Ultrazvučna ekstrakcija ljekovitog bilja

Bilje, začini i drugi biljni materijali bogati su fitokemikalijama, koje su cijenjene sastavnice ljekovitih i prehrambenih proizvoda. Sonikacija razara staničnu strukturu i oslobađa bioaktivne spojeve – čime se postižu veći prinosi i brža ekstrakcija. Kao netoplinski postupak, sonikacija je blaga tehnika ekstrakcije koja sprječava toplinsku razgradnju ekstrakta. Zbog tih je svojstava ekstrakcija ultrazvučnim ekstraktorima sa sondom superiorna tehnika za dobivanje visokokvalitetnih biljnih ekstrakata.

Ultrazvučna ekstrakcija antioksidansa

Antioksidansi su bioaktivni spojevi koji hvataju radikale, a nalaze se u biljkama. Antioksidansi poput vitamina C, vitamina E, tiola itd. farmakološki su aktivne tvari koje se upotrebljavaju za poboljšanje zdravlja i liječenje bolesti.
Zbog visoke učinkovitosti postupka, ultrazvučna ekstrakcija omogućuje upotrebu vrlo širokog raspona sirovina za izolaciju antioksidansa. Osim iz biljaka poput ljekovitog bilja, voća i povrća, visokokvalitetni antioksidansi mogu se ultrazvučno ekstrahirati i iz materijala male vrijednosti ili otpadnih materijala poput ljuski, stabljika, sjemenki, kora, jezgri, korijenja itd.

U ovom videozapisu prikazana je ultrazvučna ekstrakcija iz hmelja (humulus lupulus). Ultrazvučnim uređajem UP200Ht ekstrahiraju se kariofilen i drugi spojevi.

Ultrazvučna ekstrakcija adaptogena

Adaptogeni poput tanina polifenolne su, često adstringentne molekule poznate po sposobnosti povećanja tolerancije stanica sisavaca na stres. Te su molekule zarobljene u biljnoj stanici. Za dobivanje adaptogena visoke bioraspoloživosti molekule se moraju osloboditi iz biljnog materijala. Ultrazvučno razaranje stanica otvara stanice razbijanjem staničnih stijenki i povećanjem prijenosa tvari između unutrašnjosti stanice i okolnog otapala. Zbog svojeg izrazito učinkovitog mehanizma djelovanja sonikacija je pouzdana i učinkovita metoda za izolaciju visokokvalitetnih adaptogena uz visoke prinose.

Zašto upotrebljavati sonikator za ekstrakciju ljekovitog bilja?

Sonikatori sa sondom etablirana su tehnologija za jednostavnu, a ipak vrlo djelotvornu ekstrakciju visokokvalitetnih ekstrakata iz bilja. U industriji biljnih ekstrakata sonikacija je preferirana metoda ekstrakcije za proizvodnju biljnih ekstrakata zbog nekoliko prednosti koje ultrazvučnu tehniku čine vrlo djelotvornom i učinkovitom. Pogledajmo neke od ključnih razloga:

Povećana učinkovitost ekstrakcije: Sonikacija sondom upotrebljava visokofrekventne zvučne valove koji se dovode izravno kroz sondu uronjenu u ekstrakcijski medij. Ti ultrazvučni valovi stvaraju kavitacijske mjehuriće koji se brzo šire i urušavaju u blizini površine ljekovitog bilja. Ta pojava stvara intenzivno lokalizirano miješanje i mikrostrujanje, čime se znatno poboljšava prijenos bioaktivnih spojeva iz bilja u otapalo. Zbog toga se u usporedbi s tradicionalnim metodama ekstrakcije učinkovito ekstrahira više bioaktivnih sastavnica, što dovodi do većih prinosa ljekovitih spojeva.

Skraćeno vrijeme ekstrakcije: Sonikacija ubrzava postupak ekstrakcije poticanjem brze i učinkovite difuzije otopljene tvari. Intenzivno miješanje uzrokovano kavitacijom omogućuje temeljitije prodiranje otapala u biljnu matricu, čime se skraćuje potrebno vrijeme ekstrakcije. U usporedbi s konvencionalnim metodama poput maceracije ili perkolacije, koje mogu trajati nekoliko sati ili čak dana, sonikacija može postići sličnu učinkovitost ekstrakcije u znatno kraćem vremenu, često u svega nekoliko minuta.

Očuvanje bioaktivnih spojeva: Sonikacija sondom odvija se pri nižim temperaturama u usporedbi s konvencionalnim tehnikama ekstrakcije koje uključuju visoke temperature ili dugo vrijeme izlaganja. Ta prednost sprječava razgradnju bioaktivnih spojeva osjetljivih na toplinu prisutnih u ljekovitom bilju, čime se osigurava snažniji i terapijski vredniji ekstrakt.

Selektivnost: Sonikacija se može prilagoditi određenim frekvencijama i razinama snage, čime se omogućuje selektivna ekstrakcija ciljanih spojeva iz ljekovitog bilja. Optimizacijom parametara sonikacije moguće je preferencijalno ekstrahirati određene bioaktivne sastavnice, što dovodi do ekstrakata s višom koncentracijom željenih ljekovitih svojstava.

Mogućnost povećanja opsega i jednostavnost upotrebe: Sustavi za sonikaciju sondom omogućuju povećanje opsega i mogu se lako prilagoditi kako malim laboratorijskim ekstrakcijama tako i industrijskim primjenama velikog opsega. Tehnika je relativno jednostavna za primjenu i ne zahtijeva složenu opremu, što je čini pristupačnom i praktičnom za različite uvjete rada.

Ekološka prihvatljivost: U usporedbi s nekim tradicionalnim metodama ekstrakcije koje uključuju upotrebu organskih otapala i velikih količina vode, sonikacija općenito zahtijeva manje otapala i skraćuje ukupno vrijeme ekstrakcije. To dovodi do ekološki prihvatljivijeg i održivijeg postupka ekstrakcije uz manje nastajanja otpada.

Općenito, sonikacija sondom postala je preferirana metoda ekstrakcije za proizvodnju ekstrakata ljekovitog bilja zbog svoje sposobnosti osiguravanja većih prinosa ekstrakcije, kraćeg vremena ekstrakcije, poboljšane selektivnosti i očuvanja bioaktivnih spojeva, što je čini vrijednim alatom u području biljne medicine i istraživanja prirodnih proizvoda.

U ovoj prezentaciji upoznajemo Vas s proizvodnjom biljnih ekstrakata. Objašnjavamo izazove proizvodnje visokokvalitetnih biljnih ekstrakata i kako Vam sonikator može pomoći da ih prevladate. Prezentacija prikazuje kako funkcionira ultrazvučna ekstrakcija. Saznat ćete koje prednosti možete očekivati pri uporabi sonikatora za ekstrakciju i kako ultrazvučni ekstraktor možete uključiti u proizvodnju svojih ekstrakata.

Prednosti:

Visok prinos
Visoka kvaliteta
Superiorna bioraspoloživost
Blag postupak
Brza ekstrakcija
Siguran postupak
Bez otapala ili uz blaga otapala
Jednostavno rukovanje

Sustavi za ultrazvučnu ekstrakciju biljnih ekstrakata

Hielscher Ultrasonics ima dugogodišnje iskustvo u postupcima ultrazvučne ekstrakcije iz biljnih materijala za prehrambenu, farmaceutsku i kozmetičku industriju. Od kompaktnih ultrazvučnih uređaja za razaranje stanica za laboratorij i proizvodnju malog opsega do potpuno komercijalnih ultrazvučnih ekstraktora za proizvodnju velikih količina ekstrakata, Hielscher Ultrasonics nudi cjelokupan raspon sonikatora, a time i najprikladniji ultrazvučni uređaj za vašu primjenu. Svi ultrazvučni uređaji Hielscher vrlo su robusni i izrađeni za rad 24/7 pod punim opterećenjem. Industrijski sonikatori Hielscher Ultrasonics mogu postići vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano održavati tijekom rada 24/7. Za još više amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.
Inteligentna softverska rješenja poput digitalnog upravljanja, automatskog bilježenja podataka, daljinskog upravljanja putem preglednika i automatskog podešavanja frekvencije osiguravaju pouzdanu sonikaciju i kontinuirani učinak. Širok raspon dodatne opreme, uključujući sonotrode (ultrazvučne sonde / rogove / vrhove) različitih veličina i oblika, protočne ćelije različitih veličina i geometrija, rogove za pojačavanje amplitude te senzore temperature i tlaka, omogućuje optimalnu konfiguraciju za sonikaciju.
Obratite nam se sada sa zahtjevima svojeg postupka ekstrakcije! Naš će vas tim rado savjetovati i preporučiti vam najučinkovitiji ultrazvučni ekstraktor.

Povezane teme

Literatura / reference

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Korisne činjenice

Antioksidansi

Prah kane od osušenih maceriranih listova kane sirovina je za ultrazvučnu ekstrakciju spoja lawson i drugih bioaktivnih spojeva. Antioksidans se definira kao molekula koja inhibira reakciju oksidacije, sprječavajući proces razgradnje drugih molekula. Oksidacija je kemijska reakcija koja stvara slobodne radikale, što dovodi do lančanih reakcija koje mogu uzrokovati oštećenje stanica. Antioksidansi poput tiola ili askorbinske kiseline (vitamina C) prekidaju te oksidacijske lančane reakcije.
Antioksidansi se široko upotrebljavaju kao konzervansi u prehrambenim proizvodima kako bi djelovali kao fitokemikalije protiv njihova kvarenja. Primjerice, antioksidansi se dodaju hrani i uljima bogatima nezasićenim mastima jer su nezasićene masne kiseline sklone oksidacijskoj razgradnji, zbog koje ulje užegne.

Adaptogeni

Adaptogeni ili adaptogeni spojevi molekule su koje potiču homeostazu, što znači da smanjuju osjetljivost stanica na stres. Adaptogeni se nalaze u bilju i povrću, primjerice u biljkama i gljivama kao što su ginseng, šisandra, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, sladić, rodiola, sveti bosiljak, astragalus, reishi i maca.
Primijenjeni kao farmakološki aktivne tvari (kao lijek ili dodatak prehrani), adaptogeni su poznati po učincima poboljšanja sposobnosti, antidepresivnim, umirujućim ili razbuđujućim učincima. Učinak je povezan s određenom primijenjenom adaptogenom tvari. Za poboljšanje sposobnosti uspješno se upotrebljavaju biljke poput ashwangadha i moringe, dok su gljiva cordyceps, jiaogulan i rhaponicum poznati kao adaptogeni protiv starenja. Za smanjenje stresa i tjeskobe upotrebljavaju se adaptogeni iz ginsenga, svetog bosiljka, gljive reishi ili šisandre.
Adaptogeni za upotrebu kao dodatak prehrani i za medicinsku primjenu uglavnom se pripremaju kao tonici ili kapsule.