Ekstraksi Artemisinin yang Sangat Efisien dengan Sonikasi

Artemisinin dapat diekstraksi secara efisien menggunakan sonikasi kinerja tinggi. Ekstraksi ultrasonik memberikan hasil artemisinin yang sangat tinggi menggunakan pelarut ringan. Proses ekstraksi penerapan ultrasound dipercepat secara drastis. Kondisi pemrosesan dalam ekstraktor ultrasonik dapat dikontrol dengan tepat, yang memungkinkan untuk mencegah degradasi artemisinin biomolekul yang sensitif terhadap panas.

Ekstraksi Artemisinin

Artemisinin adalah molekul bioaktif yang ada di dalam kelenjar trikoma tanaman Artemisia annua, yang digunakan sebagai obat anti malaria dan menunjukkan potensi tinggi sebagai obat untuk pengobatan beberapa penyakit lain termasuk kanker dan SARS-CoV-2. Metode ekstraksi tradisional melibatkan pelarut beracun dan merupakan proses yang mahal dan kurang optimal. Untuk menghasilkan artemisinin dalam skala besar dalam kondisi yang menguntungkan lingkungan dan ekonomi, diperlukan teknik ekstraksi yang efisien dan ramah lingkungan. Ekstraksi ultrasonik adalah metode ekstraksi yang banyak digunakan dalam kombinasi dengan air atau etanol sebagai pelarut tidak beracun. Ekstraksi ultrasonik telah terbukti menghasilkan hasil artemisinin yang tinggi, sehingga produksi artemisinin dapat dengan cepat ditingkatkan ke volume besar. Peralatan ekstraksi ultrasonik untuk pemrosesan batch dan in-line pada tingkat industri sudah tersedia.

Ekstraksi Ultrasonik Artemisinin dari Artemisia annua

Penggunaan ultrasonografi daya untuk ekstraksi mengungguli metode ekstraksi lainnya dalam berbagai faktor utama, termasuk hasil, waktu ekstraksi, keramahan lingkungan, dan efisiensi biaya.

Kelemahan Ekstraksi Artemisinin Tradisional

Metode ekstraksi tradisional untuk artemisinin memakan waktu, dapat merusak molekul bioaktif artemisinin karena suhu tinggi yang diterapkan, dan memiliki dampak lingkungan yang tinggi karena pelarut organik yang digunakan pada suhu tinggi. Selain itu, dalam proses hilir, pemurnian ekstensif diperlukan untuk menghilangkan kotoran dari ekstrak mentah.

Keuntungan dari ekstraksi artemisinin ultrasonik

Menerapkan ultrasound daya untuk ekstraksi memiliki beberapa efek positif yang mengintensifkan proses ekstraksi: Ultrasonografi berkinerja tinggi menciptakan kavitasi akustik. Kavitasi akustik ini mendorong ekstraksi botani dengan gangguan sel, sehingga biomolekul yang terperangkap dilepaskan dari matriks sel tanaman. Selain itu, gaya kavitasi mengintensifkan transfer massa yang mengangkut biomolekul seperti artemisinin secara efisien ke pelarut di sekitarnya. Prinsip kerja ekstraksi ultrasonik dapat disumbangkan pada gaya mekanis kavitasi murni. Ini berarti sonikasi adalah teknik ekstraksi non-termal dan non-kimia. Menjadi teknik ekstraksi non-termal membuat ekstraksi ultrasonik sangat menguntungkan karena artemisinin adalah senyawa yang sensitif secara termal, yang berarti suhu yang lebih tinggi (misalnya, 70°C) akan menyebabkan dekomposisinya. Akibatnya, Artemisia annua L. tidak dapat direbus dalam air panas untuk mendapatkan artemisinin.

Pelarut Hijau untuk Ekstraksi Artemisinin Ultrasonik

Pelarut ekstraksi klasik yang digunakan untuk produksi artemisinin termasuk heksana, petroleum eter atau diklorometan. Ekstraksi yang digerakkan oleh ultrasound kompatibel dengan pelarut apa pun termasuk pelarut ringan dan hijau seperti etanol atau air. Ekstraksi ultrasonik artemisinin dengan etanol sama efisiennya jika dibandingkan dengan pelarut yang keras. Karena artemisinin menunjukkan kelarutan air yang buruk, siklodekstrin dapat digunakan untuk meningkatkan ekstraksi artemisinin air dingin ultrasonik.

Apa yang Membuat Ekstraksi Artemisinin Ultrasonik Begitu Efisien?

Untuk memahami keuntungan dari ekstraksi berbantuan ultrasonik, prinsip kerja ultrasonografi daya harus dipahami. Mekanisme intensifikasi ekstraksi ultrasound daya terutama dikaitkan dengan fenomena kavitasi akustik. Kavitasi ultrasonik menyebabkan tabrakan antara partikel biomassa botani (seperti daun Artemisia annua L.), yang mengakibatkan fraksi interspesifik dan pengurangan ukuran partikel. Ketika gelembung kavitasi runtuh di permukaan padatan nabati, erosi dan sonoporasi memperbesar permukaan partikel lebih jauh. Perpindahan massa yang diintensifkan dengan demikian memfasilitasi pelepasan molekul seperti protein, lipid, gula, vitamin, antioksidan, fito-kimia (misalnya, artemisinin) dan serat makanan. Gaya geser yang dihasilkan secara ultrasonik meningkatkan penetrasi pelarut ke dalam matriks seluler materi botani dan meningkatkan permeabilitas membran sel, masing-masing. Mekanisme ultrasonik daya ini bertanggung jawab atas intensifikasi proses signifikan yang dicapai ketika ultrasonikasi diterapkan untuk ekstraksi botani.

Gelombang ultrasound daya mengganggu struktur sel tumbuhan, melepaskan senyawa bioaktif dan meningkatkan perpindahan massa antara bahan tanaman dan pelarut (misalnya, etanol).

Hasil Penelitian yang Terbukti dari Ekstraksi Artemisinin Ultrasonik

Beberapa penelitian ilmiah telah dilakukan untuk menyelidiki efisiensi dan kepraktisan ekstraksi artemisinin ultrasonik dari daun Artemisia annua.

Briars dan Paniwnyk menunjukkan "bahwa ultrasound pada suhu rendah meningkatkan hasil artemisinin yang diekstraksi dari A. annua sekitar 58% dan ekstraknya tampak lebih murni jika dibandingkan dengan seduhan konvensional; oleh karena itu penggunaan ultrasound selama ekstraksi memiliki potensi untuk menghasilkan perawatan berbasis artemisinin dengan biaya lebih rendah." (Briars dan Paniwnyk, 2013)

Zhang et al. (2017) menyelidiki ekstraksi artemisinin ultrasonik menggunakan propilen glikol metil eter (PGME) sebagai pelarut. Ekstrak artemisinin yang diproduksi secara ultrasonik dianalisis menggunakan Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC). Hasil analisis menggarisbawahi kualitas ekstrak. Karena pengulangan proses yang baik dan stabilitas artemisinin yang diekstraksi, ekstraksi berbantuan ultrasonik menggunakan monoeter propilen glikol metil eter (PGME) hijau dan efisien sebagai pelarut menunjukkan prospek besar dalam ekstraksi dan pemisahan molekul bioaktif dari tumbuhan. Ekstraksi ultrasonik menggunakan propilen glikol metil eter (PGME) sebagai pelarut menghasilkan efisiensi ekstraksi keseluruhan yang tinggi dan hasil artemisinin yang tinggi. (lih. Zhang et al., 2017)

Dalam studi lain, Zhang et al. (2020) menyajikan ekstraksi ultrasonik artemisinin menggunakan hidroksipropil-β-siklodekstrin. Penambahan siklodekstrin meningkatkan pelepasan senyawa artemisinin yang larut dalam air dan memungkinkan untuk menggunakan air sebagai pelarut dengan hasil ekstraksi yang baik. Ekstraksi ultrasonik dalam kombinasi dengan siklodekstrin meningkatkan jumlah artemisinin menjadi 8,66 mg/g, yang secara signifikan lebih banyak dari jumlah yang sesuai 1,70 mg/g yang diperoleh dalam air.

Ekstraktor Ultrasonik Kinerja Tinggi untuk Produksi Artemisinin

Sistem ekstraksi ultrasonik berkinerja tinggi dari Hielscher Ultrasonics digunakan di seluruh dunia pada R&D, tingkat produksi kecil, menengah dan sepenuhnya komersial di berbagai industri seperti dalam makanan, suplemen makanan dan produksi farmasi. Ekstraktor ultrasonik berkinerja tinggi mengintensifkan proses ekstraksi dan meningkatkan hasil sehingga meningkatkan efisiensi keseluruhan produksi ekstrak berkualitas tinggi. Hielscher Ultrasonics menawarkan peralatan ekstraksi untuk kapasitas volume / proses apa pun. Memiliki pengalaman dalam ekstraksi botani selama lebih dari 25 tahun, Hielscher Ultrasonics adalah mitra tepercaya Anda untuk ekstraksi ultrasonik berkinerja tinggi dari Artemisia annua!

Ultrasonicator Performa Tinggi dan Canggih

Fitur cerdas ultrasonicators Hielscher dirancang untuk menjamin operasi yang andal, hasil yang dapat direproduksi, dan keramahan pengguna. Pengaturan operasional dapat dengan mudah diakses dan diputar melalui menu intuitif, yang dapat diakses melalui layar sentuh warna digital dan remote control browser. Oleh karena itu, semua kondisi pemrosesan seperti energi bersih, energi total, amplitudo, waktu, tekanan, dan suhu secara otomatis dicatat pada kartu SD bawaan. Ini memungkinkan Anda untuk merevisi dan membandingkan jalanan sonikasi sebelumnya dan untuk mengoptimalkan proses ekstraksi artemisinin ke efisiensi tertinggi.
Sistem Ultrasonik Hielscher digunakan di seluruh dunia untuk pembuatan ekstrak botani berkualitas tinggi. Ultrasonicator industri Hielscher dapat dengan mudah menjalankan amplitudo tinggi dalam operasi terus menerus (24/7/365). Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dihasilkan terus menerus dengan sonotrode standar (probe ultrasonik / tanduk). Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrode ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Karena kekokohannya dan perawatannya yang rendah, sistem ekstraksi ultrasonik kami biasanya dipasang untuk aplikasi tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.

Hubungi kami sekarang untuk mempelajari lebih lanjut tentang ekstraksi ultrasonik artemisinin dari tanaman Artemisia annua. Kami akan dengan senang hati mengirimkan informasi tentang sistem ekstraksi ultrasonik dan harga kami! Staf kami yang berpengalaman akan dengan senang hati mendiskusikan persyaratan aplikasi dan pemrosesan Anda dengan Anda!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: