Kiváló katekin kivonatok ultrahanggal
A katekinek ultrahangos extrakciója
Az ultrahangos extrakció nem termikus technika, amely tiszta mechanikai erők alkalmazásán alapul. Az alacsony frekvenciájú, nagy intenzitású ultrahanghullámokat ultrahangos szondán (sonotrode) keresztül folyékony közegben kapcsolják össze. Az akusztikus kavitáció intenzív nyíróerői perforálják és megzavarják a sejtmembránokat, fokozzák a sejt belseje és az oldószer közötti tömegátadást, és felszabadítják az intracelluláris vegyületeket az oldószerbe.
A zöld tea (Camellia sinensis) extrakciós módszereinek széles körű áttekintésében Banerjee és Chatterjee (2015) megállapította, hogy a szonda típusú ultrahangos készülékek lényegesen hatékonyabbak, mint az ultrahangos fürdők. Továbbá a szerzők kijelentik, hogy az ultrahangos extrakció a tea katekinek extrakciójának előnyös módja az extrakciós folyamat alacsonyabb hőmérsékleten történő fokozott hatékonysága miatt, amely megakadályozza a hőérzékeny vegyületek termikus lebomlását és megőrzi gyógyászati értéküket. A magas hőmérsékletű extrakció gyakran a polifenolok lebomlásához vezet, és növeli a fehérje és pektin felszabadulását, ami a tea érzékszervi minőségét zavarja krémképződéssel. Az szonikálás előnye a nem termikus mechanizmusában rejlik. Tanulmányukban a kutatók kimutatták, hogy az ultrahangos extrakció növelheti a tea polifenol hozamát 65 ° C-on, míg a hagyományos extrakcióhoz képest 85 ° C-on. Az ultrahangos extrakció azonban szobahőmérsékleten is működik. Nem termikus extrakciós technikaként az ultrahangos készülékek mechanikai erőket alkalmaznak a sejtek megnyitására és bioaktív vegyületek, például polifenolok és katekinek felszabadítására kiváló hatékonysággal az oldószerbe.
Az ultrahangos extrakció magas minőségű tápanyagokat eredményez. Nem termikus folyamatként az ultrahangos extrakció elkerüli a hőérzékeny tápanyagok elvesztését.
Az ultrahangos extrakció szobahőmérsékleten vagy hűtött folyadékokban is elvégezhető. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni ultrahanggal hidegen főzött tea!
- Oldószermentes / vízbázisú
- Magas extrakciós hozam
- Kiváló minőségű kivonatok
- Teljes spektrumú kivonatok
- gyors folyamat
- Zöld, környezetbarát
- egyszerű és biztonságos kezelés
- Alacsony karbantartási igény
- Gyors megtérülés
Ultrahangos elszívó UIP2000hdT (2kW) folyamatosan kevert szakaszos reaktorral
Esettanulmány az ultrahangos katekin extrakcióról
Az ultrahangos extrakció különböző oldószerekkel, köztük vízzel, etanollal, vízzel: etanol keverékkel, izopropanollal, növényi olajjal, glicerinnel stb.
Egy 2018-as tanulmányban Ayyildiz et al. összehasonlította az ultrahangos extrakciót vízzel és etanollal oldószerként a hagyományos melegvíz-extrakciós módszerrel. Ehhez a vizsgálathoz kísérleti skálán, a használt Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ultrasonicator kötegelt és folyamatos áramlási beállítás.
Az eredmények azt mutatták, hogy az etanollal végzett ultrahangos extrakció szignifikánsan (p < 0.05) more efficient to extract higher yields of EGCG, EGC, ECG, and EC than conventional hot water extraction and ultrasonic water-based extraction. Under optimised process conditions, almost 100% and 50% more EGCG content was obtained ultrasonic ethanol extraction than conventional hot water extraction and ultrasonic extraction with water, respectively. The optimal conditions for the ultrasonic extraction of EGCG with ethanol were 66.53ºC, 43.75 min and, 67.81% ethanol.
Ultrasonic extraction is the preferred mode of tea catechins due to the increased efficacy of extraction process at lower temperature by retaining their antioxidant activity.
Nagy teljesítményű ultrahangos elszívók
A Hielscher Ultrasonics extrakciós rendszereket világszerte használják az élelmiszerekben és a gyógyszeriparban kiváló minőségű növényi kivonatok kereskedelmi előállításához, amelyeket étrend-kiegészítőként és gyógyszerként használnak. Ha kisebb mennyiségű hidegen főzött teát szeretne előállítani, vagy nagy mennyiségű kiváló minőségű polifenol / katechin kivonatot szeretne feldolgozni, a Hielscher Ultrasonics rendelkezik a megfelelő ultrahangos elszívóval az Ön számára. Az ultrahangos készülékek könnyen és biztonságosan kezelhetők. Az intuitív szoftver és az érintőképernyős digitális vezérlés pontos folyamatvezérlést tesz lehetővé. A Hielscher ultrahangos berendezés robusztussága lehetővé teszi az 24/7 működést nagy teherbírású és igényes környezetben.
Szonda típusú szonikátor UP100H Katechin extrakcióhoz tealevélből
Folyamat szabványosítás Hielscher ultrahanggal
Az élelmiszer- és gyógyszeripari minőségű kivonatokat a helyes gyártási gyakorlatnak (GMP) és a szabványosított feldolgozási előírásoknak megfelelően kell előállítani. A Hielscher Ultrasonics digitális extrakciós rendszerei intelligens szoftverrel rendelkeznek, ami megkönnyíti az ultrahangos folyamat pontos beállítását és vezérlését. Az automatikus adatrögzítés az összes ultrahangos folyamatparamétert, például az ultrahang energiát (teljes és nettó energia), amplitúdót, hőmérsékletet, nyomást (ha a hőmérséklet- és nyomásérzékelők fel vannak szerelve) dátum- és időbélyegzővel írja a beépített SD-kártyára. Ez lehetővé teszi az egyes ultrahanggal feldolgozott tételek felülvizsgálatát. Ugyanakkor biztosított a reprodukálhatóság és a folyamatosan magas termékminőség.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Irodalom/Hivatkozások
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Mi, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Az epigallocatechin gallát extrakciós paramétereinek optimalizálása hagyományos forró vízzel és ultrahanggal támogatott módszerekkel zöld teából. Élelmiszer- és biotermék-feldolgozás 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, S., Chatterjee, J. (2015): A tea (Camellia sinensis) biomolekuláinak hatékony extrakciós stratégiái. J. Food Sci. Technol. 52, 2015. 3158–3168.
- Martín-García Beatriz; Pasini, Federica; Verardo, Vito; Díaz-de-Cerio, Elixabet; Tylewicz, Urszula; Gómez-Caravaca, Ana María; Caboni Maria Fiorenza (2019): A sonotrode extrakciójának optimalizálása A proantocianidinek ultrahanggal segített extrakciója a sörgyárak törkölyszeméből. Antioxidánsok 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): A boldo levelek (Peumus boldus mol.) kötegelt és folyamatos ultrahanggal segített extrahálása. International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- K. S. Suslick, K. Othmer, "A kémiai technológia enciklopédiája"; 4. kiadás J. Wiley & Fiai: New York, 1998, vol. 26, pp. 517-541.
Tények, amelyeket érdemes tudni
ultrahangos extrakció – Működési elv
Az ultrahangos extrakció mechanikus módszer az intracelluláris vegyület felszabadítására és izolálására sejtmátrixokból, például növényi sejtekből. Amikor a nagy teljesítményű ultrahanghullámok szuszpenzióba kapcsolódnak (pl. Vízben vagy oldószerben macerált növényi részecskékből állnak), a nagy energiájú ultrahanghullámok kavitációt generálnak. A kavitáció jelensége lokálisan szélsőséges hőmérsékletekhez, nyomásokhoz, fűtési / hűtési sebességekhez, nyomáskülönbségekhez és nagy nyíróerőkhöz vezet a közegben. Amikor a kavitációs buborékok összeomlanak a szilárd anyagok (például részecskék, növényi sejtek, szövetek stb.) felületén, a mikrofúvókák és az interpartikuláris ütközés olyan hatásokat generál, mint a felület hámlása, erózió és részecskék lebontása. Ezenkívül a kavitációs buborékok folyékony közegben történő implóziója makro-turbulenciákat és mikrokeverést hoz létre.
Az ultrahangos besugárzás hatékony módja a tömegátadási folyamatok fokozásának, mivel az szonikálás kavitációt és kapcsolódó mechanizmusokat, például folyékony fúvókákkal történő mikromozgást, tömörítést és dekompressziót eredményez az anyagban a sejtfalak későbbi megszakításával, valamint magas fűtési és hűtési sebességgel.
Ultrahangos extrakció növényi sejtekből: a mikroszkópos keresztirányú szakasz (TS) mutatja a hatásmechanizmust a sejtekből történő ultrahangos extrakció során (nagyítás 2000x) [forrás: Vilkhu et al. 2011]
A növényi anyag fragmenseinek ultrahangos kezelése a növényi sejtek mátrixát és fokozza annak hidratálását. Chemat et al. (2015) arra a következtetésre jut, hogy a bioaktív vegyületek ultrahangos extrakciója a botanikai anyagokból különböző független vagy kombinált mechanizmusok eredménye, beleértve a töredezettséget, eróziót, kapillárisságot, detexturációt és szonoporációt. Ezek a hatások megzavarják a sejtfalat, javítják a tömegátadást azáltal, hogy oldószert nyomnak a sejtbe, és kiszívják a fitovegyülettel töltött oldószert, és mikrokeveréssel biztosítják a folyadék mozgását.
Melyek az ultrahangos extrakció fő előnyei?
- Gyors folyamat és nagy teljesítmény
- Alacsony energiafogyasztás
- Csökkentett feldolgozási költségek
- Nem termikus technológia
- Nagyobb tisztaság
- Zöld technológia
Akusztikus kavitáció és hatásai
A folyadékban az ultrahanghullámok intenzív váltakozó nagynyomású / alacsony nyomású ciklusokat hoznak létre, amelyek kavitációs buborékok kialakulását eredményezik. Több nyomásciklus alatt a kavitációs buborékok addig nőnek, amíg el nem érnek egy határt, ahol a buborék nem képes több energiát elnyelni. Ezen a ponton a buborék hevesen összeomlik. A buborék implózió során szélsőséges körülmények fordulnak elő, például magas, akár 5000 K hőmérséklet, akár 2000 atm nyomás, nagyon magas fűtési / hűtési sebesség és nyomáskülönbségek. Mivel a buborék összeomlási dinamikája gyorsabb, mint a tömeg és a hőátadás, az összeomló üregben lévő energia egy nagyon kis zónára korlátozódik, amelyet "forró pontnak" is neveznek. A kavitációs buborék implóziója mikroturbulenciákat, akár 280 m / s sebességű folyékony fúvókákat és ebből eredő nyíróerőket is eredményez. Ezt a jelenséget ultrahangos vagy akusztikus kavitációnak nevezik.
Az ultrahangos extrakció akusztikus kavitáción és hidrodinamikai nyíróerőin alapul
katekinek
A zöld tea ismert, hogy gazdag polifenolokban, például koffeinsavban, galluszsavban, katechinben, epikatechinben, gallocatechinben, katechin-gallátban, gallocatechin-gallátban, epicatechin-gallátban, epigallocatechinben és epigallocatechin-gallátban (EGCG), ami a zöld teát népszerű egészségügyi ételré teszi, amelyet italként és kivonatként fogyasztanak. Az EGCG egy jól ismert katechin, amely nagy mennyiségben van jelen a zöld tea szárított leveleiben (7380 mg / 100 g), fehér tea (4245 mg / 100 g) és kisebb mennyiségben fekete tea (936 mg / 100 g). A fekete tea előállítása során a katekinek többnyire theaflavinokká és thearubiginekké alakulnak át polifenol-oxidázokon keresztül.
Az Epigallocatechin Gallate (EGCG) egészségügyi előnyei
A katekinek csoportjából az epigallocatechin gallate (EGCG) a leginkább kutatott és legígéretesebb. A rákellenes, antioxidáns, gyulladáscsökkentő, fibrózisellenes, kollagenáz elleni szerektől az immunrendszer fokozó és öregedésgátló hatásaiig az EGCG számos előnnyel jár, ezért zöld tea ital formájában, valamint étrend-kiegészítők, például kapszulák, porok, tabletták stb. Formájában fogyasztják.
A kutatások azt sugallják, hogy a katechinek, mint az epigallocatechin gallate (EGCG), csökkenthetik a gyulladást és megelőzhetnek bizonyos krónikus állapotokat, például szívbetegségeket, cukorbetegséget és a rák bizonyos formáit.
EGCG és rákellenes hatásai
Mivel a rák gyakran életveszélyes betegség, az EGCG rákellenes tulajdonságai komoly kutatások alatt állnak. A tanulmányok azt sugallják, hogy az EGCG gátolhatja a tumorogenezist a rákkeltő hatások csökkentésével vagy kiküszöbölésével. Vannak olyan eredmények, amelyek arra utalnak, hogy az EGCG megakadályozza a dietil-nitrozamin által kiváltott elhízással összefüggő májdaganatok kialakulását az IGF / IGF-1R tengely gátlásával, a hiperinzulinémia javításával és a krónikus gyulladás enyhítésével. Az EGCG rákellenes hatásának másik mechnaizmusa az angiogenezis gátlása, és ezáltal a tumor proliferációjának korlátozása.
EGCG és antioxidáns hatásai
Számtalan antioxidáns folyamat fordul elő az emberi testben, és hozzájárul az egészséghez, az erőhöz és a jóléthez. Az EGCG antioxidáns. Az antioxidánsok védelmet nyújthatnak a sejtkárosodás ellen azáltal, hogy megkötik a szabad gyököket és semlegesítik azokat. Az EGCG szerkezetű fenolgyűrűk elektroncsapdákként és szabad gyökök megkötőjeként működnek, gátolják a reaktív oxigénfajták képződését, és ezáltal csökkentik az oxidatív stressz okozta károkat.
EGCG és gyulladáscsökkentő hatásai
A gyulladást betegség, krónikus stressz és környezetszennyezés okozhatja. Az ilyen stressztényezőkre a szervezet gyulladással reagál, amelyet nagyszámú immunsejt aggregációja jellemez a gyulladásos helyeken, proinflammatorikus citokinek felszabadulása és reaktív oxigén/nitrogén fajták (ROS/RNS). A ROS/RNS az NF-B transzkripciós faktor és az aktivátor fehérje-(AP-)1 aktiválásához kapcsolódik. Az aktiválás után az NF-jB és az AP-1 átjut a citoplazmából a magba, és számos gyulladásos génexpressziót szabályoz, ami ezt követően súlyosbítja a gyulladásos választ és a szövetkárosodást.
Az EGCG gátolja az NF-B és AP-1 átvitelét, hogy az iNOS és a COX-2 expressziója elsősorban a nitrogén-monoxid, a peroxinitrit és más ROS/RNS eltávolításával csökken, és a gyulladásos faktorok termelése csökken.
EGCG és hatása az osteogenesis promóciójára
A csontritkulás súlyos betegség, amelyet a csontmátrix degenerációja és a csontsűrűség elvesztése jellemez. Az EGCG szabályozó hatást gyakorol a csontanyagcserére. Az EGCG indukálhatja az osteoclastok apoptózisát és gátolhatja az osteoclastok kialakulását az NF-B és az IL-1b generációjának blokkolásával. Továbbá elősegítheti a mineralizált csontcsomók kialakulását.
[vö. Csenju Csu; Jia Deng; Yi ember; Yili Qu (2017): A zöld tea kivonatai epigallocatechin-3-gallát különböző kezelésekhez. BioMed Research International Vol. 2017]