבין 5 ל-30 דקות של סוניקציה, התפוקה שקולה לתנובה של מקרציה רגילה ב-15 עד 90 דקות: UAE נדרש שליש מהזמן כדי לחלץ את החומר המסיס של העלים בהשרייה קונבנציונלית". |
Petigny et al., 2013 |
| מיצוי סך הפנולים והפלבנואידים ממרווה | 11 דק' | 30 דק' מיצוי קונבנציונלי עם שייקר אמבט מים ב 60 מעלות צלזיוס |
קולטי אדים אולטראסוניים UP100H, UP400S |
דנט ואחרים, 2015 |
| מיצוי פוליפנולים מעלי זית | 21 דק' | 60 דקות מיצוי רפלוקס חום קונבנציונלי |
אולטרסאונד UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| מיצוי פנולים ביו-אקטיביים מעלי Malva sylvestris | 49 דק' 48°C ב-110 ואט |
5 שעות מיצוי מיטה נסער ב-150 סל"ד |
אולטרסאונד UP200S ניתוח HPLC גילה כי ריכוז הפנולים הביו-אקטיביים עלה באופן משמעותי (p≺0.05) מתחת לאופטימלי UAE תנאים. |
Bimakr et al., 2017 |
| מיצוי שומנים מזרעי מלון חורף (Benincasa hispida) | ∼36 דקות | מיצוי פחמן דו חמצני סופר-קריטי בשילוב טכניקת נדנדת לחץ (SCE-PST) (∼50 דקות), CO סופר קריטי2 (∼97 דקות), ומיצוי סוקסלט קונבנציונלי (∼360 דקות) | השוואה של פחמן דו-חמצני סופר-קריטי (sCO2), מיצוי בעזרת אולטרסאונד (UAE), מיצוי פחמן דו חמצני סופר-קריטי בשילוב עם טכניקת נדנדת לחץ (SCE-PST) ומיצוי Soxhlet מראה כי איחוד האמירויות הערביות היא טכניקת החילוץ היעילה והמהירה ביותר. | Bimakr et al. (2015) |
השוואה של פחמן דו-חמצני סופר-קריטי (sCO2), מיצוי בעזרת אולטרסאונד (UAE), מיצוי פחמן דו חמצני סופר-קריטי בשילוב עם טכניקת נדנדת לחץ (SCE-PST) ומיצוי סוקסלט מראה כי UAE היא טכניקת החילוץ היעילה והמהירה ביותר.
- יעילות מיצוי גבוהה
- תפוקות מיצוי מעולות
- תהליך מהיר
- טמפרטורות נמוכות
- מתאים לחלץ תרכובות thermolabile
- תואם לכל ממס
- צריכת אנרגיה נמוכה
- טכניקת מיצוי ירוק
- תפעול קל ובטוח
- עלויות השקעה ותפעול נמוכות
- פעולה 24/7 תחת עומס כבד
קולטי אדים על-קוליים בעלי ביצועים גבוהים לבידוד מהיר של תרכובות
הציוד האולטרסוני החדיש של Hielscher מאפשר מיצוי מהיר של ביו-מולקולות באיכות גבוהה מצמחים. שליטה מלאה בפרמטרים של התהליך כגון משרעת, טמפרטורה, לחץ וקלט אנרגיה מאפשרים את תנאי המיצוי היעילים והקלים ביותר המייצרים תמציות ביו-אקטיביות ללא נזק. אופטימיזציה של פרמטרי מיצוי על-קוליים כגון גודל חלקיקי חומר הגלם, סוג הממס, יחס מוצק-לממס וזמן מיצוי יכולה להיות ממוטבת לקבלת היעילות הגבוהה ביותר והתוצאות הכוללות הטובות ביותר. מכיוון שמיצוי על-קולי הוא שיטת מיצוי לא תרמית, ניתן להימנע מפירוק תרמי של החומרים הביו-אקטיביים וכתוצאה מכך איכות תמצית מעולה.
בסך הכל, יתרונות כגון תפוקה גבוהה, זמן מיצוי קצר, טמפרטורת מיצוי נמוכה ודרישות הממס המופחתות הופכים את הסוניקציה לשיטת המיצוי המועדפת.
Ultrasoniction מתחרה מיקרוגל במיצוי אנתוציאנין גרגרי הדס. הסוניקציה מהירה פי שלושה ממיצוי במיקרוגל.
ההשוואה בין אולטראסוני לעומת קונבנציונלי עם שייקר אמבט מים מראה זמן מיצוי מופחת משמעותית עבור סך הפנולים והפלבנואידים ממרווה כאשר נעשה שימוש במיצוי אולטרסאונד. מיצוי קולי דורש רק שליש מזמן השאיבה עם שייקר אמבט מים.
מיצוי קולי: הוקם במעבדה ובתעשייה
מיצוי קולי מוחל באופן נרחב עבור מיצוי של כל סוג של תרכובת ביו-אקטיבית מצמחים צמחיים, פטריות, אצות, חיידקים ותאי יונקים. מיצוי קולי נקבע כפשוט, חסכוני ויעיל ביותר המצטיין בטכניקות מיצוי מסורתיות אחרות על ידי תפוקות מיצוי גבוהות יותר ומשך עיבוד קצר יותר.
עם מערכות אולטרסאונד מעבדה, ספסל ותעשייתיות לחלוטין זמינות, מיצוי קולי הוא כיום טכנולוגיה מבוססת ואמינה. מחלצים קוליים Hielscher מותקנים ברחבי העולם במתקני עיבוד תעשייתיים לייצור תרכובות ביו-אקטיביות באיכות מזון ופארמה.
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!
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים לערבוב יישומים, פיזור, תחליב וחילוץ בקנה מידה מעבדתי, פיילוט ותעשייתי.
ספרות / מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
עקרון העבודה של מיצוי קולי
מיצוי קולי הוא שיטה נפוצה לבודד ולהפריד רכיבים ביו-אקטיביים מחומרים צמחיים. מכיוון שסוניקציה תואמת לכל סוג של ממס, הליך המיצוי העל-קולי יכול להיות מתוכנן בצורה אופטימלית לגבי תרכובות ביו-אקטיביות (כלומר, תרכובות המטרה), הקוטביות שלהן, מסיסותן, רגישות לחום וגורמים אחרים. התאמת תהליך הסוניקציה באופן ספציפי לתרכובת מסוימת או תרכובות שונות, ניתן לבחור את ההתקנה האידיאלית ביותר על מנת לקבל תמצית באיכות גבוהה במיוחד.
גלי אולטרסאונד המשולבים לתוך נוזל או תרחיף יוצרים תנודות עזות וקוויטציה אקוסטית. אקוסטי aka קולי cavitation נקבע על ידי התרחשויות מקומיות הפרשי לחץ גבוהים מאוד, כוחות גזירה סילונים נוזליים. כוחות אלה שוברים את דפנות התא, משבשים את תאי הצומח ומגבירים את מעבר המסה בין פנים התא לממס. בכך, חומרים ביו-אקטיביים משתחררים ביעילות לתוך הממס שמסביב, שממנו ניתן לבודד ולטהר בקלות מולקולות מטרה (למשל, על ידי אידוי רוטור, זיקוק בקיטור, או HPLC).
מיצוי אולטראסוני מתאי צמחים: החתך הרוחבי המיקרוסקופי (TS) מראה את מנגנון הפעולות במהלך מיצוי קולי מתאים (הגדלה 2000x)
[מקור: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.