Ekstraksi Ultrasonik Quillaja Saponin
- Ekstrak saponin dari pohon Quillaja saponaria Molina adalah sumber utama saponin untuk aplikasi industri.
- Ekstraksi ultrasonik saponin Quillaja menghasilkan saponin berkualitas tinggi.
- Ekstraksi ultrasonik adalah metode yang sangat efisien untuk menghasilkan hasil tinggi ekstrak saponin Quillaja dalam waktu singkat.
Ekstrak saponin Quillaja
Ekstrak saponin Quillaja (sinonim: ekstrak quillaia, bois de Panama, ekstrak kulit kayu Panama, ekstrak quillai, ekstrak kulit kayu Quillay, ekstrak kulit sabun) adalah zat yang diekstraksi dari pohon Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria). Ekstrak Quillaja terdiri dari lebih dari 100 saponin triterpenoid. Saponin utama yang ada adalah glikosida asam quillaic. Komponen utama lainnya adalah polifenol dan tanin serta sejumlah kecil garam dan gula. Ekstrak Quillaja dihasilkan diperoleh dengan ekstraksi berair dari kulit bagian dalam yang digiling atau kayu dari batang dan cabang pohon saponaria yang dipangkas. Karena ekstrak saponin Quillaja mengandung keduanya, surfaktan dan senyawa fenolik, mereka sangat menarik untuk formulasi bahan makanan fungsional yang sensitif dan perlindungannya terhadap oksidasi.
Penggunaan saponin sebagai pengemulsi alami meningkat secara signifikan karena meningkatnya permintaan akan produk alami yang sehat tanpa aditif sintetis. Saponin Quillaja adalah pengemulsi yang bagus untuk emulsi O/W dan nanoemulsi dan telah menunjukkan efek yang sangat baik dalam berbagai formulasi seperti campuran minuman dan minyak. Aplikasi umum ekstrak saponin Quillaja adalah emulsifikasi Minyak CBD, minuman tembus pandang dan produk makanan berbusa. Quillaja saponin dapat digunakan sendiri atau dikombinasikan dengan agen pengemulsi lainnya.
Q-Naturale® adalah aditif makanan berdasarkan saponin kulit kayu Quillaja, yang disetujui oleh FDA sebagai pengemulsi yang efektif untuk makanan dan minuman. Selain agen pengemulsi, saponin Quillaja digunakan dalam formulasi farmasi karena sifat antibakteri, antivirus, antijamur, antiparasit, antitumor, hepatoprotektif, dan imunoadjuvant.
- Hasil unggul
- Ekstraksi berkecepatan tinggi – dalam hitungan menit
- Ekstrak berkualitas tinggi – Ringan, tidak termal
- Pelarut hijau (yaitu air)
- hemat biaya
- Operasi yang mudah dan aman
- Biaya investasi dan operasional yang rendah
- Operasi 24/7 di bawah tugas berat
- Metode hijau dan ramah lingkungan
Studi Kasus Ekstraksi Ultrasonik Saponin dari Quillaja
Untuk menyiapkan ekstrak Quillaja berkualitas tinggi, yang menawarkan fungsi yang diinginkan sebagai aditif makanan dan farmasi, fitokimia aktif, yaitu saponin, harus diisolasi. Saponin Quillaja adalah saponin triterpen yang diisolasi dari kulit pohon sabun. Kavitasi ultrasonik mempromosikan ekstraksi dengan meningkatkan kontak antara padatan dan cairan dan meningkatkan perpindahan massa.
Cares dkk. menunjukkan dalam penelitian mereka dengan jelas bahwa ekstraksi berbantuan ultrasonik (UEA) dapat meningkatkan proses ekstraksi prinsip bioaktif dari Quillaja Saponaria Molina. Mereka menggunakan kayu Quillaja dan serpihan kulit kayu dan mengekstraksi saponin dalam air menggunakan sonikasi, sehingga produk akhir hanya menggabungkan bahan alami dan bahan baku dan dapat digunakan dalam proses pembuatan makanan. Sebagai metode ekstraksi non-termal, suhu ekstraksi selama ultrasonikasi terus-menerus ditahan pada 20ºC (68ºF). Hasil ekstraksi meningkat secara signifikan dengan periode sonikasi dari 10 hingga 30 menit. Hasil 20 menit pada 20ºC dalam ekstraksi berbantuan ultrasound sebanding dengan yang dicapai dengan metode konvensional ekstraksi 3 jam pada 60ºC.
Perangkat ultrasonik digunakan untuk menyiapkan emulsi o / w stabil jangka panjang menggunakan ekstrak saponin Quillaja untuk menstabilkan emulsi secara fisik dan kimia. Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang ultrasonik mencampur!
Ekstraktor Ultrasonik Kinerja Tinggi
Hielscher Ultrasonics mengkhususkan diri dalam pembuatan prosesor ultrasonik berkinerja tinggi untuk produksi ekstrak berkualitas tinggi dari tumbuhan.
Portofolio produk Hielscher yang luas berkisar dari ultrasonicator laboratorium kecil dan kuat hingga sistem bench-top yang kuat dan sepenuhnya industri, yang memberikan ultrasound intensitas tinggi untuk ekstraksi dan isolasi komponen bioaktif yang efisien (misalnya Quercetin, kafein, Curcumin, Terpenes dll.). Semua perangkat ultrasonik dari 200W hingga 16, 000W menampilkan layar berwarna untuk kontrol digital, kartu SD terintegrasi untuk perekaman data otomatis, remote control browser, dan banyak lagi fitur ramah pengguna. Sonotrodes dan sel aliran (bagian-bagian, yang bersentuhan dengan media) dapat diautoklaf dan mudah dibersihkan. Semua ultrasonicator kami dibangun untuk operasi 24/7, membutuhkan perawatan yang rendah dan mudah dan aman untuk dioperasikan.
Tampilan warna digital memungkinkan kontrol peralatan ultrasonik yang ramah pengguna. Sistem kami mampu memberikan dari amplitudo rendah hingga sangat tinggi. Untuk ekstraksi senyawa kimia seperti astaxanthin, kami menawarkan sonotrode ultrasonik khusus (juga dikenal sebagai probe ultrasonik atau tanduk) yang dioptimalkan untuk isolasi sensitif zat aktif berkualitas tinggi. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.
Kontrol yang tepat dari parameter proses ultrasonik memastikan reproduktifitas dan standarisasi proses. Sistem ekstraksi ultrasonik otomatis skala industri Hielscher dirancang untuk kapasitas produksi tinggi ekstrak berkualitas unggul, sementara pada saat yang sama mengurangi tenaga kerja, biaya, dan energi.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
---|---|---|
1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Literatur / Referensi
- MG Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): Ekstraksi prinsip bioaktif yang dibantu secara ultrasonik dari Quillaja Saponaria Molina. Kongres Internasional tentang Ultrasonik, Universidad de Santiago de Chile, Januari 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, EA Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Saponin dari Quillaja saponaria dan Quillaja brasiliensis: Karakteristik Kimia Tertentu dan Aktivitas Biologis. Molekul. Januari 2019; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, SK Mehta (2015): Formulasi nanoemulsi stabil saponin dengan metode ultrasonik dan perannya untuk melindungi degradasi quercitin dari sinar UV. Ultrasonik Sonokimia 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): Ekstraksi dan Isolasi Saponin. Dalam: Satyajit D. Sarker dan Lutfun Nahar (eds.), Isolasi Produk Alami, Metode dalam Biologi Molekuler, Vol. 864, 2012.
- N. Riquelme, RN Zúñiga, C. Arancibia (2019): Stabilitas fisik nanoemulsi dengan campuran pengemulsi: Penggantian tween 80 dengan quillaja saponin. LWT – Ilmu dan Teknologi Pangan 111, 2019. 760-766.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Tentang Pohon Quillaja dan Saponinnya
Pohon Quillaja Saponaria Molina, juga dikenal sebagai pohon sabun Amerika Selatan, tumbuh secara alami dan luas di Chili. Pohon Quillaja Saponaria (famili Rosaceae) adalah pohon cemara besar dengan kulit kayu tebal, berasal dari beberapa negara Amerika Selatan, terutama Bolivia, Chili dan Peru.
Ekstrak saponin Quillaja terutama mengandung saponin tetapi juga polifenol, tanin, serta garam dan gula dalam jumlah kecil. Saponin Quillaja adalah molekul yang dibangun dari inti triterpenik dengan dua rantai gula. Rantai gula ini memberi saponin sifat hidrofilik (= dapat larut dalam air), sedangkan inti triterpenik bersifat hidrofobik (= anti air). Untuk ini, ini adalah tenside amfotik, yang menjadikan saponin tensoaktif non-ionik, memungkinkan pengurangan tegangan permukaan, pelarutan produk hidrofobik dalam larutan berair serta pembentukan emulsi mikro/nano.
Pada pohon Quillaja, kulit kayu mengandung sekitar 5% jumlah saponin tertinggi, sedangkan kayu memiliki kandungan sekitar 2% saponin.
Karena saponin adalah zat alami dengan sifat berbusa dan pengemulsi yang baik, mereka sering digunakan sebagai agen pembusa dalam industri makanan, minuman, dan bir, sebagai surfaktan dalam kosmetik, sebagai aditif dalam bahan kimia pertanian dan pakan ternak, dan sebagai adjuvan dalam vaksin.
Produksi ekstrak quillaja dilakukan dengan ekstraksi berair; tidak ada pelarut lain yang digunakan dalam produksinya. Produk akhir, baik ekstrak mentah atau murni, dalam formulasi cair atau bubuk hanya mengandung bahan alami dan bahan baku, yang diizinkan untuk digunakan dalam proses pembuatan makanan. (Cares dkk. 2009)
Apa itu Saponin?
Kata saponin berasal dari kata Latin sapo, yang berarti sabun. Saponin adalah fitokimia, ditemukan terutama tetapi tidak secara eksklusif pada tanaman, yang menunjukkan karakteristik berbusa, dan terdiri dari glikon polisiklik yang melekat pada satu atau lebih rantai samping gula. Bagian aglikon, yang juga disebut sapogenin, adalah steroid (C27) atau triterpen (C30). Kemampuan berbusa saponin disebabkan oleh kombinasi sapogenin hidrofobik (larut dalam lemak) dan bagian gula hidrofilik (larut dalam air). [Majinda, 2012: hlm. 515] Bahan tanaman dengan jumlah saponin tinggi secara tradisional digunakan sebagai agen pengemulsi. Contoh yang menonjol untuk tanaman yang kaya akan saponin adalah kulit sabun (Quillaja saponaria; Rosaceae), wort sabun (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae), dan bubuk shikakai (Gleditsia sinensis; Leguminosae). Saponin adalah glikosida amfipati dengan berat molekul tinggi, yang secara struktural memiliki satu atau lebih bagian glikosida hidrofilik yang dikombinasikan dengan turunan triterpen lipofilik. Terutama di industri farmasi, saponin telah menarik banyak perhatian karena berbagai sifat biologisnya termasuk kemampuannya untuk merangsang respons kekebalan, menjadikannya kandidat utama untuk adjuvant.
Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Ekstraksi Ultrasonik
Ekstraksi berbantuan ultrasound (UEA), juga ekstraksi sono, adalah metode ekstraksi hijau yang sangat efisien untuk mengisolasi zat bioaktif seperti protein, vitamin, polifenol, pigmen alami, lipid, dll. dari matriks tanaman. Ekstraksi ultrasonik didasarkan pada prinsip kerja kavitasi akustik.
Ketika gelombang ultrasound yang intens diterapkan pada sistem cair, kavitasi akustik terjadi, yang merupakan fenomena pembangkitan, pertumbuhan, dan akhirnya runtuhnya gelembung vakum (lihat gambar di bawah). Selama perambatan gelombang ultrasound, gelembung vakum berosilasi dan tumbuh sampai mencapai titik ketika mereka tidak dapat menyerap energi lebih lanjut. Pada puncak pertumbuhan gelembung, mereka runtuh dengan hebat, yang menyebabkan efek termal, mekanis, dan kimia lokal. Efek mekanis termasuk tekanan tinggi hingga 1000atm, turbulensi, dan gaya geser yang intens. Gaya tersebut mengganggu dinding sel dan meningkatkan perpindahan massa antara bagian dalam sel dan pelarut yang melepaskan senyawa bioaktif ke dalam cairan di sekitarnya (yaitu pelarut).
Ekstraksi padat-cair ultrasonik senyawa dari tumbuhan dan jaringan sel telah diteliti dengan baik. Penerapan gelombang ultrasonik yang sangat intens mendorong proses ekstraksi secara signifikan. Selain intensifikasi proses – yang menghasilkan hasil yang lebih tinggi dan waktu ekstraksi yang lebih singkat – Degradasi termal dan hilangnya konstituen yang sensitif terhadap suhu dicegah karena ultrasonikasi adalah perlakuan non-termal. Selain itu, ekstraksi ultrasonik memiliki investasi dan biaya operasional yang rendah, mengurangi penggunaan pelarut dan/atau memungkinkan penggunaan pelarut yang lebih ramah lingkungan, yang menjadikannya teknik ekstraksi yang ekonomis dan ramah lingkungan. Mengungguli metode ekstraksi konvensional, ekstraksi berbantuan ultrasonik (UEA) telah diadopsi dari industri makanan untuk menghasilkan bioaktif dengan keuntungan ekonomis.