Sejtanyag ultrahangos extrakciója

Az ultrahangos extrakció vagy szonoextrakció olyan folyamatintenzifikáló technológia, amely nagy teljesítményű ultrahang növényi vagy sejtszövetből álló szuszpenzióba történő becsatolásával működik. A Hielscher Ultrasonics megbízható ultrahangos készülékeket kínál sejtfeltáráshoz és extrakcióhoz, a kis laboratóriumi mintáktól egészen a nagy térfogatokig az ipari feldolgozásban. Az ultrahanggal segített extrakció vonzereje az anyag nem termikus kezelésében, az egyszerű alkalmazásban és a kísérleti léptéktől a termelési léptékig történő méretnövelhetőségben rejlik.

A Hielscher ultrahangos készülékei nagy intenzitású ultrahangot hoznak létre, amely pontosan az Ön folyamatának követelményeihez szabályozható.

Az alábbi lista különféle ultrahangos feldolgozási protokollokat mutat be, amelyek szemléltetik a nagy teljesítményű ultrahang széles alkalmazási körét a biológiában, az élelmiszer-feldolgozásban és a gyógyszergyártásban.
Akár egy konkrét növényi extrakciót tervez, akár általánosabb információkat szeretne nagy teljesítményű ultrahangos extraktorainkról, kérjük, használja az alábbi kapcsolatfelvételi űrlapot! Örömmel segítünk Önnek!

Boldin ultrahangos extrakciója boldólevelekből (Peumus boldus Molina)

Ultrahangos alkalmazás:
A boldó egyik fontos hatóanyaga a boldin ((S)-2,9-dihidroxi-1,10-dimetoxiaporfin), amely a katechin ((2S,3R)-2-(3,4-dihidroxi-fenil)-3,4-dihidro-1(2H)-benzopirán-3,5,7-triol) mellett a boldólevelek alkaloid- és flavonoidfrakciójának fő összetevői közé tartozik. A boldin erős antioxidáns hatású anyag, amely szabad gyökök által közvetített peroxidatív károsodást szenved, és hatékony hidroxilgyök-fogóként működik.
Extrakciós eljárás: Egy tipikus extrakciós eljárás során a boldólevél-mintákat 1L desztillált vízzel, légköri nyomáson extrahálták az UIP1000hd ultrahangos készülékkel, szakaszos és átfolyásos üzemmódban. Az extrakció időtartama 10 és 40 min. között, az ultrahang intenzitása 10 és 23 W/cm² között, a hőmérséklet pedig 10 és 70°C között változott. A legjobb eredményeket a következő körülmények között érték el: 23 W/cm² ultrahang-intenzitás 40 min. időtartamig, 36°C hőmérsékleten
Eredmények: Az elemzési eredmények azt mutatják, hogy a nagy teljesítményű ultrahangos kezelés a hagyományos módszerhez képest lényegesen nagyobb sebességgel segíti elő az analit felszabadulását a boldó növényi mátrixanyagából: ultrahangos kezeléssel 30 min. alatt értek el azonos hozamot, míg a hagyományos extrakció időtartama 2h volt.
Chemat (2013) és munkatársai kimutatták, hogy az ultrahanggal segített extrakció javítja a növényi extrakció hatékonyságát, miközben csökkenti az extrakció időtartamát és növeli a kivonatok koncentrációját (azonos mennyiségű oldószer és növényi anyag mellett). Az elemzés szerint az optimalizált körülmények a következők voltak: 23 W/cm² ultrahangos kezelési teljesítmény az UIP1000hd készülékkel 40 min. időtartamig, 36°C hőmérsékleten. Az ultrahangos extrakció optimalizált paraméterei a hagyományos maceráláshoz képest jobb extrakciót biztosítanak a folyamat időtartama (120 min. helyett 30 min.), a nagyobb hozam, a nagyobb energiahatékonyság, a jobb tisztaság, a nagyobb biztonság és a jobb termékminőség tekintetében.
Ajánlott készülék:
UIP1000hdT BS2d34 szonotródával és átfolyó cellával
Hivatkozás / Tudományos közlemény:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Boldólevelek (Peumus boldus Mol.) szakaszos és folyamatos, ultrahanggal segített extrakciója. International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750–5764.

Klorogénsav ultrahangos extrakciója dohánylevelekből

Ultrahangos alkalmazás:
Az extrakciós kísérletekhez a Nicotiana tabacum dohányleveleit kisebb, körülbelül >4 x ≧2 mm szemcseméretűre őrölték. Az ultrahangos extrakciós vizsgálatok során szárított dohánylevélből származó 20g-os mintákat extraháltak desztillált vízzel, 5°C és 30°C közötti hőmérsékleten. Az extrakciós kísérleteket ciklusonként 5 és 30 perc között változó extrakciós ciklusidőkkel végezték. Körülbelül 10–15 csepp etanolt adtak a desztillált víz számított, optimális 256 ml térfogatához, amely a szárított dohánylevelek 20 g-os mintáiból az összes oldható klorogénsav extrahálásához szükséges volt. A desztillált víz optimális 256 ml térfogatát ezután az extrakciós oldószer résztérfogataira osztották, az egyes ultrahangos extrakciós ciklusokban történő felhasználáshoz.
Az ultrahangos besugárzáshoz az UP400S (400 watt, 24 kHz) ultrahangos processzort használták titánból készült H7 szonotródával, amelynek csúcsátmérője 7mm volt. A H7 szonotródát az extrakciós keverék magasságának feléig merítették be.
Protokoll: A dohánylevelekből történő klorogénsav-extrakció optimális ultrahangos körülményeinek a következők bizonyultak: 20g szárított dohánylevél desztillált vízben (optimális folyadék/szilárdanyag arány: 12,8mL/g), 20 degC feldolgozási hőmérsékleten, az UP400S ultrahangos készülékkel (400W, 24kHz), 3, egyenként 15min időtartamú ultrahangos kezelési ciklusban (teljes ultrahangos kezelési idő: 45 min).
Ajánlott készülék:
UP400S H7 szonotródával
Hivatkozás / Tudományos közlemény:
Mazvimba, Martin Tongai; Yu, Ying; Zhang, Ying (2011): Száraz dohánylevelekből történő klorogénsav-extrakció ultrahanggal segített vizes eljárásának optimalizálása és ortogonális kísérlettervezése. Chinese Journal of Natural Medicines 2011.
Tudjon meg többet a dohány ultrahangos extrakciójáról!

Mangiferin ultrahangos extrakciója

Ultrahangos alkalmazás:
A mangiferin (1,3,6,7-tetrahidroxi-2-[3,4,5-trihidroxi-6-(hidroximetil)oxán-2-il]xantén-9-on; képlete: C₁₉H₁₈O₁₁) C-glikozilxanton-szerkezetű polifenol, amely számos növényfajban megtalálható. A mangiferin különféle farmakológiai aktivitásokat mutat. A mangiferin regioszelektív acilezése ultrahangos kezelés mellett lipázzal nagyon hatékonyan katalizálható. A hagyományos módszerekkel összehasonlítva az ultrahanggal segített katalízis a rövidebb reakcióidő és a nagyobb hozam előnyével tűnik ki. A mangiferin ultrahangos acilezésének optimális körülményei a következőknek bizonyultak:
lipáz: PCL, acildonor: vinil-acetát; reakcióoldószer: DMSO, reakcióhőmérséklet: 45 degC, ultrahangos teljesítmény: 200W; szubsztrátarány: acildonor/mangiferin 6/1, enzimadagolás: 6 mg/ml
A regioszelektív acilezés hozama akár 84% volt.
Ajánlott készülék:
UP200St vagy UP200Ht
Hivatkozás / Tudományos közlemény:
vö.: Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): Az ultrahang hatása a mangiferin lipázzal katalizált regioszelektív acilezésére nem vizes oldószerekben. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56–63.

Kapszaicinoidok ultrahangos extrakciója

Ultrahangos alkalmazás:
Kapszaicinoidok (kapszaicin, nordihidrokapszaicin) extrakciója csilipaprikából: a Capsicum frutescens paprikából a kapszaicinoidokat ultrahangos extrakcióval nyerték ki a következő körülmények között: oldószer: 95% (v/v) etanol, oldószer/tömeg arány: 10 ml/g, ultrahangos extrakciós idő: 40 min., extrakciós hőmérséklet: 45°C. Extrakciós hozam: a kapszaicinoidok 85%-a
Ajánlott készülék:
UP400St
Tudjon meg többet a kapszaicinoidok csilipaprikából történő, ultrahanggal segített extrakciójáról!

Szilimarin ultrahangos extrakciója máriatövismagból

Ultrahangos alkalmazás:
Az ultrahanggal segített extrakciót UP400S ultrahangos készülékkel végezték. Ebben a vizsgálatban 1,5 cm átmérőjű, kürt típusú ultrahangos szondát használtak. Pontosan bemértek 10 g zsírtalanított máriatövisport, és feloldották 100 mL metanolban. A főzőpoharat vízfürdőben tartották, és 25°C hőmérsékleten tartották. Az oldószerben feloldott máriatövisport különböző időtartamokig kezelték ultrahanggal (30, 60, 90, 120 és 150 min.). Minden időtartam után az oldatot Whatman szűrőpapíron átszűrték, majd minden szűrletet (körülbelül 80mL) rotációs bepárlóval párologtattak, amíg 30 mL oldatot nem kaptak, és a fenolos vegyületek abszorbanciáját UV–látható spektrofotométerrel mérték 517 nm hullámhosszon, a DPPH-módszer szerint. A várakozásoknak megfelelően a hosszabb extrakciós idő nagyobb szilimarintartalmat eredményezett.
A tanulmány szerzői megállapították, hogy az alkoholos kivonatok előállítására alkalmazott ultrahangos extrakció az egyik legjobb technika a hagyományos technikák helyettesítésére. Bizonyították, hogy az ultrahangos extrakció jobb kivonatminőséget eredményez. További előnyei az időmegtakarítás, a nagyobb hatékonyság stb.
Ajánlott készülék:
UP400St
Hivatkozás / Tudományos közlemény:
Çağdaş, E.; Kumcuoğlu, S.; Güventürk, S.; Tavman, S. (2011): A szilimarin összetevőinek ultrahanggal segített extrakciója máriatövismagból (Silybum Marianum L.). GIDA 36/6, 2011. 311–318.
Tudjon meg többet a szilimarin máriatövismagból történő ultrahangos extrakciójáról!

Szteviozid ultrahangos extrakciója

Ultrahangos alkalmazás:
Száraz, őrölt sztívialevelek 10g-os mintáit extrahálták 100mL vízben, folyamatos keverés mellett (mágneses keverővel). A pH-értéket 0,01 M koncentrációjú, pH 7 értékű nátrium-foszfáttal szabályozták. A mintát 150 mL térfogatú üveg főzőpohárba helyezték, és szondás ultrahangos készülékkel kezelték: UIP500hT (20kHz, 500W). A szonotróda csúcsát körülbelül 1,5 cm mélységig merítették a sztívialevelek szuszpenziójába. Az ultrahangos készüléket 350W kimenő teljesítményre állították. Az enyhe, 350 W teljesítményű, 5–10 min. időtartamú ultrahangos kezelés állandó, 30°C folyamathőmérsékleten 100g mintánként 30–34g rebaudiozid A hozamot eredményezett. Az ultrahangos kezelés után a kivonatoldatot centrifugálták, és 0,45 μm pórusméretű mikroporózus membránon átszűrték; a szűrletet a teljes rebaudiozid A-tartalom elemzésére használták fel. A teljes rebaudiozid A-tartalom extrakciós hozamát HPLC-vel elemezték.
Az oldószermentes, ultrahanggal segített extrakcióval nagy rebaudiozid A hozamot értek el a hagyományos extrakciós módszerekhez, például a hővel végzett extrakcióhoz vagy a maceráláshoz képest.
Ajánlott készülék:
UIP500hdT
Tudjon meg többet a sztívia ultrahangos extrakciójáról!

Terpének ultrahangos extrakciója

Ultrahangos alkalmazás:
Az illékony vegyületek, például a terpének extrakciója egy rosttípusú Cannabis sativa L. fajta virágzataiból ultrahanggal fokozható. A vizsgálatok kimutatták, hogy rövid ultrahangos kezelés után a célzott terpének már felszabadulnak a növényi anyagból.
Az eredmények azt mutatják, hogy a legfeljebb 5 min időtartamú ultrahangos kezelés a maceráláshoz képest nagyobb terpénkoncentráció elérését teszi lehetővé. Ezzel szemben az 5 min időtartamnál hosszabb ultrahangos kezelés növelte a δ-9-tetraidrocannabinol (THC) koncentrációját.
Ultrahangos kezelési protokoll:
A terpének ultrahanggal segített extrakcióját egy 200W teljesítményű, szondás ultrahangos készülékkel végezték. Az ultrahangos készüléket 25% amplitúdóra állították. Három, egyenként 50g szárított virágzatot tartalmazó részhez adtak egyenként 250mL 70% v/v etanolt, amelyet extrakciós oldószerként használtak. Mindegyik főzőpoharat a tartalmával együtt jégfürdőbe merítették. Az ultrahangos kezelést 5, 10 és 15 min időtartamig végezték. Az ultrahangos extrakció során folyamatos, gyors hőelvezetést biztosítottak, hogy a folyamat hőmérséklete 30°C alatt maradjon. Az extrakció után a keverékeket vákuumban Whatman No. 3 papíron átszűrték, majd az oldószert rotációs vákuumbepárlással eltávolították. Minden extrakciós vizsgálatot három ismétlésben, három különböző mintával végeztek.
Az ultrahangos kezelés a macerálás érdekes alternatívájának bizonyult a kannabiszvirágzat illékony vegyületeinek extrakciójára, ugyanakkor azt is kimutatták, hogy a nagyobb terpénkinyerés eléréséhez az ultrahangos kezelés időtartama legfeljebb 5 perc lehet. Ezzel szemben az 5 percnél hosszabb ultrahangos kezelés növelte a δ-9-tetraidrocannabinol (THC) koncentrációját. A Cannabis sativa virágzataiból 5 min időtartamú ultrahangos extrakcióval nyert kivonat parfümök összetevőjeként vagy italok ízesítőjeként lenne felhasználható. Az ipari kender alternatívájaként is használható, amelynek szárát a rostiparban, virágzatainak kivonatait pedig a kozmetikai és élelmiszeriparban használják.
Ajánlott készülék:
UP200St vagy UP200Ht S26d14 szonotródával/szondával
Hivatkozás / Tudományos közlemény:
Da Porto, C.; Decorti, D.; Natolino, A. (2014): „Illékony vegyületek ultrahanggal segített extrakciója ipari Cannabis sativa L. virágzatokból”. IJARNP 2014, 7/ 1. 8–14.
Tudjon meg többet az ultrahanggal segített terpénextrakcióról!

Extrakciós összeállítás növényi anyagok izolálásához: UP400ST szondás ultrahangos készülék, Büchi vákuumszűrő és rotációs bepárló fitokemikáliák extrakciójához.

Vanillin ultrahangos extrakciója érlelt vaníliarudakból

Ultrahangos alkalmazás:
A vanillin extrakcióját ultrahangos kezelés mellett optimalizálták. Ehhez a 100 watt teljesítményű ultrahangos készüléket impulzusos üzemmódban működtették (ciklusok: 5 sec. bekapcsolt állapot, majd 5 sec. kikapcsolt állapot).
Az ultrahangos extrakcióval a legjobb eredményeket 40% etanollal, 1h időtartam alatt, 30°C hőmérsékleten érték el. Az eredmények hagyományos extrakciós módszerekkel való összehasonlításához vízfürdős és ultrahangos fürdős extrakciókat is végeztek. Az eredmények azt mutatták, hogy a vanillin extrakciójának ultrahangos kürttel, 40% etanollal, 1h időtartamig, 30°C hőmérsékleten végzett optimalizálása összehasonlítható volt a 40% etanollal, 56°C hőmérsékleten, 15h időtartamig végzett vízfürdős extrakcióval.
Ajánlott készülék:
UP100H
Hivatkozás / Tudományos közlemény:
Rasoamandrary, N.; Fernandes, A. M.; Bashari, M.; Masamba, K.; Xueming, X. (2013): A vanillin, azaz a 4-hidroxi-3-metoxibenzaldehid javított extrakciója érlelt vaníliarudakból ultrahanggal segített extrakcióval: az ultrahanggal segített és a forró vízfürdős extrakció összehasonlítása. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6–12.
Tudjon meg többet az ultrahangos vanillinextrakció előnyeiről!

Fenolos vegyületek ultrahangos extrakciója Ziziphus Jujube növényből

Ultrahangos alkalmazás:
A jujuba (Ziziphus Jujube) fenolos vegyületeinek ultrahanggal segített extrakciójához egy nagy intenzitású, szondás UP200H ultrahangos készüléket használtak 200W teljesítménnyel és 24kHz frekvenciával. Az ultrahangos készüléket S2 mikrocsúcsos szonotródával szerelték fel (csúcsátmérő: 2 mm), amelyet egy olyan vízfürdőbe merítettek, amelyben a mintát tartalmazó kicsapó üvegedényt helyeztek el (belső méretek: 280:195:135 mm). Az ultrahangos rezgések amplitúdója a névleges teljesítmény 100%-a volt (maximális amplitúdó: 260 μm), az akusztikus teljesítmény 0,171402 W, az intenzitás pedig 21,8346 W/cm2 volt. Az ultrahang intenzitását kalorimetriásan határozták meg, a szuszpenzió hőmérsékletének időbeli növekedését mérve adiabatikus körülmények között. Az ultrahangos extrakciós eljárást a minták összes fenolos vegyületének extrakciójára alkalmazták a kísérleti terv szerint (optimalizálás céljából).
Ajánlott készülék:
UP200H S2 szonotródával
Hivatkozás / Tudományos közlemény:
Fooladi, H.; Mortazavi, S. A.; Rajaei, A.; Elhami Rad, A.H.; Salar Bashi, D.; Savabi Sani Kargar, S. (2013): A jujuba (Ziziphus Jujube) fenolos vegyületeinek extrakciójának optimalizálása ultrahanggal segített extrakciós módszerrel. IECFP 2013.

Kattintson ide a biológiai anyagok ultrahangos kezelésére szolgáló további ultrahangos kezelési protokollokért!