Ultrasonication nadmašuje druge metode ekstrakcije brzinom
Brzi postupak ultrazvučne ekstrakcije i iz toga koji rezultiraju uštedom vremena u proizvodnji ekstrakta jedna su od mnogih prednosti ultrazvučne ekstrakcije bioaktivnih spojeva iz biljaka. Ultrazvučna ekstrakcija je znanstveno uspoređena s alternativnim tehnikama ekstrakcije kao što su superkritična ekstrakcija CO2, maceracija, toplinski refluks, Soxhlet, ili mikrovalna ekstrakcija, a rezultati istraživanja dokazuju značajnu prednost ultrazvukom u pogledu brzine ekstrakcije i prinosa.
Ultrasonication kao postupak brzog ekstrakcije
Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih spojeva poznata je po visokim prinosima, visokokvalitetnim ekstraktima, kratkom vremenu ekstrakcije, niskoj potrošnji energije i sposobnosti rada s vrlo blagim otapalima. Svi ovi čimbenici doprinose izvanrednoj ukupnoj učinkovitosti ultrazvučne ekstrakcije bioaktivnih sastojaka iz biljnih materijala.
Ispod možete pronaći izbor znanstvenih istraživačkih izvješća, u kojima ultrazvučna ekstrakcija (također ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija / UAE) uspoređene su s drugim tehnikama ekstrakcije kao što su maceracija, Soxhlet, toplinsko-refluks, superkritični CO2i vađenje mikrovalne pećnice.
ultrasonicator UP400St za brzo vađenje biljaka u serijskom načinu rada
| Aplikacija za izdvajanje | Ultrazvučno vrijeme ekstrakcije | Alternativno vrijeme metode ekstrakcije | Dodatne informacije | Izvor |
|---|---|---|---|---|
| Ekstrakcija antocijanina iz bobica mirte | 5 min | 15 min Mikrovalna |
ultrasonicator UP200S | Gonzalez i sur., 2019 |
| Boldo napusti vađenje | 5-30 minuta | 15-90 min Maceracija |
ultrasonicator UIP1000hdT "Možemo vidjeti da je od 5 do 30 minuta ultrazvukom, prinos je jednak prinosu konvencionalne maceracije na 15 do 90 minuta: UAE zahtijeva trećinu vremena za izdvajanje topljivog materijala lišća u konvencionalnoj maceraciji." |
Petigny et al., 2013. |
| Vađenje ukupnih fenola i flavonoida iz kadulje | 11 min | 30 min konvencionalna ekstrakcija s tresačem vodene kupelji na 60ºC |
Ultrazvučni ekstrakti UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Vađenje polifenola lista masline | 21 min | 60min konvencionalna ekstrakcija toplinskog refluksa |
ultrasonicator UP400S | Dobrinčić i dr., 2020. |
| Vađenje bioaktivnih fenola iz listova Malva sylvestrisa | 49 min 48°C na 110W |
5 sati agitirana ekstrakcija kreveta pri 150 okretaja u minuti |
ultrasonicator UP200S Analiza HPLC-a pokazala je da se koncentracija bioaktivnih fenola znatno povećala (p≺0,05) u skladu s optimalnim UAE uvjeti. |
Bimakr et al., 2017 |
| Vađenje lipida iz sjemena zimske dinje (Benincasa hispida) | ∼36 min | Superkritična ekstrakcija ugljičnog dioksida u kombinaciji s tehnikom ljuljanja tlaka (SCE-PST) (∼50 min), superkritični CO2 (∼97 min), te konvencionalnu ekstrakciju Soxhleta (∼360 min) | usporedba superkritičnog ugljičnog dioksida (sCO2), ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija (UAE), superkritična ekstrakcija ugljičnog dioksida u kombinaciji s tehnikom ljuljačke tlaka (SCE-PST), a ekstrakcija Soxhleta pokazuje da je UAE najučinkovitija i najbrža tehnika ekstrakcije. | Bimakr et al. (2015) |
usporedba superkritičnog ugljičnog dioksida (sCO2), ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija (UAE), superkritična ekstrakcija ugljičnog dioksida u kombinaciji s tehnikom ljuljačke tlaka (SCE-PST) i ekstrakcija Soxhleta pokazuje da UAE je najučinkovitija i najbrža tehnika ekstrakcije.
- Visoka učinkovitost ekstrakcije
- Vrhunski prinosi ekstrakcije
- brz proces
- Niske temperature
- Pogodno za izdvajanje termolabilnih spojeva
- Kompatibilan s bilo kojim otapalom
- Niska potrošnja energije
- Tehnika ekstrakcije zelene boje
- Jednostavan i siguran rad
- Niska ulaganja i operativni troškovi
- 24/7 operacija pod teškom
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za ekspresnu izolaciju spojeva
Hielscherova najsuvremenija ultrazvučna oprema omogućuje brzo vađenje visokokvalitetnih bio-molekula iz biljaka. Potpuna kontrola nad parametrima procesa kao što su amplituda, temperatura, tlak i unos energije omogućuju najučinkovitije i najblaže uvjete ekstrakcije koji proizvode neoštećene, visoko bioaktivne ekstrakte. Optimiziranje ultrazvučnih parametara ekstrakcije kao što su veličina čestica sirovine, tip otapala, omjer čvrstog i otapala i vrijeme ekstrakcije može se optimizirati za najveću učinkovitost i najbolje ukupne rezultate. Budući da je ultrazvučna ekstrakcija ne-termička metoda ekstrakcije, toplinska razgradnja bioaktivnih sastojaka može se izbjeći što rezultira vrhunskom kvalitetom ekstrakta.
Sve u svemu, prednosti kao što su visok prinos, kratko vrijeme ekstrakcije, niska temperatura ekstrakcije, i smanjeni zahtjevi otapala čine ultrazvukom preferiranu metodu ekstrakcije.
Ultrasoniction nadmašuje mikrovalnu pećnicu u ekstrakciji antocijanina iz bobica mirte. Sonication je tri puta brži od mikrovalne ekstrakcije.
Usporedba ultrazvučnog vs konvencionalnog s tresačem vodene kupelji pokazuje značajno skraćeno vrijeme ekstrakcije za ukupne fenole i flavonoide iz kadulje kada se koristi ultrazvučna ekstrakcija. Ultrazvučna ekstrakcija zahtijeva samo jednu trećinu vremena ekstrakcije s tresačem vodene kupke.
Ultrazvučna ekstrakcija: Osnovana u laboratoriju i industriji
Ultrazvučna ekstrakcija se široko primjenjuje za ekstrakciju bilo koje vrste bioaktivnog spoja iz biljaka, gljivica, algi, bakterija i stanica sisavaca. Ultrazvučna ekstrakcija je utvrđena kao jednostavan, isplativ i vrlo učinkovit da se ističe druge tradicionalne tehnike ekstrakcije većim prinosima ekstrakcije i kraćem duljinom obrade.
S laboratorijem, klupa-top i potpuno industrijski ultrazvučni sustavi lako dostupni, ultrazvučna ekstrakcija je danas dobro uspostavljena i pouzdana tehnologija. Hielscher ultrazvučni ekstraktori su instalirani širom svijeta u industrijskim pogonima za preradu za proizvodnju hrane- i farmaceutske kvalitete bioaktivnih spojeva.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Književnost / Reference
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- 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.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Činjenice koje vrijedi znati
Princip rada ultrazvučne ekstrakcije
Ultrazvučna ekstrakcija je široko korištena metoda za izolaciju i odvajanje bioaktivnih komponenti od biljnih materijala. Budući da je ultrazvukom kompatibilan s bilo kojom vrstom otapala, ultrazvučni postupak ekstrakcije može se optimalno dizajnirati u vezi s bioaktivnim spojevima (tj. ciljanim spojevima), njihovim polaritetom, topljivošću, osjetljivošću na toplinu i drugim čimbenicima. Prilagođavanje procesa ultrazvukom posebno na određeni spoj ili različite spojeve, najidealnije postavljanje može se odabrati kako bi se dobio ekstrakt izuzetno visoke kvalitete.
Ultrazvučni valovi spojeni u tekućinu ili kašu stvaraju intenzivne vibracije i akustičnu kavitaciju. Akustična aka ultrazvučna kavitacija određena je lokalno prisutnim ekstremno visokotlačnim diferencijalima, silama smicanja i tekućim mlazovima. Te sile lome stanične stijenke, ometaju biljne stanice i pojačavaju prijenos mase između unutrašnjosti stanica i otapala. Time se bioaktivni sastojci učinkovito ispuštaju u okolno otapalo, odakle se ciljne molekule mogu lako izolirati i pročistiti (npr. isparavanjem rotora, parnom destilacijom ili HPLC-om).
Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnih stanica: mikroskopski poprečni dio (TS) pokazuje mehanizam djelovanja tijekom ultrazvučne ekstrakcije iz stanica (povećanje 2000x)
[izvor: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.