Solventi per l'estrazione ad ultrasuoni dalle piante
- L'estrazione ad ultrasuoni presenta molti vantaggi, quali rendimenti elevati, tassi di estrazione rapidi, rispetto per l'ambiente e basso consumo energetico.
- Uno dei maggiori vantaggi è l'uso dell'acqua come mezzo di estrazione. Tuttavia, la sonicazione può essere utilizzata con molteplici sistemi a solvente per fornire risultati superiori per l'estratto mirato.
- Il solvente ottimale per l'estrazione ad ultrasuoni di bioattivi vegetali viene scelto in relazione alla materia prima.
estrazione ad ultrasuoni
Gli ultrasuoni sono noti per distruggere le strutture cellulari e migliorare il trasferimento di massa, aumentando così l'estraibilità dei biocomposti (es. fenolici, carotenoidi).
Poiché gli effetti meccanici della sonicazione migliorano notevolmente il processo di estrazione grazie ad un migliore trasferimento di massa, l'uso di solventi organici è spesso superfluo. Ciò significa che per l'estrazione ad ultrasuoni, l'acqua è spesso un mezzo di estrazione sufficiente che ha molti vantaggi, come l'essere economico, non pericoloso, facilmente disponibile e rispettoso dell'ambiente.
Tuttavia, per specifici composti bioattivi i migliori risultati possono essere ottenuti mediante estrazione ad ultrasuoni in combinazione con un solvente volatile.
Per scegliere il solvente giusto, è necessario considerare la materia prima (ad es. materiale vegetale fresco o essiccato, macinato/macinato o in polvere) e le sostanze mirate (ad es. lipofile, idrofila, idrofila).
La seguente tabella elenca alcuni solventi che sono stati testati con successo per l'estrazione ad ultrasuoni da materiale vegetale.
| Solvente | Impianto | Tipo di tessuto |
|---|---|---|
| Acido acetico / urea / urea / bromuro di cetyltrim-ethylammonium bromide | riso | crusca |
| Etanolo acquoso | grano del distillatore | grana |
| Isopropanolo acquoso | soia, colza, semi di colza | semi |
| Etanolo | Saccharina japonica | – |
| Acido acetico glaciale | sorgo | – |
| Fenolo | pomodoro / patata / patata / aloe vera / soia | polline / tubero / tubero / foglia / seme |
| Fenolo/acetato di ammonio | orzo / banana | radice / foglia |
| Fenolo/acetato di ammonio | avocado / pomodoro / pomodoro / arancio / banana / banana / pera / uva / mela / fragola | frutto |
| Fenolo/metanolo-ammonio acetato | conifere / banana / banana / mela / patata | semi / frutti |
| Sodio dodecil solfato/acetone | conifere / patata | seme / tubero |
| Sodio dodecil solfato di sodio e TCA/acetone | mela / banana | fazzoletto |
| TCA | fagioli | antera |
| TCA/acetone | agrumi / soia / soia / aloe vera | foglie |
| TCA/acetone | soia / conifere | semi |
| TCA/acetone | pomodoro | granello di polline |
| TCA/acetone/fenolo | oliva / bambù / bambù / uva / limone | foglie |
| TCA/acetone/fenolo | mela / arancia / pomodoro | frutto |
| Tiourea/urea | soia | seme |
| Tiourea/urea | mela / banana | fazzoletti |
| Tris-HCL buffer | pomodoro | granello di polline |
Estrazione ultrasonica dalle cellule: la sezione trasversale microscopica (ST) dello stelo apicale della menta (Mentha piperita) mostra il meccanismo delle azioni durante l'estrazione ultrasonica dalle cellule (ingrandimento 2000x) [risorsa: Vilkhu et al. 2011].
Ultrasuoni per l'estrazione
Dagli apparecchi ad ultrasuoni da laboratorio e da banco fino ai sistemi di estrazione ad ultrasuoni industriali completi. – Hielscher Ultrasonics è il vostro partner di lunga data, quando si tratta di dispositivi a ultrasuoni potenti e affidabili per processi di estrazione di successo.
I nostri sistemi ad ultrasuoni sono ampiamente utilizzati nei laboratori biochimici e negli impianti di produzione farmaceutica. I sonotrodi ad ultrasuoni e i reattori sono autoclavabili e soddisfano gli standard della produzione farmaceutica.
Gli estrattori ad ultrasuoni Hielscher sono disponibili per qualsiasi scala di processo. – dal laboratorio alla produzione.
Ultrasuoni Hielscher’ I processori a ultrasuoni industriali possono fornire ampiezze molto elevate per distruggere le matrici cellulari e rilasciare sostanze mirate. Ampiezze fino a 200µm possono essere facilmente gestite ininterrottamente in funzionamento 24/7. La potenza e la robustezza delle apparecchiature ad ultrasuoni Hielscher garantiscono rendimenti elevati, tassi di estrazione rapidi e un'estrazione più completa. – Eccellenti processi di estrazione convenzionali.
I nostri processori ad ultrasuoni possono essere combinati con metodi di estrazione convenzionali, quali Estrazione Soxhlet o di CO2 estrazione. Il retrofitting in linee di produzione esistenti può essere facilmente realizzato.
Letteratura / Referenze
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- 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.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Particolarità / Cose da sapere
Estrazione ad ultrasuoni da cavitazione
Le onde ultrasoniche intense generano cavitazione acustica nei liquidi. Le forze di taglio cavitazionale rompono la parete cellulare e le membrane in modo che il materiale intracellulare venga rilasciato. L'estrazione ad ultrasuoni consente una maggiore penetrazione del solvente in un tessuto vegetale e migliora il trasferimento di massa. In questo modo, l'estrazione ad ultrasuoni intensifica notevolmente il processo di estrazione, ottenendo rendimenti più elevati, tassi di estrazione più rapidi e un'estrazione più completa.
Sistemi a solvente
Per l'estrazione di composti bioattivi da materiale vegetale sono disponibili diversi sistemi a solvente. Per l'estrazione di composti idrofili si scelgono prevalentemente solventi polari come il metanolo, l'etanolo o l'acetato di etile, mentre per l'estrazione di composti lipofili (ad es. lipidi) si preferiscono sistemi a solvente come il diclorometano o il diclorometano/metanolo (v/v 1:1). L'esano è spesso usato come solvente per l'estrazione della clorofilla.
Solventi organici
Un solvente organico è un tipo di composto organico volatile (COV). I COV sono prodotti chimici organici che vaporizzano a temperatura ambiente.
I composti organici usati come solventi includono:
- composti aromatici, ad esempio benzene e toluene
- alcoli, ad esempio metanolo
- esteri ed eteri
- chetoni, ad esempio acetone
- ammine
- idrocarburi nitrati e alogenati
Molti solventi organici sono classificati come tossici o cancerogeni. In caso di manipolazione non corretta, possono essere pericolosi per l'uomo e possono contaminare l'aria, l'acqua e il suolo.
Composti bioattivi
I composti bioattivi sono definiti come sostanze che hanno un impatto su organismi viventi, tessuti o cellule. Le sostanze biologicamente attive includono antibiotici, enzimi e vitamine. Sostanze bioattive come carotenoidi e polifenoli possono essere estratti ad esempio da frutta, foglie e verdure, mentre i fitosteroli si trovano negli oli vegetali.
I composti bioattivi di origine vegetale includono flavonoidi, caffeina, carotenoidi, colina, ditioli, fitosteroli, polisaccaridi, fitoestrogeni, glucosinolati, polifenoli e antociani. Molte sostanze bioattive sono apprezzate per la loro azione antiossidante e sono quindi considerate benefiche per la salute.
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