Terpén extrakció ultrahanggal
Az ultrahangos terpén extrakció bizonyítottan magas terpén-kariofillén-oxidot eredményez, pl. kannabiszból és komlóból. A kariofillén-oxid egy terpén, amely kannabiszban, komlóban, borsban, bazsalikomban és rozmaringban található. Aktív vegyületként extrahált terpén-kariofillén-oxidot használnak ízesítő adalékként és egészségügyi kiegészítőként.
Extrahált kariofillén-oxid használata
A kariofillén-oxidot aromás illata és íze (azaz gyógynövények) jellemzi. Intenzív aromás illata és íze miatt gyakran használják ízesítő adalékként élelmiszerekben, valamint illatanyag-összetevőként. Ezenkívül képes kötődni az emberi szervezetben található endokrin CB2 receptorokhoz is, ami érdekes gyógyszerészeti összetevővé teszi.
A kariofillén-oxid ultrahangos extrakciója
A terpén-kariofillén-oxid ultrahangos extrakciója kiváló technika a magas hozamok előállítására, pl. kannabisz és komló. További információ az akusztikus kavitációról, az ultrahangos extrakció hatóanyaga!
Például β-kariofillén-oxidot ultrahanggal extraháltuk az ultrahangos készülékkel UP100H (100W, 30kHz) szárított komló rügyekből.
A GC elemzési adatok a Hielscher-vel extrahált β-kariofillén-oxid extrakciós hozamát mutatják UP100H komlóból.
UP400ST – 400W nagy teljesítményű ultrahangos processzor terpén extrakcióhoz keverővel
Ultrahangos komlókivonat gázkromatográfiás elemzése: β-kariofillén-oxid, α-kariofillén, α-pinén, mikrene, limonén, α-kariofilén és kariofillén-oxid és mások.
A β-kariofillén-oxid mellett más terpének, például α-kariofillén, α-pinén, mikrene, limonén és α-kariofilén mellett sikeresen extraháltak.
Hogyan nyerik ki a terpéneket a növényekből szonda típusú ultrahangos kezeléssel? Lépésről lépésre!
- Először is, a növényi anyagot őröljük vagy apró darabokra vágjuk, hogy növeljük az extrakciós felületet.
- A növényi anyagot ezután oldószerrel (például etanollal vagy vízzel) keverjük össze a terpének kivonásához.
- A szonda típusú ultrahangos kezelést ezután használják annak érdekében, hogy támogassák az extrakciós folyamatot nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú ultrahanghullámok alkalmazásával kb. 20kHz a szuszpenzióhoz. Ez akusztikus kavitációt és az oldószer gyors rezgését okozza, ami elősegíti a növényi sejtek szétesését és megzavarását, valamint a terpének felszabadulását.
- Az elegyet ezután szűrjük, hogy a szilárd növényi anyagot elválasszuk az extrahált terpéneket tartalmazó folyadéktól.
- A folyadékot ezután elpárologtatjuk vagy további feldolgozásnak vetjük alá az oldószer eltávolítása és a terpének koncentrálása érdekében.
- A végtermék terpénben gazdag kivonat, amely különféle alkalmazásokban, például étrend-kiegészítőkben, funkcionális élelmiszerekben és kozmetikumokban használható.
Az ultrahangos terpén extrakció protokollja
A komlót hagyományos kávédarálóval őröltük, hogy a komlóminta homogén részecskeméretét kapjuk.
4,5 mg komlót tettünk egy injekciós üvegbe, majd 5 ml etanolt adtunk hozzá. Az injekciós üveget jeges vízzel ellátott főzőpohárba helyezték a hőelvezetés érdekében. Ezután a mintát ultrahanggal ultrahanggal kezeltük UP100H, az MS7 szonotróddal felszerelt, 50% -os amplitúdóbeállítással 90 másodpercig.
Az ultrahangos komlókivonat gázkromatográfiás elemzése:
A szonikálás biztosítja a nagy tömegátadást a sejtmátrix és az oldószer között, így következésképpen nagyon magas hozamot ér el a kiváló minőségű kivonat.
- kiváló minőségű terpén kivonatok (nincs termikus lebomlás)
- magas hozamok
- gyors eljárás
- Gyors megtérülés
- enyhébb oldószerek
- kevesebb oldószer használata
- Biztonságos és könnyen kezelhető
- Alacsony karbantartási igény
- Zöld, környezetbarát terpén extrakció
Az ultrahangos terpén extrakció zöld extrakciós módszerként tűnik ki, amely lehetővé teszi a terpén extrakciós eljárás jelentős felgyorsítását, miközben kevesebb energiát igényel, mint más hagyományos extrakciós módszerek (azaz szuperkritikus CO2, Soxhlet stb.). A terpének ultrahangos extrakciójával kapcsolatos egyéb előnyök az ultrahangos elszívó könnyű kezelése, gyors folyamat, nincs kémiai hulladék, magas hozam, környezetbarát, fokozott minőség az enyhe feldolgozási körülmények és a termikus lebomlás megelőzése miatt.
Ultrahangos extrahálók terpénekhez
Az alábbi táblázat jelzi, hogy melyik ultrahangos készülék lehet a legmegfelelőbb a terpén extrakciós követelményeihez.
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok laboratóriumi és ipari méretekben.
Irodalom/Hivatkozások
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
Tények, amelyeket érdemes tudni
kariofillén
A kariofillén vagy (−)-β-kariofillén egy természetes biciklusos szeszkviterpén, amely számos illóolajban megtalálható. A következő gyógynövények a kariofillén jó forrásaként ismertek: kannabisz, kender (Cannabis sativa), fekete kömény (Carum nigrum), szegfűszeg (Syzygium aromaticum), komló (Humulus lupulus), bazsalikom (Ocimum spp.), oregánó (Origanum vulgare), fekete bors (Piper nigrum), levendula (Lavandula angustifolia), rozmaring (Rosmarinus officinali és copaibaolaj (Copaifera spp.). β-kariofillén egy fitokannabinoid, amely erős affinitással rendelkezik a 2. típusú kannabinoid receptorhoz (CB 2), de nem az 1. típusú kannabinoid receptorhoz (CB 1).
kariofillén-oxid
A kariofillén-oxid (más néven β-kariofillén-oxid) a β-kariofillén oxidációs származéka, és fehér kristályos szilárd por, olvadáspontja kb. 62 °C.
Gyulladáscsökkentő, helyi érzéstelenítő és antioxidáns hatásai miatt értékelik. Az első kutatások azt sugallják, hogy a kariofillén-oxid potenciális gyógyszer lehet a rák kezelésében is. A kariofillén-oxid a ciklobutángyűrű része, amelyet már használnak az orvosi kutatásokban a széles körben használt kemoterápiás gyógyszer, a karboplatin szintetizálására.
A kariofillén-oxid, amelyben a kariofillén olefinje epoxiddá vált, az élelmiszer-aroma jóváhagyott összetevője.
Mind a β-kariofillén, mind a β-kariofillén-oxid alacsony vízoldhatóságot mutat, ami akadályozza a sejtbe történő felszívódásukat. Ahhoz, hogy ezeket a szeszkviterpéneket gyógyszerként vagy táplálékkiegészítőként használják, a kapszulázás liposzómák leküzdje ezeknek a szeszkviterpéneknek a vizes folyadékokban való gyenge oldhatóságát, és biztosítsa a biológiai hozzáférhetőséget és a bioaktivitást. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a bioaktív vegyületek ultrahangos kapszulázásáról!
kariofillén-oxid a kannabiszban
A kannabisz sativa növényben a kariofillén-oxid szeszkviterpénként található, amely három izoprén egységből áll. A kariofillén-oxid az egyik legnagyobb és leggyakoribb terpén a kannabisz növényben, és felelős a kannabisz jellegzetes aromájáért és illatáért. Az ultrahangos extrakciót sikeresen alkalmazzák Teljes spektrumú kannabidiol olajok, hogy a sokrétű vegyületek kísérőhatása megadható.
Ultrahangos kavitáció extrakcióhoz
Amikor nagy teljesítményű ultrahanghullámokat vezetnek be folyadékba, a folyadékban kompressziós és tágulási (ritka) ciklusok lépnek fel. A ritkaság során üregek vagy úgynevezett kavitációs buborékok keletkeznek egy folyadékban. Ezek a kavitációs buborékok, amelyek apró vákuumbuborékok, akkor fordulnak elő, amikor a negatív nyomás kifejtődik, így a folyadék helyi szakítószilárdsága leküzdhető. A vákuumbuborékok több kompressziós / ritka cikluson keresztül nőnek, amíg nem tudnak több energiát elnyelni, és a kavitációs buborék sn implozív összeomláson megy keresztül. Ezt a jelenséget kavitációnak nevezik. Suslick professzor kutatása (1990) szerint a kavitációs buborékok szélsőséges körülmények között uralkodnak, akár 5000 K hőmérséklettel, 1000 atmoszféra nyomással, 1010 K / s feletti fűtési-hűtési sebességgel és akár 280 m / s sebességű folyadékfúvókákkal, amelyek nagyon nagy nyíróerőként és turbulenciákként jelennek meg a kavitációs zónában. Ezeknek a tényezőknek a kombinációját (nyomás, hő, nyírás és turbulencia) használják a tömegátadás felgyorsítására az extrakciós folyamatban. Ezenkívül ezeket a helyileg előforduló körülményeket ultrahangos folyamatokban is használják, mint például homogenizálás, emulgeálás vagy diszpergálás.
Az ultrahangos extrakció akusztikus kavitáción és hidrodinamikai nyíróerőin alapul
A terpének ultrahangos extrakciója
Az ultrahangos extrakció elve két hatáson alapul, amelyek akkor keletkeznek, amikor a nagy teljesítményű ultrahanghullámok folyadékba vagy szuszpenzióba kerülnek:
Először az oldószert (a környező folyékony közeget) a sejtmátrixba tolják. A kavitáció amplitúdójától és erősségétől függően a sejtfalat perforálja vagy megszakítja a folyadéknyomás.
Másodszor, a ritkítási ciklus során a sejttartalom (azaz az intracelluláris anyag) kiürül a belső sejtből. Az ultrahangos extrakció után a célzott vegyületek az oldószerben vannak, és elválaszthatók az oldószertől (pl. Az oldószer elpárologtatásával), hogy végül tiszta kivonatot kapjunk.
A nyersanyag összetétele (például nedvességtartalom, macerációs / őrlési fok és részecskeméret, valamint a kiválasztott oldószer nagyon fontos tényezők a hatékony és eredményes ultrahangos extrakciós folyamat elérése érdekében. Az ultrahangos folyamatparaméterek is elengedhetetlenek: amplitúdót, nyomást, hőmérsékletet és szonikációs időt kell megállapítani és optimalizálni a legjobb eredmény érdekében.