Činjenice koje vrijedi znati

Ultrazvučna ekstrakcija – princip rada

Ultrazvučna ekstrakcija je mehanička metoda za oslobađanje i izolirati unutarstanični spoj iz stanica matrice kao što su biljne stanice. Kada se ultrazvučni valovi velike snage uparuju u kašu (npr. koji se sastoji od maceriranog biljnog čestica u vodi ili otapalu), visoko energetski ultrazvučni valovi stvaraju kavitaciju. Pojava kavitacije dovodi lokalno do ekstremnih temperatura, pritisaka, brzine grijanja/hlađenja, diferencijala tlaka i visokih sila smicanja u mediju. Kada kavitacijski mjehurići implodiju na površini krutih tvari (kao što su čestice, biljne stanice, tkiva itd.), mikro-mlaznice i interpartiklucijski sudar stvaraju učinke kao što su površinsko ljuštenje, erozija i razgradnja čestica. Osim toga, implozija mjehurića kavitacije u tekućim medijima stvaraju makroturbulencije i mikro-miješanje.
Ultrazvučno zračenje predstavlja učinkovit način za poboljšanje procesa prijenosa mase, jer sonikacija rezultira kavitacijom i njegovim srodnim mehanizmima kao što su mikros-pokret tekućim mlaznicama, kompresija i dekompresija u materijalu s naknadnim poremećajstaničnih zidova, kao i visoke stope grijanja i hlađenja.

Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnih stanica: mikroskopski transverzalni dio (TS) pokazuje mehanizam djelovanja tijekom ultrazvučnog ekstrakcije iz stanica (povećanje 2000x) [resurs: Vilkhu et Al. 2011]

Ultrasonication biljnog materijala fragmentira matricu biljnih stanica i poboljšava hidrataciju iste. Chemat et al. (2015) zaključiti da ultrazvučni vađenje bioaktivnih spojeva iz bilja je rezultat različitih neovisnih ili kombiniranih mehanizama, uključujući fragmentaciju, erozije, kapilarnost, detexturation, i sonoporation. Ovi efekti ometaju staničnu stijenku, poboljšati prijenos mase guranjem otapala u ćeliju i sisajući fito-spoj opterećen otapalo van, i osigurati tekuće kretanje mikro-miješanje.

Koje su glavne prednosti ultrazvučne ekstrakcije?

• Brz proces i visoka snaga
• Niska potrošnja energije
• Smanjeni trošak obrade
• Netermalna tehnologija
• Veća čistoća
• Zelena tehnologija

Akustična kavitacija i njegovi učinci

U tekućini, ultrazvučni valovi stvaraju intenzivne izmjenične cikluse visokog tlaka / niskog tlaka, što rezultira stvaranjem mjehurića kavitacije. Tijekom nekoliko ciklusa tlaka, kavitacija mjehurići rastu dok ne dođu do granice, gdje mjehurić ne može apsorbirati više energije. U ovom trenutku mjehurić implodira nasilno. Tijekom implozije mjehurića ekstremnim uvjetima kao što su visoke temperature do 5000K, pritisci do 2000atm, vrlo visoke brzine grijanja / hlađenja javljaju. Budući da je mjehurić kolaps dinamika su brže od mase i prijenosa topline, energija u urušavanje šupljine je ograničena na vrlo maloj zoni, također se naziva "hot spot". Implozija kavitacijskog mjehurića također rezultira mikroturbulencijama, tekućim mlazovima brzine do 280 m/s i rezultirajućom smicanje sile. Ovaj fenomen je poznat kao ultrazvučna ili akustična kavitacija.

Ultrazvučna ekstrakcija se temelji na akustičnoj kavitacije i njegove hidrododinamske sile smicanja

Katehini

Zeleni čaj je poznato da je bogat polifenola kao što su caffeic kiselina, galatilna kiselina, katehin, epicatechin, gallocatechin, katehin gallate, gallocatechin gallate, epicatechin gallate, epigallocatechin, i epigallocatechin gallate (EGCG), što čini zeleni čaj a hrane koja se konzumira kao piće i kao ekstrakt. EGCG je poznati katehin, koji je prisutan u velikim količinama u suhim listovima zelenog čaja (7380 mg na 100 g), bijeli čaj (4245 mg na 100 g), te u manjim količinama u crnom čaju (936 mg na 100 g). Tijekom proizvodnje crnog čaja, katehini se uglavnom pretvaraju u teaflavine i tearubigins putem polifenola oksidaza.

Zdravstvene prednosti Epigallocatechin Gallate (EGCG)

Od grupe katehina, epigallocatechin gallate (EGCG) je najviše istražena i najperspektivnija jedan. Od protiv raka, antioksidativni, anti-upalni, anti-fibroza, anti-kolagenaza imunološki sustav jačanje i anti-starenje efekte, EGCG pokazuje mnoge prednosti i stoga se konzumira u obliku zelenog čaja pića, kao i u obliku dodataka prehrani kao što su kapsule, prašci, tablete itd.
Istraživanja pokazuju da katehini poput epigallocatechin gallate (EGCG) može smanjiti upalu i može spriječiti određene kronične bolesti, kao što su bolesti srca, dijabetes, i neki oblici raka.

EGCG i antitumorski učinci

Budući da je rak često po život opasna bolest, antitumorska svojstva EGCG su pod teškim istraživanjima. Studije pokazuju da EGCG može inhibirati tumorogenezu smanjenjem ili uklanjanjem karcinogenih učinaka. Postoje nalazi koji pokazuju da EGCG sprječava diethylnitrosamine-inducirana pretilosti vezane uz pretilost tumorigenesis inhibicijom IGF/IGF-1R osi, poboljšanje hiperinzulinemija, i ublažavanje kronične upale. Još jedan mechnaism EGCG je antitumorski učinak je inhibicija angiogeneze i time obuzdavanje proliferacije tumora.

EGCG i njegovi antioksidativni učinci

Bezbroj antioksidativni procesi javljaju u ljudskom tijelu i doprinose zdravlju, snage i dobrobiti. EGCG je antioksidans. Antioksidansi mogu zaštititi od oštećenja stanica čišćenjem slobodnih radikala i neutraliziranjem. Fenolni prstenovi u EGCG strukturi djeluju kao elektronske zamke i čistači slobodnih radikala, inhibiraju stvaranje reaktivnih vrsta kisika i smanjuju time štete uzrokovane oksidativnim stresom.

EGCG i njegovi protuupalni učinci

Inflammation can be caused by disease, chronic stress and environmental pollution. The body reacts to such stress factors with inflammation, which is characterised by the aggregation of a large number of immune cells at the inflammatory sites, the release of proinflammatory cytokines, and reactive oxygen/nitrogen species (ROS/RNS). ROS/RNS are related to the activation of transcription factor NF-B and activator protein-(AP-)1. After activation, NF-jB and AP-1 transfer from the cytoplasm to the nucleus and upregulate a variety of inflammatory gene expressions, which subsequently cause an exacerbated inflammatory response and tissue damage.
EGCG inhibira prijenos NF-B i AP-1 da je ekspresija iNOS i COX-2 je smanjena uglavnom čišćenje dušikovog oksida, peroksintrita, i drugih ROS /RNS i proizvodnju upalnih čimbenika je smanjena.

EGCG i njegovi učinci na osteogenesis promociju

Osteoporoza je teška bolest karakterizirana degeneracijom koštane matrice i gubitkom gustoće kostiju. EGCG pokazuje regulatorne učinke na metabolizam kostiju. EGCG može inducirati apoptozu osteoklasta i inhibirati stvaranje osteoklasta blokirajući stvaranje NF-B i IL-1b. Nadalje, to može promovirati stvaranje mineraliziranih koštanih čvorova.
[usp. chenyu Chu; Jia Deng; Yi Man; Yili Qu (2017): Ekstrakti zelenog čaja Epigallocatechin-3-gallate za različite tretmane. BioMed Research International Vol. 2017]