Az ultrahangos kezelés felülmúlja a többi extrakciós módszert sebességgel
Az ultrahangos extrakció gyors eljárása és az ebből eredő időmegtakarítás a kivonatgyártásban a bioaktív vegyületek növényekből történő ultrahangos extrakciójának egyik előnye. Az ultrahangos extrakciót tudományosan összehasonlították az alternatív extrakciós technikákkal, mint például a szuperkritikus CO2 extrakció, maceráció, hő-reflux, Soxhlet, vagy mikrohullámú extrakció, és a kutatási eredmények bizonyítják az ultrahangos extrakció jelentős előnyét az extrakciós sebesség és hozam tekintetében.
Ultrahangos kezelés gyors extrakciós eljárás
A bioaktív vegyületek ultrahangos extrakciója jól ismert a magas hozamokról, kiváló minőségű kivonatokról, rövid extrakciós időről, alacsony energiafogyasztásról és a nagyon enyhe oldószerekkel való munkavégzésről. Mindezek a tényezők hozzájárulnak a bioaktív összetevők növényi anyagokból történő ultrahangos extrakciójának rendkívüli általános hatékonyságához.
Az alábbiakban talál egy válogatás tudományos kutatási jelentések, amelyekben ultrahangos extrakció (ultrahanggal segített extrakció / UAE) összehasonlították más extrakciós technikákkal, például macerációval, Soxhlettel, hő-refluxszal, szuperkritikus CO-val2, és mikrohullámú extrakció.
Ultrahangos UP400St növényi anyagok nagy sebességű kitermeléséhez szakaszos üzemmódban
| Extrakciós alkalmazás | Ultrahangos extrakciós idő | Alternatív extrakciós módszer ideje | További információk | Forrás |
|---|---|---|---|---|
| Antocianin extrakció mirtuszbogyókból | 5 perc | 15 perc mikrohullám |
ultrahangos UP200S | Gonzalez és mtsai, 2019 |
| Boldo levél extrakció | 5-30 perc | 15-90 perc Kivonatolás |
Ultrahangos UIP1000hdT "Láthatjuk, hogy 5-30 perc szonikálás, a hozam megegyezik a hagyományos maceráció hozamával 15-90 percnél: UAE az idő egyharmadára van szükség ahhoz, hogy a hagyományos macerálás során kivonják a levelek oldható anyagát." |
Petigny és mások, 2013 |
| Összes fenol és flavonoid kivonása zsályából | 11 perc | 30 perc hagyományos extrakció 60 °C-os vízfürdős rázógéppel |
Ultrahangos elszívók UP100H, UP400S |
Dent és mtsai, 2015 |
| Olajfalevél polifenolok kivonása | 21 perc | 60 perc hagyományos hő-visszafolyó extrakció |
Ultrahangos UP400S | Dobrinčić és mtsai, 2020 |
| Bioaktív fenolok kivonása Malva sylvestris levelekből | 49 perc 48°C 110 W-nál |
5 óra izgatott ágyas extrakció 150 fordulat / perc sebességgel |
ultrahangos UP200S A HPLC-elemzés kimutatta, hogy a bioaktív fenolok koncentrációja szignifikánsan nőtt (p≺0,05) az optimális UAE feltételek. |
Bimakr és mtsai, 2017 |
| Lipidek kivonása téli dinnyéből (Benincasa hispida) magból | ∼36 perc | Szuperkritikus szén-dioxid-extrakció nyomáslengési technikával kombinálva (SCE-PST) (∼50 perc), szuperkritikus CO2 (∼97 perc) és a hagyományos Soxhlet extrakció (∼360 perc) | A szuperkritikus szén-dioxid (sCO2), ultrahanggal segített extrakció (UAE), szuperkritikus szén-dioxid-extrakció nyomáslengési technikával kombinálva (SCE-PST) és a Soxhlet extrakció azt mutatja, hogy az Egyesült Arab Emírségek a leghatékonyabb és leggyorsabb extrakciós technika. | Bimakr és mtsai (2015) |
A szuperkritikus szén-dioxid (sCO2), ultrahanggal segített extrakció (UAE), szuperkritikus szén-dioxid-extrakció nyomáslengési technikával kombinálva (SCE-PST) és a Soxhlet extrakció azt mutatja, hogy UAE a leghatékonyabb és leggyorsabb extrakciós technika.
- Nagy extrakciós hatékonyság
- Kiváló extrakciós hozamok
- gyors folyamat
- Alacsony hőmérséklet
- Termolabilis vegyületek kivonására alkalmas
- Bármilyen oldószerrel kompatibilis
- Alacsony energiafogyasztás
- Zöld extrakciós technika
- Egyszerű és biztonságos kezelés
- Alacsony beruházási és üzemeltetési költségek
- 24/7 működés nagy igénybevétel mellett
Nagy teljesítményű ultrahangos extrahálók a vegyületek kifejezett izolálásához
A Hielscher legmodernebb ultrahangos berendezései lehetővé teszik a kiváló minőségű biomolekulák gyors kivonását a növényekből. A folyamatparaméterek, például az amplitúdó, a hőmérséklet, a nyomás és az energiabevitel teljes ellenőrzése lehetővé teszi a leghatékonyabb és legenyhébb extrakciós körülményeket, amelyek sértetlen, erősen bioaktív kivonatokat eredményeznek. Az ultrahangos extrakciós paraméterek, például a nyersanyag részecskemérete, az oldószer típusa, a szilárd anyag és az oldószer aránya, valamint az extrakciós idő optimalizálása optimalizálható a legnagyobb hatékonyság és a legjobb általános eredmények érdekében. Mivel az ultrahangos extrakció nem termikus extrakciós módszer, a bioaktív összetevők termikus lebomlása elkerülhető, ami kiváló kivonatminőséget eredményez.
Összességében, olyan előnyök, mint a magas hozam, rövid extrakciós idő, alacsony extrakciós hőmérséklet, és a csökkentett oldószerigény teszi szonikálás az előnyben részesített extrakciós módszer.
Az ultrahangos kezelés felülmúlja a mikrohullámú sütőt a mirtusz bogyókból származó antocianin extrakcióban. Az ultrahangos kezelés háromszor gyorsabb, mint a mikrohullámú extrakció.
Az ultrahangos és a hagyományos vízfürdős rázógép összehasonlítása jelentősen csökkenti az összes fenolok és flavonoidok extrakciós idejét a zsályából, amikor ultrahangos extrakciót alkalmaznak. Az ultrahangos extrakció az extrakciós időnek csak egyharmadát igényli vízfürdős rázógéppel.
Ultrahangos extrakció: Laboratóriumban és iparban
Az ultrahangos extrakciót széles körben alkalmazzák bármilyen bioaktív vegyület kivonására botanikai, gombákból, algákból, baktériumokból és emlőssejtekből. Az ultrahangos extrakciót egyszerű, költséghatékony és rendkívül hatékonynak találták, amely más hagyományos extrakciós technikákat is kiemelkedik a magasabb extrakciós hozamokkal és a rövidebb feldolgozási időtartammal.
A laboratóriumi, asztali és teljesen ipari ultrahangos rendszerek könnyen elérhető, ultrahangos extrakció manapság jól megalapozott és megbízható technológia. A Hielscher ultrahangos extrahálókat világszerte telepítik ipari feldolgozó létesítményekbe élelmiszer- és gyógyszeripari minőségű bioaktív vegyületek előállítására.
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!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Az ultrahangos extrakció működési elve
Az ultrahangos extrakció széles körben alkalmazott módszer a bioaktív komponensek izolálására és elválasztására a növényi anyagokból. Mivel az szonikálás kompatibilis bármilyen oldószerrel, az ultrahangos extrakciós eljárás optimálisan megtervezhető a bioaktív vegyületek (azaz a célzott vegyületek), polaritása, oldhatósága, hőérzékenysége és egyéb tényezői. Az ultrahangos folyamatot kifejezetten egy bizonyos vegyületre vagy különböző vegyületekre adaptálva, a legideálisabb beállítás választható annak érdekében, hogy rendkívül jó minőségű kivonatot kapjunk.
A folyadékba vagy szuszpenzióba kapcsolt ultrahanghullámok intenzív rezgéseket és akusztikus kavitációt hoznak létre. Az akusztikus más néven ultrahangos kavitációt a helyileg előforduló rendkívül magas nyomáskülönbségek, nyíróerők és folyadéksugarak határozzák meg. Ezek az erők megtörik a sejtfalakat, megzavarják a növényi sejteket és fokozzák a sejt belseje és az oldószer közötti tömegátadást. Ezáltal a bioaktív összetevők hatékonyan szabadulnak fel a környező oldószerbe, ahonnan a célmolekulák könnyen izolálhatók és tisztíthatók (pl. rotorpárolgással, gőzdesztillációval vagy HPLC-vel).
Ultrahangos extrakció növényi sejtekből: a mikroszkópos keresztirányú szakasz (TS) mutatja a hatásmechanizmust az ultrahangos extrakció során a sejtekből (nagyítás 2000x)
[forrás: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.