Կվերցետինի ուլտրաձայնային էքստրակցիա
Կվերցետինն ամենալայն ուսումնասիրված բուսական պոլիֆենոլներից մեկն է, որը բարձր է գնահատվում իր հակաօքսիդանտային ակտիվության և սննդային հավելումներում, ֆունկցիոնալ սննդամթերքներում ու նուտրացևտիկներում իր դերի համար։ Քանի որ կվերցետինը և դրա գլիկոզիդները (օրինակ՝ ռուտինը, իզոկվերցետինը) զգայուն են ջերմության և օքսիդացման նկատմամբ, բարձր մաքրության էքստրակտ ստանալու համար անհրաժեշտ է արդյունավետ, բայց մեղմ, ոչ ջերմային էքստրակցիայի տեխնիկա։ Հենց այստեղ է դրսևորվում կվերցետինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի առավելությունը։
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային տեխնոլոգիա՝ կվերցետինի բարձրորակ էքստրակտների համար
Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիան (UAE) օգտագործում է բարձր հզորության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայն՝ բուսական բջիջների պատերը մեխանիկորեն քայքայելու և զանգվածափոխանակությունը կտրուկ մեծացնելու համար՝ կվերցետինը լուծիչի մեջ ազատելով ժամերի փոխարեն րոպեների ընթացքում։ Մացերացիայի, Սոքսլետի մեթոդի կամ ջերմային մարսման համեմատ՝ ուլտրաձայնային էքստրակցիան ապահովում է ավելի բարձր ելքեր, մշակման ավելի կարճ տևողություն, լուծիչի ավելի փոքր ծավալներ և ավելի լավ պահպանված կենսաակտիվություն՝ այն դարձնելով գրավիչ տարբերակ լաբորատորիաների, փորձնական կայանքների և բուսական ու պոլիֆենոլային էքստրակտների արդյունաբերական մասշտաբի արտադրության համար։
Պատրա՞ստ եք մացերացիայից և Սոքսլետի մեթոդից անցնել արագ, մեղմ, ոչ ջերմային էքստրակցիայի։ Կապվեք մեզ հետ հիմա – մենք կօգնենք ձեզ սահմանել ձեր բուսական հումքին համապատասխան ուլտրաձայնային համակարգի բնութագրերը։
Բուսական հումքի 120L խմբաքանակային ուլտրաձայնային էքստրակցիա՝ կիրառելով UIP2000hdT ուլտրաձայնային սարքը
- Գերազանց ելքեր
- Բարձր արագությամբ էքստրակցիա – րոպեների ընթացքում
- Բարձրորակ էքստրակտներ – մեղմ, ոչ ջերմային
- Կանաչ լուծիչներ (ջուր, էթանոլ, մեթանոլ և այլն)
- Հեշտ և անվտանգ շահագործում
- Ցածր ներդրումային և շահագործման ծախսեր
- 24/7 աշխատանք՝ ծանրաբեռնված պայմաններում
- Կանաչ, էկոլոգիապես բարենպաստ մեթոդ
Ուլտրաձայնային մշակման ազդեցությունը բջջային կառուցվածքի վրա. ուլտրաձայնով հարուցված բջջապատերի քայքայումը հնարավորություն է տալիս կվերցետինն ու ռուտինն ազատել Euonymus alatus բույսից։
Պատկերը և ուսումնասիրությունը՝ ©Yang and Zhang, 2008.
Ինչու է կվերցետինը պահանջում էքստրակցիայի մեղմ մեթոդ
Կվերցետինը հանդիպում է բազմաթիվ մրգերում, բանջարեղեններում և խոտաբույսերում՝ ներառյալ խնձորը, սոխը, հատապտուղները, թեյը, խաղողը և տերևավոր կանաչեղենը։ Որպես պոլիֆենոլ/ֆլավոնոլ՝ այն կարող է քայքայվել երկարատև տաքացման, ուժեղ ալկալային պայմանների կամ լուծիչի հետ երկարատև շփման դեպքում, ինչը նվազեցնում է ելքը և վատթարացնում վերջնական էքստրակտի որակը։ Ուստի մեղմ, ոչ ջերմային, կարճատև մեթոդն օգնում է պահպանել և՛ էքստրակցված կվերցետինի քանակը, և՛ դրա ֆունկցիոնալ որակը (հակաօքսիդանտային կարողությունը)։
Ինչպես է գործում կվերցետինի ուլտրաձայնային էքստրակցիան
Ակուստիկ կավիտացիայի դերը Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնը հեղուկում առաջացնում է կավիտացիոն մանրադիտակային պղպջակներ։ Դրանց՝ դեպի ներս ուղղված փլուզումը առաջացնում է տեղային տաք կետեր, սահքի ուժեր և միկրոշիթեր, որոնք պատռում են բուսական բջիջների պատերը և քայքայում հյուսվածքային մատրիքսները։ Սա բացում է բջջային բաժանմունքները, որտեղ կուտակված է կվերցետինը, և արագացնում դրա դիֆուզիան դեպի շրջապատող լուծիչը, ինչի շնորհիվ ակտիվ միացությունն ազատվում է ավելի արագ և ավելի ամբողջությամբ։
Կվերցետինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի գործընթացի տիպային հաջորդականությունը
- Նախապատրաստում՝ աղացեք, կտրատեք կամ սառեցմամբ չորացրեք բուսական հումքը (օրինակ՝ տերևները, կեղևները, սերմերը)՝ մակերեսը մեծացնելու համար։
- Լուծիչի ընտրություն՝ ընտրեք կանաչ, սննդային որակի լուծիչ, օրինակ՝ ջուր, էթանոլ կամ ջուր–էթանոլ խառնուրդ։
- Ուլտրաձայնային մշակում՝ իրականացրեք էքստրակցիան խմբաքանակային ռեժիմով (խառնելով) կամ հոսքային բջջում շարունակական ռեժիմով՝ 5–30 րոպե տևողությամբ։
- Բաժանում՝ զտեք կամ ցենտրիֆուգեք էքստրակտը և առանձնացրեք կվերցետինով հարուստ հեղուկը։
- Խտացում / մաքրում՝ ըստ անհրաժեշտության՝ կամընտիր կերպով չորացրեք, նստեցրեք կամ մաքրեք։
Նշում. կոնկրետ տևողությունները, ամպլիտուդները և լուծիչների հարաբերակցությունները կախված են բույսի տեսակից ու թիրախային մատրիքսից – մեր տեխնոլոգիական գործընթացների մասնագետները կարող են օգնել ձեզ օպտիմալացնել գործընթացի պարամետրերը ձեր հումքի համար։
UP200Ht ուլտրաձայնային սարք կվերցետինի էքստրակցիայի համար
Կոնկրետ դեպքի ուսումնասիրություն. կվերցետինի էքստրակցիա ուլտրաձայնի օժանդակությամբ
Sharifi և համահեղինակները (2017) ցույց են տվել, որ ուլտրաձայնային էքստրակցիան արդյունավետ և գործնական մեթոդ է դեղաբույսերից այնպիսի ֆլավոնոիդներ էքստրակցելու համար, ինչպիսին կվերցետինն է։ Նրանք օգտագործել են Hielscher UP400St սարքը (400W, տես ձախ կողմի նկարը) 50% ամպլիտուդի կարգավորմամբ։ Բողկի (Raphanus Sativus) տերևները տեղադրվել են մեթանոլի մեջ և 10 min. ենթարկվել ուլտրաձայնային մշակման, ինչի արդյունքում կվերցետինի ելքը կազմել է 11,8%։ Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիայի առավելությունը սովորական մեթոդների՝ մացերացիայի, Սոքսլետի էքստրակցիայի և ջերմային դիգեստիայի համեմատ։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան առանձնանում է ավելի բարձր ելքերով, էքստրակցիայի զգալիորեն ավելի կարճ տևողությամբ և լուծիչների ավելի փոքր քանակներով։ Ուլտրաձայնային ալիքների կիրառումն առաջացնում է կավիտացիա, որը քայքայում է բուսական նյութի բջջապատերը և նպաստում զանգվածափոխանակությանը։ Այսպիսով, ուլտրաձայնային էքստրակցիան ավելի արդյունավետ է, քան ավանդական մեթոդները, և գերազանց արդյունքներ է տալիս օրգանական մատրիցներից կվերցետինի էքստրակցիայի ժամանակ։ Թեև ուլտրաձայնային էքստրակցիայի համար պահանջվել է ընդամենը 10 min.՝ մացերացիայի համար պահանջվող 24hrs, ջերմային դիգեստիայի համար՝ 60min., իսկ Սոքսլետի էքստրակցիայի համար՝ 24hrs տևողությունների համեմատ, ուլտրաձայնով էքստրակցված կվերցետինի քանակն ավելի մեծ է եղել, քան դիգեստիայի, մացերացիայի և Սոքսլետի էքստրակցիայի դեպքում։
Ուլտրաձայնային էքստրակցիան (UAE) սովորական էքստրակցիայի մեթոդների համեմատ ապահովում է կվերցետինի զգալիորեն ավելի բարձր ելքեր՝ էքստրակցիայի ավելի կարճ տևողությամբ։
աղբյուր՝ Sharifi at al., 2017
Ուլտրաձայնային սարք UP400ST բուսական նյութերի էքստրակցիայի համար
Ուլտրաձայնային էքստրակցիայի սարքավորումներ
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը մասնագիտացած է բուսական նյութերից բարձրորակ էքստրակտների ստացման համար բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային պրոցեսորների արտադրության մեջ։
Hielscher ընկերությունն առաջարկում է արտադրանքի լայն տեսականի՝ փոքր, հզոր լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից մինչև ամուր սեղանադիր և ամբողջությամբ արդյունաբերական համակարգեր, որոնք ապահովում են բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայն՝ կենսաակտիվ նյութերի արդյունավետ էքստրակցիայի և առանձնացման համար (օրինակ՝ պոլիֆենոլներ, գինջերոլ, պիպերին, կուրկումին և այլն)։ 200 վատտից մինչև 16 000 վատտ հզորությամբ բոլոր ուլտրաձայնային սարքերն ունեն թվային կառավարման գունավոր էկրան, տվյալների ավտոմատ գրանցման համար ներկառուցված SD քարտ, բրաուզերով հեռավար կառավարում և օգտագործման համար հարմար բազմաթիվ այլ գործառույթներ։ Սոնոտրոդները և հոսքային բջիջները (միջավայրի հետ շփվող մասերը) կարելի է ավտոկլավացնել, և դրանք հեշտ են մաքրվում։ Մեր բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը նախատեսված են 24/7 աշխատանքի համար, պահանջում են քիչ տեխնիկական սպասարկում և հեշտ ու անվտանգ են շահագործման մեջ։
Թվային գունավոր էկրանն ապահովում է ուլտրաձայնային սարքի հարմար կառավարում՝ թույլ տալով ճշգրիտ կարգավորել գործընթացը։ Մեր համակարգերն ունակ են ապահովելու ցածրից մինչև շատ բարձր ամպլիտուդներ։ Կվերցետինի նման պոլիֆենոլների էքստրակցիայի համար մենք առաջարկում ենք հատուկ ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ (հայտնի են նաև որպես ուլտրաձայնային զոնդեր կամ եղջյուրներ), որոնք օպտիմալացված են բարձրորակ ակտիվ նյութերի մեղմ առանձնացման համար։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի ամրությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7՝ մեծ բեռնվածությամբ և շահագործման պահանջկոտ պայմաններում։
Ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերի ճշգրիտ կառավարումն ապահովում է վերարտադրելիություն և գործընթացի ստանդարտացում։
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ լաբորատոր մասշտաբից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբ.
Հաճախ տրվող հարցեր կվերցետինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի մասին
Ի՞նչ է կվերցետինը։
Կվերցետինը՝ բուսական ֆլավոնոլը (որը պոլիֆենոլների ֆլավոնոիդների խմբի ենթախումբ է), հանդիպում է բազմաթիվ մրգերում, բանջարեղեններում և տերևներում։ Կվերցետինի բնական աղբյուրներն են խնձորը, պղպեղը, կարմիր գինին, մուգ կեռասը և հատապտուղները (կապույտ հապալասը, սև հապալասը, մոշը և այլն), լոլիկը, խաչածաղկավոր բանջարեղենները, օրինակ՝ բրոկոլին, կաղամբը և ծիլերը, կանաչ տերևավոր բանջարեղենները, օրինակ՝ սպանախը, գանգրակաղամբը, ցիտրուսային մրգերը, կակաոն, լոռամիրգը, ամբողջական հացահատիկները, օրինակ՝ հնդկաձավարը, ծնեբեկը, կապարը, կարմիր սոխը, ձիթապտղի յուղը, սև և կանաչ թեյը, լոբին և ընդեղենը, խոտաբույսերը, օրինակ՝ եղեսպակը, ամերիկյան կտտկենին, սրոհունդը և երկբլթակ գինկգոն։
Ի՞նչ լուծիչներ են օգտագործվում կվերցետինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի համար։
Սովորաբար օգտագործվում են էկոլոգիապես բարենպաստ, սննդային որակի լուծիչներ, օրինակ՝ ջուր, էթանոլ, մեթանոլ կամ ջուր–էթանոլ խառնուրդներ։
Ինչո՞ւ է կվերցետինի համար անհրաժեշտ էքստրակցիայի մեղմ մեթոդ։
Քանի որ կվերցետինը զգայուն կենսաակտիվ միացություն է, սննդային հավելանյութերի և սննդային հավելումների համար բարձրորակ էքստրակտ արտադրելիս դրա քայքայումը կանխելու համար անհրաժեշտ է արդյունավետ, բայց մեղմ մեթոդ։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան մեղմ, ոչ ջերմային, զուտ մեխանիկական մեթոդ է, որը շատ կարճ էքստրակցիայի ժամանակահատվածում ապահովում է կվերցետինի մեծ քանակություններ։
Ինչպե՞ս է գործում ուլտրաձայնային էքստրակցիան։
Ուլտրաձայնային էքստրակցիան հիմնված է ակուստիկ կավիտացիայի երևույթի վրա, որը քայքայում է բուսական նյութի բջջապատերը և նպաստում զանգվածափոխանակությանը՝ ազատելով այնպիսի կենսաակտիվ միացություններ, ինչպիսիք են պոլիֆենոլները, կվերցետինը և հակաօքսիդանտները։ Սա ուլտրաձայնային մշակումը դարձնում է զգայուն բուսական միացությունների առանձնացման նախընտրելի մեթոդ։
Որո՞նք են կվերցետինի ուլտրաձայնային էքստրակցիայի հիմնական առավելությունները։
Հիմնական առավելություններն են ավելի բարձր ելքերը, րոպեների ընթացքում կատարվող արագ էքստրակցիան, բարձրորակ՝ մեղմ և ոչ ջերմային էքստրակտները, կանաչ լուծիչների (ջուր, էթանոլ, մեթանոլ և այլն) օգտագործումը, հեշտ և անվտանգ շահագործումը, ներդրումային և շահագործման ցածր ծախսերը և մեծ բեռնվածությամբ 24/7 աշխատելու հնարավորությունը։ Այն նաև կանաչ, էկոլոգիապես բարենպաստ մեթոդ է։
Արդյո՞ք ուլտրաձայնային էքստրակցիան վերարտադրելի է և հարմար արդյունաբերական մասշտաբի համար։
Այո։ Ուլտրաձայնային գործընթացի պարամետրերի ճշգրիտ վերահսկումն ապահովում է վերարտադրելիություն և գործընթացի ստանդարտացում։ Hielscher ընկերությունը տրամադրում է հատուկ սոնոտրոդներ, որոնք օպտիմալացված են բարձրորակ ակտիվ նյութերի զգույշ առանձնացման համար՝ նպաստելով մասշտաբի մեծացմանը՝ լաբորատոր մակարդակից մինչև փորձնական և արդյունաբերական արտադրություն։
Առողջության համար ի՞նչ օգուտների հետ է կապվում կվերցետինը։
Կվերցետինի գլիկոզիդները (օրինակ՝ իզոկվերցետինը) և հարակից ֆլավոնոիդները նկարագրվել են որպես հակավիրուսային, հակամանրէային, հակաբորբոքային և հակաալերգիկ միջոցներ, որոնք կարող են դրականորեն ազդել կենդանիների և մարդկանց տարբեր տեսակի բջիջների վրա։ Կվերցետինը կարող է օգնել նվազեցնել բորբոքումը, պայքարել ալերգիաների դեմ, աջակցել սրտի առողջությանը, պայքարել ցավի դեմ, հնարավոր է՝ բարելավել դիմացկունությունը, պայքարել քաղցկեղի դեմ և պաշտպանել մաշկի ու լյարդի առողջությունը։
Գրականություն/Հղումներ
- Sharifi, Niusha; Mahernia, Shabnam; Amanlou, Massoud (2017): Raphanus sativus L. տեսակի տերևներից կվերցետինի էքստրակցիայի տարբեր մեթոդների համեմատություն։ Pharmaceutical Sciences March 2017, 23, 59–65.
- Anaya-Esparza, Luis Miguel; Ramos-Aguirre, Dení; Zamora-Gasga, Víctor Manuel; Yahia, Elhadi; Montalvo-González, Efigenia (2018): Justicia spicigera տեսակի տերևներից ֆենոլային միացությունների ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիայի օպտիմալացում։ Food Science and Biotechnology 27, 2018. 1093–1102.
- Wang, L., Li, Z., Huang, J. և այլք (2022): Ջուր–CO2 համակարգերում խնձորի կեղևներից պոլիֆենոլների ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիայի ազդեցությունը։ Food Bioprocessing Technology 15, 2022. 1157–1167.
- Lucas-González R., Viuda-Martos M., Pérez-Álvarez J.Á., Fernández-López J.(2024): Արմավենու սերմերից (պոլի)ֆենոլների ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիայի վրա ազդելու գործոնների նախնական ընտրություն։ Frontiers in Chemistry, հատոր 12, 2024.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Melia azedarach տեսակի պտուղներից արժեքավոր միացությունների ուլտրաձայնային օժանդակությամբ էքստրակցիայի օպտիմալացում՝ գլիցերին–խոլինի քլորիդ խոր էվտեկտիկ լուծիչով։ Sustainable Chemistry and Pharmacy, հատոր 29, 2022.