Ekstraksi Chaga yang Sangat Efisien melalui Sonikasi

Jamur Chaga (Inonotus obliquus) kaya akan fito-kimia yang sangat kuat (misalnya polisakarida, asam betulinat, triterpenoid), yang diketahui berkontribusi pada kesehatan dan melawan penyakit. Menggunakan frekuensi ultrasonik berdaya tinggi untuk ekstraksi chaga adalah teknik yang disukai untuk menghasilkan ekstrak chaga unggul dengan kualitas dan hasil tertinggi.

Ekstrak Jamur Chaga oleh Ultrasonik

Ekstraksi ultrasonik adalah teknik yang sangat berkhasiat untuk melepaskan senyawa fitokimia dari tumbuhan seperti tanaman dan jamur.
Jamur Chaga kaya akan beberapa senyawa seperti polisakarida, triterpen, dan polifenol, yang bertanggung jawab atas sebagian besar efek peningkatan kesehatan dan terapeutiknya. Senyawa bioaktif utama Chaga adalah polisakarida (misalnya, β-glukan, proteoglikan yang terdiri dari d-galaktosa, d-glukosa, d-xilosa, dan d-mannose), triperpenoid (misalnya, betulin, asam betulinat), polifenol, fitosterol (misalnya, inotodiol) di antara senyawa lainnya.

Ekstraksi ultrasonik secara efisien memecah sel-sel jamur chaga dan melepaskan senyawa intraseluler (yaitu, fitokimia bioaktif) ke dalam pelarut. Ekstraksi ultrasonik didasarkan pada prinsip kerja kavitasi akustik. Efek kavitasi ultrasonik / akustik adalah gaya geser tinggi, turbulensi, dan perbedaan tekanan yang intens. Kekuatan sonomekanik ini mematahkan struktur seluler seperti dinding sel jamur kitin, meningkatkan perpindahan massa antara bahan chaga dan pelarut dan menghasilkan hasil ekstrak yang sangat tinggi dalam proses yang cepat. Selain itu, sonikasi mempromosikan sterilisasi ekstrak dengan membunuh bakteri dan mikroba. Inaktivasi mikroba dengan sonikasi adalah hasil dari gaya kavitasi yang merusak membran sel, produksi radikal bebas, dan pemanasan lokal.

Mengapa Ekstraksi Chaga Ultrasonik Begitu Menguntungkan?

Ekstraksi ultrasonik diterapkan di banyak bidang produksi ekstrak, misalnya ekstrak botani dan herbal untuk makanan, suplemen, obat-obatan, dan kosmetik. Contoh ekstraksi ultrasonik yang sangat menonjol adalah ekstraksi cannabidiol (CBD) dan senyawa lain dari tanaman ganja.
Karena ekstraksi ultrasonik adalah teknik ekstraksi non-termal, senyawa bioaktif diproses secara ringan dengan gelombang ultrasound dan dengan demikian degradasi termal senyawa tanaman sensitif dicegah. Semua parameter proses ultrasonik, yaitu amplitudo, intensitas, suhu dan tekanan, dapat dikontrol dengan tepat. Hal ini memungkinkan proses dan kontrol kualitas yang tepat dan membuatnya mudah untuk mengulangi dan mereproduksi setelah hasil ekstraksi diperoleh. Produsen ekstrak menghargai ultrasonikasi karena pengulangan prosesnya yang andal, yang membantu menstandarisasi proses dan produk pada tingkat kualitas tinggi.

Kualitas Tinggi, Ekstrak Chaga Hasil Tinggi dengan Sonikasi

Penelitian menegaskan bahwa ekstrak jamur chaga yang diproduksi secara ultrasonik mengandung lebih banyak triterpenoid daripada ekstrak air panas konvensional. Teknik ekstraksi ultrasonik mempromosikan pelepasan dan isolasi semua senyawa penting dari jamur chaga (I. obliquus). Ekstraksi berbantuan ultrasonik mengungguli metode ekstraksi alternatif dengan efisiensi yang unggul dan peningkatan ketersediaan hayati fitokimia bioaktif dalam ekstrak jamur. Kutipan dari studi penelitian ilmiah menunjukkan efisiensi dan hasil tinggi dari ekstraksi chaga ultrasonik.

Ekstraksi Polisakarida dari Chaga

Zhang et al. menggunakan ekstraksi berbantuan ultrasonik untuk mengembangkan kondisi optimal untuk ekstraksi polisakarida dari I. obliquus, dengan kondisi terbaik yang melibatkan penggunaan air sebagai pelarut selama 15 menit pada suhu 95 °C dengan ekstraksi frekuensi ultrasound, yang memberikan nilai ekstraksi 1,82%

Ekstraksi Asam Betulin / Betulinic dari Chaga

Hasil penelitian menunjukkan bahwa USG telah memainkan peran aktif dalam mengekstraksi betulin dan asam betulinat karena dapat memaksa dinding sel untuk terbuka dan meningkatkan perpindahan massa dan panas yang lebih baik. Ini pada gilirannya membantu berhasil mengekstrak fitokimia yang diinginkan dalam waktu singkat dengan efisiensi tinggi. Peningkatan kecil dalam hasil pada penambahan langkah ekstraksi pelarut setelah ultrasonikasi menunjukkan bahwa sebagian besar senyawa ini harus telah diekstraksi dari biomassa. Hasil yang diperoleh menunjukkan jumlah maksimum betulin yang dapat diekstraksi dalam biomassa. (Alhazmi, 2017) Secara keseluruhan, ultrasonikasi secara dramatis meningkatkan hasil betulin dan asam betulinic.

Protokol Ekstraksi Langkah demi Langkah

Untuk mengisolasi ekstrak spektrum penuh yang kuat dari jamur chaga (Inonotus obliquus), protokol ekstraksi dua langkah menggunakan ultrasonik daya diterapkan.
Bahan: I. obliquus kering (100g) dihancurkan menjadi potongan-potongan kecil sekitar 1,3cm2 (0,5×0.5 inci). Bahan jamur yang disikat ditempatkan ke dalam gelas kimia kaca 1.5L.

1. Langkah: Ekstraksi Dingin Ultrasonik: Chaga yang dikeringkan dan digiling disuspensi dalam 1000 mL etanol 60% dalam air murni atau suling (v/v; 60% etanol: 40% air) dengan menambahkan campuran pelarut ke dalam gelas kimia kaca dengan chaga. Untuk ekstraksi, ekstraktor ultrasonik UP400St yang dilengkapi dengan sonotrode S24d22L2D digunakan. Tanduk (sonotrode) ultrasonicator direndam ke dalam suspensi jamur dan pelarut. Penggunaan pengaduk adalah opsional, tetapi dapat membantu mengangkut partikel tanaman secara seragam ke sonotrode. Pastikan sonotrode tidak menyentuh dinding gelas kimia. Atur amplitudo ke 100% dan sonicate selama sekitar 10 menit. UP400St dilengkapi dengan sensor suhu yang dapat dicolokkan. Hubungkan termokopel dengan ultrasonicator dan masukkan sensor ke dalam suspensi. Di menu digital perangkat ultrasonik UP400St, Anda dapat mengatur batas suhu atas. Ultrasonicator akan berhenti ketika suhu maksimum ini tercapai dan mulai secara otomatis segera setelah suspensi mencapai nilai yang lebih rendah dari ∆T yang ditetapkan. Nilai ∆T yang direkomendasikan adalah sekitar 30°C sebagai nilai suhu atas dan 20°C sebagai nilai suhu yang lebih rendah. Penggunaan mandi air atau es membantu menjaga suhu selama sonikasi rendah. Setelah sonikasi, padatan jamur dihilangkan dengan penyaringan dan pengepresan. Pelarut dengan fito-kimia yang diekstraksi mengalami penguapan vakum atau penguapan rotor sehingga akhirnya fraksi chaga dari ekstraksi etanol diperoleh. Sisa padatan chaga dapat digunakan untuk langkah perendaman kedua opsional, ekstraksi panas ultrasonik.
2. Langkah (opsional): Ekstraksi Panas Ultrasonik: Bahan baku chaga yang dipulihkan dari ekstraksi pertama digunakan pada langkah kedua ekstraksi panas ultrasonik untuk mengisolasi fraksi fitokimia yang masih tersisa dalam jamur chaga. Bahan jamur ditempatkan dalam gelas kimia, 600mL etanol segar 60% : larutan pelarut air 40% ditambahkan dan dipanaskan hingga sekitar 70°C. Selama sonikasi, suhu bisa naik hingga 95 °C. Panas tambahan mendorong pelepasan fitokimia residu. Karena hampir semua senyawa termo-sensitif telah diekstraksi dalam kondisi yang dikontrol secara termal pada langkah 1, langkah kedua ini dapat diterapkan secara opsional untuk membuat ekstrak yang sangat kuat, yang lengkap dalam semua fitokimia jamur chaga. Suspensi disonikasi dengan UP400St dengan cara yang sama seperti yang dijelaskan di atas. Saring, tekan dan pisahkan jamur dari ekstrak air. Konstituen fito-konstituen dalam ekstraksi kedua juga diisolasi melalui penguapan.

Kedua fraksi ekstrak chaga, dari ekstraksi air dan etanol, dicampur bersama sehingga diperoleh ekstrak jamur chaga spektrum penuh. Ekstrak ini dapat diformulasikan menjadi berbagai produk seperti tincture, kapsul atau produk yang dapat dimakan.

Proses ini sepenuhnya linier dapat diskalakan ke volume lainnya. Menerapkan parameter ultrasonik yang sama (intensitas ultrasonik Ws / L, tekanan, suhu, konsentrasi padat: cairan), semua hasil ekstraksi chaga ultrasonik yang telah ditetapkan dapat dengan mudah diskalakan ke volume yang lebih besar (atau lebih kecil) sambil mencapai hasil yang sama (yaitu hasil, efisiensi proses).

Ekstrak jamur yang diproduksi secara ultrasonik kaya akan polisakarida, yang dikenal dengan banyak efek kesehatan yang bermanfaat. Ultrasonicator UP100H adalah ekstraktor ultrasonik kuat 100 watt untuk ekstraksi jamur obat yang efisien seperti chaga, surai singa, reishi atau cordyceps.

Pilihan Pelarut Anda

Ekstraksi ultrasonik kompatibel dengan pelarut apa pun. Ini memungkinkan Anda untuk menggunakan pelarut pilihan Anda. Dalam protokol ekstraksi chaga di atas, kami merekomendasikan larutan pelarut yang terdiri dari 60% etanol: 40% air (v/v). Kombinasi etanol dan air memungkinkan untuk melepaskan fitokimia dari berbagai polaritas. Atau, ekstraksi dua fase menggunakan etanol pada langkah ekstraksi pertama dan air pada langkah ekstraksi kedua dapat diterapkan. Ekstraksi ultrasonik menggunakan kombinasi pelarut alkohol dan air melepaskan fitokimia yang larut dalam air dan larut dalam alkohol dari jamur seperti chaga.
Oleh karena itu, ekstraksi sangat penting dalam menciptakan ekstrak jamur yang murni dan kuat.
Pelarut lain yang digunakan untuk ekstraksi Inonotus obliquus adalah isopropanol, metanol, metanol yang mengandung 10% asam asetat, etil asetat antara lain. Untuk ekstrak food grade, pelarut tidak beracun direkomendasikan, karena setelah penghilangan pelarut (misalnya penguapan) terkadang jumlah jejak sisa mungkin tertinggal dalam ekstrak.

Mengapa Memberikan Hasil Ekstraksi Chaga yang Tidak Mencukupi Pemandian Ultrasonik?

Pemandian ultrasonik biasanya digunakan untuk aplikasi pembersihan ringan. Dalam mandi ultrasonik, kavitasi akustik terjadi tidak terkendali dan didistribusikan secara tidak merata melalui tangki yang relatif besar. Jika Anda memasukkan gelas kimia kaca dengan campuran jamur-pelarut ke dalam bak ultrasonik, gelombang ultrasound yang sudah lemah harus melewati dinding gelas kimia, yang mengurangi intensitas ultrasound lebih jauh. Ini berarti bahwa intensitas ultrasound dari tangki pembersih ultrasonik terlalu lemah untuk ekstraksi jamur yang efisien. Dinding sel jamur mengandung kitin, bahan keras yang membuat sel jamur sangat kaku dan sulit diganggu. Untuk melepaskan senyawa bioaktif dari jamur seperti chaga, diperlukan ultrasound intensitas tinggi. Probe ultrasonik menciptakan kavitasi akustik yang jauh lebih intens, gaya yang memecah dinding sel jamur terbuka.
 

Bagan analisis UV-Vis menunjukkan perbandingan antara probe ultrasonik dan ekstraksi mandi ultrasonik jamur chaga. Ultrasonicator tipe probe UP100H (kurva hitam) memberikan hasil senyawa chaga bioaktif yang jauh lebih tinggi.

 
Baca lebih lanjut tentang perbedaan probe ultrasonik dan mandi ultrasonik dan lihat bagaimana perbandingannya dalam efisiensi ekstraksi!

Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Ekstraksi Chaga

Ekstraksi ultrasonik adalah teknologi pemrosesan yang andal, yang memfasilitasi dan mempercepat produksi ekstrak berkualitas tinggi dari berbagai bahan baku seperti chaga dan jamur lainnya. Portofolio Hielscher Ultrasonics mencakup berbagai macam mulai dari ultrasonicators laboratorium kompak hingga sistem ekstraksi industri. Dengan demikian, kami di Hielscher dapat menawarkan ultrasonicator yang paling cocok untuk kapasitas proses yang Anda bayangkan. Staf kami yang berpengalaman lama akan membantu Anda mulai dari uji kelayakan dan optimalisasi proses hingga pemasangan sistem ultrasonik Anda pada tingkat produksi akhir.
Jejak kaki kecil dari ekstraktor ultrasonik kami serta keserbagunaannya dalam opsi pemasangan membuatnya cocok bahkan dengan fasilitas pemrosesan pektin ruang kecil. Prosesor ultrasonik dipasang di seluruh dunia di fasilitas produksi makanan, farmasi, dan suplemen nutrisi.

Hielscher Ultrasonics – Peralatan Ekstraksi Canggih

Portofolio produk Hielscher Ultrasonics mencakup berbagai macam ekstraktor ultrasonik berkinerja tinggi dari skala kecil hingga besar. Aksesori tambahan memungkinkan perakitan konfigurasi perangkat ultrasonik yang paling sesuai dengan mudah untuk proses ekstraksi chaga Anda. Pengaturan ultrasonik yang optimal tergantung pada kapasitas yang dibayangkan, volume, bahan baku, batch atau proses inline dan garis waktu.

Batch dan Flow-Through Berkelanjutan

Ultrasonicators Hielscher dapat digunakan untuk pemrosesan batch dan flow-through kontinu. Pemrosesan batch ultrasonik sangat ideal untuk pengujian proses, pengoptimalan, dan tingkat produksi ukuran kecil hingga menengah. Untuk memproduksi jamur chaga dalam jumlah besar, pemrosesan inline mungkin lebih menguntungkan. Proses pencampuran inline yang berkelanjutan membutuhkan pengaturan yang canggih – terdiri dari pompa, selang atau pipa dan tangki -, tetapi sangat efisien, cepat dan membutuhkan tenaga kerja yang jauh lebih sedikit. Semua sistem industri dapat dioperasikan di bawah tekanan tinggi, yang meningkatkan kavitasi dan dengan demikian efisiensi ekstraksi. Hielscher Ultrasonics memiliki pengaturan ekstraksi yang paling sesuai untuk volume ekstraksi dan tujuan proses Anda.

Ekstraktor Ultrasonik untuk Setiap Kapasitas Produk

Rangkaian produk Hielscher Ultrasonics mencakup spektrum penuh prosesor ultrasonik dari ultrasonicator lab kompak melalui sistem bench-top dan pilot hingga prosesor ultrasonik industri penuh dengan kapasitas untuk memproses muatan truk per jam. Rangkaian produk lengkap memungkinkan kami untuk menawarkan ekstraktor ultrasonik yang paling cocok untuk chaga Anda serta jamur lainnya, kapasitas proses, dan target produksi.
Sistem benchtop ultrasonik ideal untuk uji kelayakan dan pengoptimalan proses. Peningkatan skala linier berdasarkan parameter proses yang ditetapkan membuatnya sangat mudah untuk meningkatkan kapasitas pemrosesan dari lot yang lebih kecil ke produksi komersial sepenuhnya. Peningkatan skala dapat dilakukan dengan memasang unit ekstraktor ultrasonik yang lebih kuat atau mengelompokkan beberapa ultrasonicator secara paralel. Dengan UIP16000 ini, Hielscher menawarkan ekstraktor ultrasonik paling kuat di seluruh dunia.

Amplitudo yang dapat dikontrol secara tepat untuk hasil yang optimal

Semua ultrasonicator Hielscher dapat dikontrol dengan tepat dan dengan demikian kuda kerja yang andal dalam produksi. Amplitudo adalah salah satu parameter proses penting yang mempengaruhi efisiensi dan efektivitas ekstraksi ultrasonik fitokimia dari jamur chaga (Inonotus obliquus).
Semua Ultrasonik Hielscher’ prosesor memungkinkan pengaturan amplitudo yang tepat. Sonotrodes dan klakson booster adalah aksesori yang memungkinkan untuk memodifikasi amplitudo dalam jangkauan yang lebih luas. Prosesor ultrasonik industri Hielscher dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi dan memberikan intensitas ultrasonik yang diperlukan untuk aplikasi yang menuntut. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dijalankan terus menerus dalam operasi 24/7.
Pengaturan amplitudo yang tepat dan pemantauan permanen parameter proses ultrasonik melalui perangkat lunak pintar memberi Anda kemungkinan untuk merawat bahan baku jamur dengan kondisi ultrasonik yang paling efektif. Sonikasi optimal untuk hasil ekstraksi terbaik!
Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut. Hal ini menjadikan peralatan ultrasonik Hielscher sebagai alat kerja yang andal yang memenuhi kebutuhan ekstraksi Anda.

Pengujian yang Mudah dan Bebas Risiko

Proses ultrasonik dapat sepenuhnya berskala linier. Ini berarti setiap hasil yang telah Anda capai menggunakan ultrasonicator lab atau bench-top, dapat diskalakan ke output yang persis sama menggunakan parameter proses yang persis sama. Hal ini membuat ultrasonication ideal untuk pengujian kelayakan bebas risiko, optimalisasi proses dan implementasi selanjutnya ke dalam manufaktur komersial. Hubungi kami untuk mempelajari bagaimana sonikasi dapat meningkatkan produksi ekstrak chaga Anda.

Kualitas Tertinggi – Dirancang dan Diproduksi di Jerman

Sebagai bisnis milik keluarga dan dikelola keluarga, Hielscher memprioritaskan standar kualitas tertinggi untuk prosesor ultrasoniknya. Semua ultrasonicator dirancang, diproduksi dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Kekokohan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya kuda kerja dalam produksi Anda. Operasi 24/7 di bawah beban penuh dan di lingkungan yang menuntut adalah karakteristik alami dari ekstraktor berkinerja tinggi Hielscher.
Anda dapat membeli prosesor ultrasonik Hielscher dalam berbagai ukuran dan dikonfigurasi dengan tepat dengan kebutuhan proses ekstraksi jamur Anda. Dari merawat jamur dalam gelas kimia laboratorium kecil hingga pencampuran bubur jamur yang terus menerus di tingkat industri, Hielscher Ultrasonics menawarkan ultrasonicator yang cocok untuk Anda! Silahkan hubungi kami – Kami dengan senang hati merekomendasikan Anda pengaturan ultrasonik yang ideal!

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: