Visokoučinkovita ekstrakcija đumbira sonikacijom
- Ultrazvučna ekstrakcija eteričnih ulja i aktivnih spojeva iz đumbira odlikuje se visokom učinkovitošću i visokim prinosima.
- Ultrazvučna ekstrakcija blag je, netoplinski postupak kojim se dobivaju visokokvalitetni ekstrakti.
- Dok su druge metode ekstrakcije ograničene u pogledu povećanja proizvodnog kapaciteta, sonikacija se može potpuno linearno skalirati na bilo koju razinu industrijske proizvodnje.
Ekstrakcija đumbira
Đumbir (Zingiber officinale) sadrži veliku količinu aktivnih spojeva poput eteričnih ulja, [6]-gingerola, oleorezina i drugih bioaktivnih fitokemikalija, koje su poželjne tvari zbog svojeg okusa, mirisa i farmakoloških učinaka.
Kako bi se aktivni spojevi đumbira mogli upotrijebiti, potrebno ih je ekstrakcijom osloboditi iz korijena đumbira (rizoma). Konvencionalne metode ekstrakcije đumbira, poput destilacije vodenom parom ili ekstrakcije otapalom, imaju nekoliko nedostataka: poznato je da zahtijevaju mnogo vremena, velike količine kemijskih otapala te imaju ograničen procesni kapacitet.
Ultrazvučna ekstrakcija gingerola
Ultrazvučna ekstrakcija netoplinska je metoda koja se temelji na principu kavitacije, snažnim smičnim silama i mikroturbulencijama koje mehanički razaraju stanične stijenke, istodobno olakšavajući oslobađanje staničnih sastojaka biljnog materijala u otapalo bez kemijske razgradnje. Blage temperature postupka štite željene ekstrakte (npr. antioksidanse, polifenole itd.) od toplinske razgradnje. Nadalje, ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija često se može provoditi u vodenim otapalima (= voda). Izbjegavanje organskih otapala (npr. acetona, heksana) posebno je važno za ekstrakciju spojeva koji se poslije ugrađuju u prehrambene i farmaceutske proizvode.
Sonikacija se primjenjuje za ekstrakciju funkcionalnih sastojaka iz brojnih različitih biljnih i tkivnih matriksa. Dokazano je da je brža od konvencionalnih tehnika ekstrakcije.
- blagi uvjeti postupka
- visok prinos
- brza ekstrakcija
- bez otapala
- siguran i jednostavan rad
- jednostavno povećanje proizvodnog kapaciteta
- visoka ukupna učinkovitost
- obrada u protočnom sustavu ili šaržna obrada
- brz povrat ulaganja
UIP2000hdT s miješalicom u spremniku za ekstrakciju
Vrhunska kvaliteta ekstrakta
Ekstrakcija ultrazvukom velike snage ima prednosti u odnosu na druge tradicionalne tehnike ekstrakcije, koje su često ograničene na male volumene. Ultrazvučna ekstrakcija može se provoditi kao šaržni postupak ili kao postupak u protočnom sustavu uz upotrebu protočne ćelije. Snažne ultrazvučne sile perforiraju ili razaraju stanični matriks tako da se sav unutarstanični materijal brzo i lako oslobađa, čime se postiže maksimalan prinos ekstrakcije. Svestranost ultrazvučne opreme osigurava jednostavan i lak postupak, a potrebno otapalo može se zamijeniti vodom ili se njegova količina može znatno smanjiti. Nadalje, blaga temperatura i kratko vrijeme ekstrakcije štite aktivne spojeve od razgradnje, čime se dobiva visokokvalitetan ekstrakt farmaceutske / prehrambene kvalitete.
Oprema Hielscher Ultrasonics
Hielscher Ultrasonics isporučuje snažne, pouzdane ultrazvučne sustave za obradu na laboratorijskom stolu, u pilot-postrojenju i u punom industrijskom opsegu, za bilo koji volumen. Naši robusni ultrazvučni sustavi mogu se upotrebljavati za šaržnu obradu i obradu u protočnom sustavu. Jednostavna i precizna kontrola svih parametara postupka osigurava dosljedno visoku kvalitetu ekstrakta i visoku učinkovitost postupka.
Tablica u nastavku daje pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | skupina uređaja UIP16000 |
Prilagođeni ultrazvučni sustav
Literatura / reference
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 13, Issue 6, 2006. 471-479.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Jacotet-Navarro, Magali; Rombaut, Natacha; Deslis, Simon; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Pierre, François-Xavier; Bily, Antoine; Chemat, Farid (2016): Towards a “dry” bio-refinery without solvents or added water using microwaves and ultrasound for total valorization of fruits and vegetables by-products. Green Chemistry2016.
Korisne činjenice
Đumbir
Đumbir je biljni izvor bogat prirodnim fenolnim i flavonoidnim antioksidansima.
Karakterističan miris i okus đumbira potječu od hlapljivih ulja koja čine 1–3% mase svježeg đumbira, a uglavnom se sastoje od zingerona, šogaola i gingerola, pri čemu je [6]-gingerol (1-[4′-hydroxy-3′-methoxyphenyl]-5-hydroxy-3-decanone) glavni spoj odgovoran za ljutinu.
Zingeron nastaje iz gingerola tijekom sušenja (uz zagrijavanje), manje je ljut i ima začinsko-slatku aromu. Neki smatraju da je zingeron, koji se naziva i vanililaceton, ključan sastojak odgovoran za ljutinu đumbira, no on kuhanom đumbiru daje „sladak” okus. Zingeron je po kemijskoj strukturi sličan drugim aromatskim spojevima poput vanilina i eugenola. Upotrebljava se kao dodatak za aromatiziranje u uljima začina te u parfumeriji za unošenje začinskih aroma.
Eterična ulja
Eterično ulje koncentrirana je hidrofobna tekućina koja sadrži hlapljive aromatske spojeve iz biljaka. Eterična ulja poznata su i kao hlapljiva ulja, eterska ulja, aetherolea ili jednostavno kao ulje biljke iz koje su ekstrahirana, poput ružina ulja, đumbirova ulja, sandalova ulja, ulja paprene metvice, limunova ulja ili ulja (slatke) naranče.
Eterična ulja široko se upotrebljavaju i mogu se naći u mnogim potrošačkim proizvodima, npr. u hrani i pićima za aromatiziranje, u parfemima i proizvodima za osobnu njegu radi mirisa te u medicini i farmaceutskim proizvodima radi terapijskih učinaka. Eterična ulja odlikuju se specifičnim mirisima. Eterična ulja odobrena su kao sigurni sastojci prehrambenih, medicinskih i terapijskih proizvoda.