Ultrahangos kvercetin extrakció
A kvercetin az egyik legszélesebb körben kutatott növényi polifenol, amelyet antioxidáns hatása, valamint az étrend-kiegészítőkben, funkcionális élelmiszerekben és nutraceutikumokban betöltött szerepe miatt nagyra értékelnek. Mivel a kvercetin és glikozidjai (pl. rutin, izokvercetin) hő- és oxidációérzékenyek, a nagy tisztaságú kivonat előállításához hatékony, ugyanakkor kíméletes, nem termikus extrakciós technika szükséges. Pontosan ebben a tekintetben tűnik ki az ultrahangos kvercetin-kivonás.
Nagy teljesítményű ultrahang kiváló minőségű kvercetin kivonatokhoz
Az ultrahangos extrakció (UAE) nagy teljesítményű, alacsony frekvenciájú ultrahangot alkalmaz a növényi sejtfalak mechanikus felbontására és az anyagátvitel jelentős fokozására, így a kvercetin órák helyett perceken belül felszabadul az oldószerbe. A macerációhoz képest a Soxhlet-módszerhez vagy a hőalapú emésztéshez képest az ultrahangos extrakció nagyobb hozamot, rövidebb feldolgozási időt, kisebb oldószer-mennyiséget és jobban megőrzött biológiai aktivitást biztosít – ezáltal vonzó választássá teszi laboratóriumok, kísérleti üzemek, valamint növényi és polifenol-kivonatok ipari méretű gyártása számára.
Készen áll arra, hogy a maceráció és a Soxhlet-eljárás helyett áttérjen a gyors, kíméletes, nem termikus extrakcióra? Vegye fel velünk a kapcsolatot még ma! – Segítünk Önnek kiválasztani a növényi anyagához legmegfelelőbb ultrahangos rendszert.
120L ultrahangos szakaszos extrakció botanikai az UIP2000hdT szonikátor
- Kiváló hozamok
- Nagy sebességű extrakció – perceken belül
- Kiváló minőségű kivonatok – Enyhe, nem termikus
- Zöld oldószerek (víz, etanol, metanol stb.)
- Egyszerű és biztonságos kezelés
- Alacsony beruházási és üzemeltetési költségek
- 24/7 működés nagy igénybevétel mellett
- Zöld, környezetbarát módszer
Az ultrahangos kezelés hatása a sejtszerkezetre: A sejtfalak ultrahanggal indukált megzavarása lehetővé teszi a kvercetin és a rutin felszabadulását az Euonymus alatusból.
Kép és tanulmány: ©Yang és Zhang, 2008.
Miért igényel a kvercetin kíméletes kivonási eljárást?
A kvercetin számos gyümölcsben, zöldségben és gyógynövényben megtalálható – ideértve az almát, a hagymát, a bogyós gyümölcsöket, a teát, a szőlőt és a leveles zöldségeket. Mivel polifenol/flavonolról van szó, hosszan tartó hőhatás, erős lúgos környezet vagy hosszú ideig tartó oldószerrel való érintkezés hatására lebomolhat, ami csökkenti a kihozatalt és rontja a végső kivonat minőségét. Ezért egy kíméletes, nem termikus, rövid ideig tartó eljárás segít megőrizni a kivont kvercetin mennyiségét és funkcionális minőségét (antioxidáns képességét) egyaránt.
Hogyan működik a kvercetin ultrahangos kivonása?
Az akusztikus kavitáció szerepe A nagy intenzitású ultrahang mikroszkopikus kavitációs buborékokat hoz létre a folyadékban. Ezek implozív összeomlása lokalizált hőpontokat, nyíróerőket és mikrosugarakat generál, amelyek felhasítják a növényi sejtfalakat és felbontják a szöveti mátrixokat. Ez megnyitja azokat a sejtkamrákat, ahol a kvercetin tárolódik, és felgyorsítja annak diffúzióját a környező oldószerbe, így a hatóanyag gyorsabban és teljesebb mértékben szabadul fel.
A kvercetin ultrahangos kivonásának tipikus folyamatábrája
- Előkészítés: a nyers növényi anyagot (pl. levelek, héjak, magok) őröljük, vágjuk vagy liofilizáljuk a felület növelése érdekében.
- Oldószer kiválasztása: Válasszon egy környezetbarát, élelmiszeripari minőségű oldószert, például vizet, etanolt vagy víz–etanol keveréket.
- Szonikálás: Az extrakciót kötegelt üzemmódban (keverés mellett) vagy folyamatos áramlású cellás üzemmódban 5–30 percig kell végrehajtani.
- Különélés: szűrjük vagy centrifugáljuk a kivonatot, és nyerjük ki a kvercetinben gazdag folyadékot.
- Koncentráció / tisztítás: szükség szerint opcionálisan szárítsuk meg, csapoljuk ki vagy tisztítsuk meg.
Megjegyzés: a konkrét időtartamok, amplitúdók és oldószer-arányok a növényfajtától és a célmátrix típusától függenek – Folyamat-szakértőink segítenek Önnek a nyersanyagához legmegfelelőbb folyamatparaméterek beállításában.
Sonicator UP200Ht a kvercetin kivonására
Esettanulmány: Ultrahanggal segített kvercetin extrakció
Sharifi és munkatársai (2017) kimutatták, hogy az ultrahangos extrakció hatékony és gyakorlatias módszer olyan flavonoidok, mint például a kvercetin, gyógynövényekből történő kivonására. A következőket használták: a Hielscher UP400St (400 W, lásd a bal oldali képet) 50%-os amplitúdóbeállítás mellett. A retek (Raphanus sativus) leveleit metanolba helyeztük, és 10 percig ultrahanggal kezeltük, ami 11,8%-os kvercetin-kihozatalt eredményezett.Az ultrahanggal segített extrakció előnyei a hagyományos technikákkal – például a macerációval, a Soxhlet-extrakcióval és a termikus emésztéssel – összehasonlítva. Az ultrahangos extrakció magasabb hozamokkal, jelentősen rövidebb extrakciós időkkel és alacsonyabb oldószer-mennyiségekkel tűnik ki. Az ultrahanghullámok alkalmazása kavitációt generál, amely felbomlasztja a növényi anyag sejtfalait és elősegíti a tömegátvitelt. Így az ultrahangos extrakció hatékonyabb a hagyományos módszereknél, és kiemelkedő eredményeket ér el a kvercetin kivonásában szerves mátrixokból. Bár az ultrahangos extrakcióhoz csupán 10 percre volt szükség. – összehasonlítva a macerálás 24 órás extrakciós idejével, a termikus emésztés 60 percével és a Soxhlet extrakció 24 órájával – az ultrahanggal extrahált kvercetin mennyisége magasabb volt, mint az emésztésé, maceráció és Soxhlet extrakció.
Az ultrahangos extrakció (UAE) lényegesen magasabb kvercetinhozamot eredményez rövidebb extrakciós idő alatt, mint a hagyományos extrakciós módszerek.
forrás: Sharifi és társai, 2017
Sonicator UP400ST botanikai extrakcióhoz
ultrahangos extrakciós berendezések
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos processzorok gyártására specializálódott kiváló minőségű botanikai kivonatok előállítására.
A Hielscher széles termékportfóliót kínál, amely a kis, erőteljes laboratóriumi ultrahangos készülékektől a robusztus asztali és teljesen ipari rendszerekig terjed, amelyek nagy intenzitású ultrahangot biztosítanak a bioaktív anyagok (pl. Polifenolok, gingerol, piperin, Kurkumin stb.). Minden ultrahangos készülék 200 watttól 16 000 wattig színes kijelzővel rendelkezik a digitális vezérléshez, integrált SD-kártyával az automatikus adatrögzítéshez, böngésző távirányítóval és még sok más felhasználóbarát funkcióval. A sonotrodes és az áramlási cellák (a közeggel érintkező részek) autoklávozhatók és könnyen tisztíthatók. Minden ultrahangos készülékünk 24/7 működésre épült, alacsony karbantartást igényel, könnyen és biztonságosan működtethető.
A digitális színes kijelző lehetővé teszi az ultrahangos készülék felhasználóbarát vezérlését, ami pontosan beállítható a folyamat. Rendszereink képesek az alacsony amplitúdótól a nagyon magas amplitúdóig szállítani. A polifenolok, például a kvercetin kivonásához speciális ultrahangos sonotrodákat (más néven ultrahangos szondákat vagy szarvakat) kínálunk, amelyek optimalizáltak a kiváló minőségű hatóanyagok ésszerű izolálására. A Hielscher szonikátorok robusztussága lehetővé teszi az 24/7 működését nagy teherbírású és igényes környezetben.
Az ultrahangos folyamatparaméterek pontos szabályozása biztosítja a reprodukálhatóságot és a folyamat szabványosítását.
Nagy teljesítményű ultrahangos processzorok labor pilótának és ipari méretek.
Gyakran feltett kérdések az ultrahangos kvercetin-kivonásról
Mi az a kvercetin?
A kvercetin, egy növényi flavonol (amely a polifenolok flavonoid csoportjának alcsoportja) számos gyümölcsben, zöldségben, levélben található. A kvercetin természetes forrásai az alma, a paprika, a vörösbor, a sötét cseresznye és a bogyók (áfonya, áfonya, szeder és mások), paradicsom, keresztesvirágú zöldségek, például brokkoli, káposzta és hajtások; leveles zöld zöldségek, auch mint spenót, kelkáposzta; citrusfélék, kakaó, áfonya, teljes kiőrlésű gabonák, például hajdina, spárga, kapribogyó, lilahagyma, olívaolaj, fekete és zöld tea, bab és hüvelyesek; gyógynövények, mint például a zsálya, az amerikai idősebb, az orbáncfű és a ginkgo biloba.
Milyen oldószereket használnak a kvercetin ultrahangos kivonásához?
Általában környezetbarát, élelmiszeripari minőségű oldószereket használnak, mint például a víz, az etanol, a metanol vagy a víz–etanol keverékek.
Miért van szükség a kvercetin esetében egy kíméletes extrakciós módszerre?
Mivel a kvercetin érzékeny bioaktív vegyület, hatékony, ugyanakkor kíméletes eljárásra van szükség a bomlás megakadályozása érdekében, amikor élelmiszer-adalékanyagokhoz és étrend-kiegészítőkhöz szánt kiváló minőségű kivonatot állítanak elő. Az ultrahangos extrakció egy kíméletes, nem hőhatású, tisztán mechanikus módszer, amely nagyon rövid extrakciós idő alatt nagy mennyiségű kvercetint eredményez.
Hogyan működik az ultrahangos extrakció?
Az ultrahangos extrakció az akusztikus kavitáció jelenségén alapul, amely megzavarja a növényi anyag sejtfalait, elősegíti az anyagátadást, és így felszabadítja a bioaktív vegyületeket, például a polifenolokat, a kvercetint és az antioxidánsokat. Ezért az ultrahangos kezelés az érzékeny növényi vegyületek izolálásának előnyben részesített módszere.
Melyek az ultrahangos kvercetin-kivonás fő előnyei?
A legfontosabb előnyök közé tartoznak a kiemelkedő hozamok, a perceken belüli gyors extrakció, a kiváló minőségű, kíméletes és nem termikus kivonatok, a környezetbarát oldószerek (víz, etanol, metanol stb.) használata, az egyszerű és biztonságos üzemeltetés, az alacsony beruházási és üzemeltetési költségek, valamint az a képesség, hogy a rendszer nagy terhelés mellett is a nap 24 órájában, a hét 7 napján folyamatosan működjön. Emellett környezetbarát, ökológiai szempontból is előnyös eljárásról van szó.
Az ultrahangos extrakció reprodukálható-e, és alkalmas-e ipari méretű alkalmazásra?
Igen. Az ultrahangos folyamatparaméterek pontos szabályozása biztosítja a reprodukálhatóságot és a folyamat szabványosítását. A Hielscher olyan speciális szonotródákat kínál, amelyek a kiváló minőségű hatóanyagok kíméletes kivonására lettek optimalizálva, ezzel támogatva a laboratóriumi szintről a kísérleti, majd az ipari gyártásra történő méretnövelést.
Milyen egészségügyi előnyökkel hozzák összefüggésbe a kvercetint?
A kvercetin-glikozidokat (például az izokvercetint) és a hozzájuk kapcsolódó flavonoidokat olyan vírusellenes, mikrobagátló, gyulladáscsökkentő és antiallergén anyagként írták le, amelyek pozitív hatást gyakorolhatnak állatok és emberek különböző sejttípusaira. A kvercetin segíthet a gyulladás csökkentésében, az allergiák leküzdésében, a szív egészségének támogatásában, a fájdalom enyhítésében, potenciálisan javíthatja az állóképességet, segíthet a rák elleni küzdelemben, valamint védi a bőr és a máj egészségét.
Irodalom/Hivatkozások
- Sharifi, Niusha; Mahernia, Shabnam; Amanlou, Massoud (2017): Különböző módszerek összehasonlítása a kvercetin extrakciójában a Raphanus sativus L. leveleiből Gyógyszerészeti tudományok 2017. március, 23, 59-65.
- Anaya-Esparza, Luis Miguel; Ramos-Aguirre, Dení; Zamora-Gasga, Víctor Manuel; Yahia, Elhadi; Montalvo-González, Efigenia (2018): A fenolos vegyületek ultrahangos extrakciójának optimalizálása a Justicia spicigera levelekből. Élelmiszertudomány és biotechnológia 27, 2018. 1093–1102.
- Wang, L., Li, Z., Huang, J. et al. (2022): A polifenolok ultrahanggal segített extrakciójának hatása az almahéjakból víz CO2 rendszerekben. Élelmiszer-biofeldolgozási technológia 15, 2022. 1157–1167.
- Lucas-González R., Viuda-Martos M., Pérez-Álvarez J.Á., Fernández-López J. (2024): A datolyapálma-magokból történő ultrahangos (poli)fenol-kivonást befolyásoló tényezők vizsgálata. Frontiers in Chemistry, 12. évfolyam, 2024.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): A Melia azedarach gyümölcséből származó értékes vegyületek ultrahanggal segített extrakciójának optimalizálása glicerin-kolin-klorid mély eutektikus oldószerrel. Fenntartható kémia és gyógyszerészet, 29. kötet, 2022.