Ultrazvučna ekstrakcija češnjaka bez otapala
Češnjak (Allium sativum) je bogat organosulfurnim spojevima (npr. alicin, glutation), koji potiču mnoge zdravstvene dobrobiti. Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana i učinkovita tehnika za proizvodnju visoko koncentriranih ekstrakata češnjaka. Ultrasonication rezultira visokim prinosima visokokvalitetnih ekstrakata punog spektra unutar vrlo kratkog vremena ekstrakcije.
Vrhunski ekstrakti češnjaka ultrazvučnom ekstrakcijom
Korištenje sonikatora za ekstrakciju alicina i organosumpornih spojeva iz češnjaka nudi nekoliko prednosti, uključujući visoke prinose i visoku kvalitetu ekstrakta češnjaka, brzu obradu i pristup bez otapala, ekološki prihvatljiv. Ovi čimbenici zajedno doprinose proizvodnji visokokvalitetnih ekstrakata češnjaka s poboljšanom bioaktivnošću i dosljednim sastavom, što ga čini preferiranom metodom za istraživače i industrije koji traže vrhunske proizvode dobivene od češnjaka.
U nastavku detaljno raspravljamo o korisnim učincima ekstrakcije češnjaka uz pomoć ultrazvuka:
- Prvo, sonikator tipa sonikatora koristi ultrazvučne valove, koji se prenose kroz sondu od titana, takozvanu sonotrodu, u medij za ekstrakciju. Mehanička energija ultrazvučnih valova stvara kavitacijske mjehuriće u tekućini, uzrokujući njihovo brzo kolabiranje. Tijekom tog procesa dolazi do intenzivne lokalne mikroturbulencije kao i do promjena tlaka i temperature. Ove sile potiču prekid staničnih stijenki češnjaka. Ovaj poremećaj olakšava oslobađanje alicina i drugih organosulfurnih spojeva zarobljenih unutar stanica, što dovodi do učinkovite ekstrakcije.
- Drugo, kontrolirana i precizna priroda sonikacije tipa sonde omogućuje prilagodbu procesa ekstrakcije. Proizvođači ekstrakata kao i istraživači mogu podesiti parametre kao što su vrijeme ultrazvuka, amplituda i temperatura kako bi optimizirali uvjete ekstrakcije, čime se maksimizira prinos alicina i organosumpornih spojeva, dok se razgradnja osjetljivih spojeva smanjuje na minimum. Ova razina kontrole ključna je za dobivanje visokokvalitetnih ekstrakata s dosljednim sastavom i snagom.
- Osim toga, proces sonikacije je relativno brz u usporedbi s tradicionalnim metodama ekstrakcije kao što su maceracija ili Soxhlet ekstrakcija. Ova učinkovitost ne samo da štedi vrijeme, već također pomaže u očuvanju svježine i bioaktivnosti ekstrahiranih spojeva. Kraće trajanje ekstrakcije smanjuje izloženost ekstrakta češnjaka toplini i kisiku, koji mogu razgraditi osjetljive organosumporne spojeve.
- Nadalje, ultrazvučna ekstrakcija je kompatibilna s bilo kojim otapalom, uključujući blaga i ekološki prihvatljiva otapala kao što su voda, vodeni etanol ili alkohol. Ovo je posebno važno kada se ekstrakt češnjaka proizvodi za upotrebu kao dodatak hrani, aroma, dodatak prehrani, nutraceutika ili farmaceutski proizvodi, gdje se mora izbjeći rizik od kontaminacije otapalima ili drugim kemikalijama, kako bi se osigurala čistoća i sigurnost konačnog proizvoda. proizvod.
Ultrazvučni homogenizator UIP2000hdT(2kW) sa šaržnim reaktorom sa kontinuiranim miješanjem
Ultrazvučna ekstrakcija alicina na bazi vode
Alicin je najzastupljenija molekula tiosulfinata pronađena u ekstraktu češnjaka. Alicin ima antibakterijsko, antivirusno, antigljivično, antiprotozoalno, antikancerogeno i hipoglikemijsko djelovanje, a poznato je i da podržava kardiovaskularno zdravlje i imunološki sustav. Farmakološke aktivnosti češnjaka uglavnom su povezane s reakcijama izmjene tiol-disulfida s proteinima koji sadrže tiol.
Za proizvodnju visoko koncentriranih ekstrakata češnjaka s velikim količinama organosumpornih spojeva, ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana i učinkovita tehnika za izolaciju tiola i drugih bioaktivnih tvari iz češnjaka. Sonikacija oslobađa tiole iz unutrašnjosti stanica češnjaka i omogućuje pripremu punog spektra ekstrakta biomolekula češnjaka. Za ultrazvučnu ekstrakciju češnjaka, voda se može koristiti kao otapalo, koje je netoksično, jeftino i ekološki prihvatljivo.
Poprečni presjek češnjaka prije i poslije sonikacije
studija i slike Bose et al. 2014
Sonikator UP200Ht za ekstrakciju alicina, organosumpornih spojeva i fitokemikalija iz češnjaka.
Protokoli ultrazvučne ekstrakcije alicina
Za ultrazvučnu ekstrakciju češnjaka uspostavljeno je nekoliko protokola. U znanstvenim je studijama nekoliko istraživačkih timova pokazalo da sonikacija daje visoku količinu alicina, aliina, organosumpornih spojeva i drugih fitokemikalija iz češnjaka.
Arzanlou i sur. (2010.) izvješćuju o ultrazvučnoj ekstrakciji alicina iz režnjeva češnjaka koristeći vodu kao otapalo. Koristili su 20 g ručno zgnječenih režnjeva češnjaka. Sonicirali su macerirani češnjak u 600 mL destilirane vode 5 minuta, koristeći Hielscher UP200S (200 watta) pri 100 % amplitudi. Za odvođenje topline korištena je ledena kupelj. Nakon ultrazvučne ekstrakcije, kaša od češnjaka je protisnuta kroz petoslojnu gazu. Suspenzija je prebačena u epruvetu od 50 mL i centrifugirana na 1258 g na 4ºC tijekom 20 minuta kako bi se preostali ostaci odvojili od tekućine. Supernatant je prebačen u sterilnu epruvetu od 50 mL i zatvoren za skladištenje.
Bose i sur. (2014.) usporedili su ekstrakciju ultrazvučnom sondom s tradicionalnom maceracijom, sonikacijom u kupki i mikrovalnom ekstrakcijom. Rezultati su pokazali da ekstrakcija ultrazvučnom sondom daje najveće prinose alicina.
Ismail i sur. (2014) izvješćuju o učinkovitoj ultrazvučnoj ekstrakciji biomolekula cisteina i glutationa koje sadrže sumpor iz lukovica češnjaka. Primijenili su ultrazvučnu ekstrakciju na bazi vode za ekstrakciju tiola iz lukovica češnjaka koristeći UP100H na postavci amplitude od 100%. Otkrili su da je optimalna koncentracija češnjaka 10% (w/v) u ekstrakciji u otvorenoj čaši. Kvantifikacija tiola provedena je metodom Ellman reagensa. Dobili su prinos ekstrakta od 0,170 mM tiola. Istraživači zaključuju da je ultrazvučna ekstrakcija na bazi vode jednostavna, sigurna i isplativa metoda za izolaciju tiola iz češnjaka.
- Bez otapala / na bazi vode
- Visoki prinos ekstrakcije
- Ekstrakti visoke kvalitete
- netermički
- Ekstrakti punog spektra
- brz proces
- Zeleno, ekološki prihvatljivo
- jednostavan i siguran rad
- slabo održavanje
- Brzi ROI
Visokoučinkoviti sonikatori za ekstrakciju češnjaka
Hielscher Ultrasonics ekstrakcijski sustavi koriste se diljem svijeta u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji za komercijalnu proizvodnju visokokvalitetnih biljnih ekstrakata koji se koriste kao dodaci hrani, dodaci prehrani i terapeutici. Bilo da je vaš cilj proizvesti manje serije ekstrakata češnjaka ili obraditi velike količine visokokvalitetnih botaničkih ekstrakata, Hielscher Ultrasonics ima idealan ultrazvučni ekstraktor za vas.
Konkurentske prednosti ultrazvučne ekstrakcije
Glavne prednosti ultrazvučne ekstrakcije bioaktivnih spojeva iz botaničkih materijala kao što je češnjak uključuju značajno smanjeno vrijeme ekstrakcije i obrade, njegovu ekološku prihvatljivost zbog ekstrakcije na bazi vode ili smanjene upotrebe otapala i zanemariv mali CO2emisija, niska količina energije koja se koristi, kao i jednostavan i siguran rad ultrazvučnih sustava.
Standardizacija procesa s Hielscher Ultrasonics
Ekstrakti koji se koriste u hrani ili lijekovima trebaju biti proizvedeni u skladu s dobrom proizvođačkom praksom (GMP) i prema standardiziranim specifikacijama obrade. Hielscher Ultrasonics digitalni sonikatori dolaze s inteligentnim softverom, koji olakšava precizno postavljanje i kontrolu procesa sonikacije. Automatsko snimanje podataka zapisuje sve parametre ultrazvučnog procesa kao što su energija ultrazvuka (ukupna i neto energija), amplituda, temperatura, tlak (kada su senzori temperature i tlaka montirani) s oznakom datuma i vremena na ugrađenu SD karticu. To vam omogućuje da revidirate svaku ultrazvučno obrađenu seriju. Istodobno je osigurana ponovljivost i kontinuirano visoka kvaliteta proizvoda. Robusnost svih Hielscher sonikatora omogućuje rad 24/7 pri teškim uvjetima rada iu zahtjevnim okruženjima.
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!
Literatura / Reference
- Arzanlou M., Bohlooli S. (2010): Inhibition of streptolysin O by allicin – an active component of garlic. Journal of Medical Microbiology Volume 59, Issue 9, 2010. 1044-1049.
- Ghasemi, Kamran; Bolandnazar, Sahebali; Tabatabaei, Seyed Jalal; Pirdashti, Hemmatollah; Arzanlou, Mohsen; Ebrahimzadeh, Mohammad; Fathi, Hamed (2015): Antioxidant properties of garlic as affected by selenium and humic acid treatments. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 43, 2015. 1-9.
- Nur Izzah Ismail, Yumi Zuhanis Has-Yun Hashim, Parveen Jamal, Hamzah MohdSalleh, Rashidi Othman (2014): Ultrasonic-Assisted Extraction of Thiols from Garlic Bulbs. Advances in Environmental Biology, 8(3) Special 2014. 725-728.
- Sankhadip Bose, Bibek Laha, Subhasis Banerjee (2014): Quantification of allicin by high performance liquid chromatography‐ultraviolet analysis with effect of post‐ultrasonic sound and microwave radiation on fresh garlic cloves. Pharmacognosy Magazine Vol 10, Issue 38. April-June 2014, S288-S293.
Činjenice koje vrijedi znati
Češnjak i njegove zdravstvene dobrobiti
Češnjak je bogat biomolekulama koje češnjaku daju moć kao ljekovite biljke i dodatka prehrani. 200 različitih spojeva doprinosi mnogim korisnim učincima češnjaka na zdravlje. Češanj češnjaka ima iznimno visok sadržaj organosumpornih spojeva, poput aliina, alicina i γ-glutamilcisteinskih spojeva poput γ-glutamil-S-alilcisteina, γ-glutamil-S-trans-1-propenilcisteina. Češnjak sadrži najmanje četiri puta više sumpora od drugog povrća bogatog sumporom poput luka, brokule i cvjetače. Ti spojevi koji sadrže sumpor daju češnjaku opor miris i okus.
Biomolekule koje sadrže sumpor nazivaju se sulfhidrilni spojevi i pripadaju skupini tiola. Nalaze se u svim tkivima i stanicama ljudskog tijela i igraju ključnu ulogu u mnogim vitalnim biokemijskim reakcijama. Cistein i glutation (GHS) dva su važna tiola prisutna u češnjaku. Cistein je aminokiselina koja sadrži sumpor i ima kemijski vrlo reaktivnu sulfhidrilnu skupinu. Glutation (GHS), tripeptid koji se sastoji od aminokiselina glutamata, cisteina i glicina, najprisutniji je sulfhidrilni spoj niske molekulske mase u ljudskom tijelu. Glutation djeluje kao super-antioksidans i ima vitalnu funkciju u ljudskom tijelu (npr. imunološki sustav).
alicin
Alicin je jedna od najvažnijih biomolekula u češnjaku koja pokazuje različite učinke na zdravlje. Alicin nije prisutan u netaknutom režnju češnjaka, ali se sintetizira kada se češnjak nareže ili zgnječi. Maceracijom tkiva češnjaka aktivira se enzim aliinaza. Alinaza inicira transformaciju aminokiseline aliin u alicin i druge aliltiosulfinate. Stvaranje alicina je brz proces, koji se završava u roku od nekoliko sekundi nakon zgnječenja svježe lukovice češnjaka.
ultrazvučna ekstrakcija – Princip rada akustične kavitacije
Princip rada ultrazvučne ekstrakcije (poznate i kao sono-ekstrakcija) temelji se na fenomenu akustične kavitacije. Ultrazvučno generirana kavitacija stvara velike sile smicanja, mikroturbulencije, mlazove tekućine i lokalno ograničene, ekstremne razlike temperature i tlaka. Mehanički učinci visokoučinkovitog ultrazvuka ometaju stanične stijenke, potiču prodiranje otapala u unutrašnjost stanice i povećavaju prijenos mase. Kao tehnika ne-termalne ekstrakcije, sonikacija sprječava toplinsku degradaciju bioaktivnih spojeva. Parametri ultrazvučnog procesa mogu se precizno podesiti prema sirovini i ciljanim tvarima, tako da je osigurana vrhunska kvaliteta ekstrakta.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.