Ultrazvučna ekstrakcija polifenola iz Baggibuti (Stachys parviflora)
Ekstrakti biljke Baggibuti (Stachys parviflora L.) cijenjeni su kao biljni lijek koji se koristi za liječenje grčeva, artralgije, epilepsije, padajuće bolesti i drakunkuloze. Ultrazvučni ekstraktori uspješno se primjenjuju za izolaciju polifenola i drugih fitokemikalija iz Stachys parviflora.
Što čini ultrazvučnu ekstrakciju superiornom? – Princip rada & Prednosti Power-Ultrasonics
TKada se bioaktivni spojevi (tj. fitokemikalije, sekundarni metaboliti) trebaju izolirati iz biljaka, stanične strukture biljnog materijala moraju se poremetiti kako bi se oslobodili ciljni spojevi. Ultrazvučna ekstrakcija vrlo je učinkovita metoda za izolaciju kompletne količine fitokemikalija iz biljaka (npr. Stachys parviflora, bilja itd.) unutar brzog procesa ekstrakcije. Primjena ultrazvuka velike snage proizvodi jake efekte kavitacije, smetnje/turbulencije, strujanje tekućine velike brzine. Ove ultrazvučne sile potiču razbijanje stanica i miješanje na makro i mikrorazini. Nadalje, prodiranje otapala, otapanje bioaktivnih spojeva i prijenos mase značajno su poboljšani. To čini ekstrakciju potpomognutu ultrazvukom vrlo učinkovitom, što rezultira vrhunskim prinosima ekstrakta u kratkom vremenu procesa.
Ultrazvučni ekstraktor UP400St (400W, 24kHz) s mješalicom za ekstrakciju bioaktivnih metabolita iz biljaka kao što je Stachys parviflora (također poznat kao baggibuti).
Dobrobiti fitokemikalija iz Baggibuti (Stachys parviflora)
Stachys parviflora L., poznatiji kao "Baggibuti", je vrsta Lamicae. Spojevi Stachys parviflora kao što su iridoidi, flavonoidi, fenolne kiseline i diterpenoidi prijavljeni su kao sekundarni metaboliti poznati po svojim antinefritičnim, protuupalnim svojstvima, hvatanju radikala i antimikrobnim svojstvima.
Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih spojeva iz Baggibuti (Stachys parviflora)
Ultrazvučna ekstrakcija, također poznata kao ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija (UAE), znanstveno je dokazana i industrijski uspostavljena tehnologija za izolaciju bioaktivnih spojeva kao što su polifenoli, flavonoidi, terpeni i mnogi drugi sekundarni metaboliti iz biljaka.
Ekstrakcija Baggibuti (Stachys parviflora): princip rada i protokol
Ultrazvučna ekstrakcija je blaga, netermalna, ali vrlo učinkovita tehnika ekstrakcije, koja se temelji isključivo na mehaničkim silama. Time su osjetljivi botanički spojevi zaštićeni od toplinske degradacije, ali su prinosi ekstrakta dobiveni ultrazvučnom obradom iznimno visoki i vrhunske kvalitete.
Ultrazvuk velike snage za ekstrakciju
Mehanizam intenziviranja ekstrakcije niskofrekventnog ultrazvuka visokog intenziteta uglavnom se pripisuje fenomenu akustične kavitacije. Kada se kavitacijski mjehurići kolabiraju na površini botaničkog materijala, erozija i sonoporacija razbijaju matricu biljnih stanica (kao što je Stachys parviflora), što rezultira uništavanjem stanične strukture i oslobađanjem unutarstaničnih tvari kao što su polifenoli i druge fitokemikalije. Time intenzivirani prijenos mase olakšava otpuštanje molekula kao što su proteini, lipidi i fitokemikalije.
Ultrazvučno generirane sile smicanja poboljšavaju prodiranje otapala u stanični matriks botaničke tvari i poboljšavaju propusnost staničnih membrana. Ovi mehanizmi snage ultrazvuka odgovorni su za značajno intenziviranje procesa postignuto kada se ultrazvuk primjenjuje za botaničku ekstrakciju.
SEM s površine Stachys parviflora, (a) netretirani uzorak, (b) maceracija, (c) optimizirana ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom (UAE) (UP200Ht, vrijeme tretmana 4 min, 74,5 % visokog intenziteta i 74,2 % čistoće otapala)
Studija i slika: ©Salarbashi et al., 2016
Protokol ultrazvučne ekstrakcije za fenole iz Baggibutija
Istraživački tim Salarbashi ekstrahirao je polifenolne spojeve iz lišća Stachys parviflora pomoću ultrazvučnog ekstraktora UP200Ht (200W, 26kHz). Za usporednu ekstrakcijsku studiju ultrazvučne ekstrakcije i maceracije, osušeni nadzemni dijelovi (ubrani tijekom faze cvatnje) S. parviflora su samljeveni u prah s prosječnom veličinom čestica manjom od 149 µm. Botanička ekstrakcija je provedena na temperaturi od 35°C, prirodnom pH, korištenjem metanola (60, 80 i 100 % (v v-1)) kao otapala u vremenskim intervalima od 4, 7 i 10 minuta.
Za ultrazvučnu ekstrakciju korišten je Hielscher ultrasonicator tipa sonde UP200Ht (200W, 26kHz). Amplituda ultrazvučnog ekstraktora UP200Ht postavljena je na 100%. Intenzitet ultrazvučnog tretmana bio je 21,8346 Wcm-2 pri 100% amplitudi.
Rezultati analize ultrazvučno proizvedenog ekstrakta otkrili su da se ukupni sadržaj flavonoida (TFC) u ekstraktima linearno povećao s ultrazvučnim tretmanom, dok je vrijeme ekstrakcije imalo suprotan učinak na TFC. Najveći ukupni sadržaj flavonoida dobiven je pri ultrazvučnoj obradi u trajanju od 4 minute. (t = 4 min).
Kafeinska kiselina, taninska kiselina, kvercetin, transferulična kiselina i ružmarinska kiselina su pronađeni kao glavni fenolni spojevi u ultrazvučno proizvedenom ekstraktu.
Na temelju SEM slika, jasno je vidljivo da ultrazvučna obrada i njezina rezultirajuća akustična kavitacija definitivno igraju važnu ulogu u učinkovitom razbijanju stanične stijenke i strukture biljnog materijala, a prinos ekstrakcije je poboljšan ultrazvučnim vibracijama i kavitacijskim mikrostrujanjem . Ovim učincima izazvanim snažnim ultrazvukom, ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija pojačava proces bubrenja i omekšavanja staničnih stijenki putem hidratacije pektinskog materijala iz srednje lamele. Posljedično, matriks biljnih stanica se razbija, što kasnije dovodi do puno bržeg i učinkovitijeg oslobađanja bioaktivnih metabolita nego kod drugih klasičnih metoda ekstrakcije. SEM slike otkrivaju da je učinkovitost ultrazvučne ekstrakcije fenolnih spojeva. Kao blaga, netermalna metoda ekstrakcije, ultrazvuk daje vrhunske antioksidativne i antimikrobne aktivnosti koje nadmašuju ekstrakte proizvedene konvencionalnim tehnikama ekstrakcije.
(usp. Salarbashi i sur., 2016.)
HPLC kromatogram iz ekstrakta Stachys parviflora, koji je izoliran pod optimiziranim uvjetima ultrazvučne ekstrakcije
Studija i slika: ©Salarbashi et al., 2016
- veći prinosi
- Vrhunska kvaliteta
- brza ekstrakcija
- Odaberite željeno otapalo
- Nema toplinske degradacije
- Radi sa svježim i osušenim botaničkim materijalom
- Precizno kontrolirani uvjeti
- Isplativo
Ultrazvučni uređaji visokih performansi za ekstrakciju Stachys parviflora
Pametne značajke Hielscher ultrazvučnih uređaja dizajnirane su da jamče pouzdan rad, ponovljive rezultate i jednostavnost korištenja. Operativnim postavkama može se jednostavno pristupiti i birati putem intuitivnog izbornika, kojem se može pristupiti putem digitalnog zaslona u boji osjetljivog na dodir i daljinskog upravljača preglednika. Stoga se svi uvjeti obrade kao što su neto energija, ukupna energija, amplituda, vrijeme, tlak i temperatura automatski bilježe na ugrađenu SD karticu. To vam omogućuje da revidirate i usporedite prethodne postupke sonikacije i optimizirate ekstrakciju eteričnog ulja iz Stachys parviflora (baggibuti) do najveće učinkovitosti.
Hielscher Ultrasonics sustavi koriste se diljem svijeta za proizvodnju visokokvalitetnih botaničkih ekstrakata. Hielscher industrijski ultrasonicators može lako pokrenuti visoke amplitude u kontinuiranom radu (24/7/365). Amplitude do 200 µm mogu se jednostavno kontinuirano generirati sa standardnim sonotrodama (ultrazvučne sonde / rogovi). Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Zbog svoje robusnosti i malog održavanja, naši ultrazvučni sustavi ekstrakcije obično se postavljaju za teške primjene iu zahtjevnim okruženjima.
Kontaktirajte nas sada kako biste saznali više o ultrazvučnoj botaničkoj ekstrakciji, našim ultrazvučnim sustavima ekstrakcije i informacijama o cijenama! Naše iskusno osoblje rado će s vama razgovarati o vašoj prijavi i zahtjevima za obradu!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- Salarbashi D.; Attaran Dowom S.; Fazly Bazzaz B.S.; Khanzadeh F.; Soheili V.; Mohammadpour A. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys Parviflora L. Iranian Journal of Basic Medicinal Science 19, 2016. 829-841.
- Majd, Mojtaba; Rajaei, Ahmad; Bashi, Davoud; Mortazavi, Seyyed; Bolourian, Shadi. (2014): Optimization of ultrasonic-assisted extraction of phenolic compounds from bovine pennyroyal (Phlomidoschema parviflorum) leaves using response surface methodology. Industrial Crops and Products 57. 2014. 195–202.
- M. Z. Borhan, R. Ahmad, M. Rusop, S. Abdullah (2013): Green Extraction: Enhanced Extraction Yield of Asiatic Acid from Centella asiatica (L.) Nanopowders. Journal of Applied Chemistry, Vol. 2013.
- 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.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.