超音波処理による高効率アルテミシニン抽出

アルテミシニンは、高性能超音波処理を使用して効率的に抽出できます。超音波抽出は、マイルドな溶媒を用いてアルテミシニンの非常に高い収率を与える。超音波を当てはめた抽出のプロセスは、大幅に加速されます。超音波抽出器の処理条件は正確に制御可能であり、これにより熱に敏感な生体分子アルテミシニンの分解を防ぐことができます。

アルテミシニン抽出

アルテミシニンは、アルテミシア・アヌア植物のトリコーム腺内に存在する生理活性分子であり、抗マラリア薬として使用され、がんやSARS-CoV-2を含む他のいくつかの疾患の治療薬として高い可能性を示しています。従来の抽出方法は有毒な溶媒を含み、高価で最適とは言えないプロセスです。環境的および経済的に好ましい条件下でアルテミシニンを大規模に生産するためには、効率的で環境に優しい抽出技術が必要です。超音波抽出は、無毒の溶媒として水またはエタノールと組み合わせて使用 することができる広く確立された抽出方法です。超音波抽出は、アルテミシニンの高収率をハイブすることがすでに証明されているため、アルテミシニンの生産を迅速に大量に拡大することができます。工業レベルでのバッチおよびインライン処理用の超音波抽出装置は容易に利用可能です。

Artemisia annuaからのアルテミシニンの超音波抽出

抽出のためのパワー超音波の使用は、収率、抽出時間、環境への配慮、およびコスト効率を含む様々な主要な要因において他の抽出方法に優れている。

従来のアルテミシニン抽出の欠点

アルテミシニンの従来の抽出方法は時間がかかり、高温が適用されると生理活性分子アルテミシニンが損傷する可能性があり、高温で使用される有機溶媒によって環境への影響が大きくなります。さらに、下流プロセスでは、粗抽出物から不純物を除去するために広範な精製が必要です。

超音波アルテミシニン抽出の利点

抽出のための力の超音波の適用に抽出プロセスを激化させるいくつかの肯定的な効果がある:高性能超音波は音響キャビテーションを作成する。この音響キャビテーションは、細胞破壊による植物抽出を促進し、閉じ込められた生体分子が植物の細胞マトリックスから放出されます。さらに、キャビテーション力は物質移動を強め、アルテミシニンなどの生体分子を周囲の溶媒に効率的に輸送します。超音波抽出の動作原理は、純粋に機械的なキャビテーションの力に寄与することができます。これは、超音波処理が非熱的、非化学的抽出技術であることを意味します。非熱抽出技術であることは、アルテミシニンが熱的に敏感な化合物であるので、超音波抽出を特に好ましいものにします、すなわち、より高い温度(例えば、70°C)はその分解を引き起こすことを意味します。その結果、Artemisia annua L.をお湯で煮沸してアルテミシニンを得ることができませんでした。

超音波アルテミシニン抽出用のグリーン溶媒

アルテミシニンの製造に使用される古典的な抽出溶媒には、ヘキサン、石油エーテル、またはジクロロメタンが含まれます。超音波による抽出は、エタノールや水などのマイルドな緑色の溶媒を含むあらゆる溶媒に適合します。エタノールによるアルテミシニンの超音波抽出は、過酷な溶媒と比較した場合と同等に効率的です。アルテミシニンは水溶性が低いため、シクロデキストリンを使用してアルテミシニンの超音波冷水抽出を改善することができます。

超音波アルテミシニン抽出がなぜそれほど効率的ですか?

超音波支援抽出の利点を理解するためには、パワー超音波の動作原理を理解する必要があります。パワー超音波の抽出強化メカニズムは、主に音響キャビテーションの現象に起因しています。超音波キャビテーションは、植物バイオマスの粒子(Artemisia annua L.の葉など)間の衝突を引き起こし、その結果、種間分画および粒子サイズの縮小が生じる。キャビテーション気泡が植物性固形物の表面で崩壊すると、侵食とソノポレーションにより粒子表面がさらに拡大します。それにより物質移動が促進されると、タンパク質、脂質、糖、ビタミン、抗酸化物質、植物化学物質(アルテミシニンなど)、食物繊維などの分子の放出が促進されます。超音波で生成されたせん断力は、それぞれ、植物物質の細胞マトリックスへの溶媒の浸透を改善し、細胞膜の透過性を改善します。パワー超音波のこれらのメカニズムは、超音波処理が植物抽出に適用されるときに達成される有意なプロセス強化に関与しています。

パワー超音波は、植物の細胞構造を破壊し、生理活性化合物を放出し、植物材料と溶媒(エタノールなど)との間の物質移動を促進します。

超音波アルテミシニン抽出の研究証明結果

Artemisia annuaの葉からの超音波アルテミシニン抽出の効率および実用性を調査するために、いくつかの科学的研究が行われている。

BriarsとPaniwnykは、「低温での超音波検査は、A. annuaから抽出されたアルテミシニンの収量を約58%増加させ、抽出物は従来の浸漬と比較してより純粋に見えることを示しました。したがって、抽出中に超音波を使用すると、アルテミシニンベースの治療を低コストで実現できる可能性があります。」(ブライアーズとパニウニク、2013年)

Zhangら(2017)は、プロピレングリコールメチルエーテル(PGME)を溶媒として使用した超音波アルテミシニン抽出を調査しました。超音波で作製したアルテミシニン抽出物を超高速液体クロマトグラフィー(UPLC)を用いて分析した。分析結果により、抽出物の品質が強調されました。抽出されたアルテミシニンの良好なプロセス再現性および安定性のために、緑色で効率的なモノエーテルプロピレングリコールメチルエーテル(PGME)を溶媒として使用する超音波支援抽出は、植物からの生理活性分子の抽出および分離において大きな見通しを示している。プロピレングリコールメチルエーテル(PGME)を溶媒として使用した超音波抽出は、高い全体的な抽出効率および高いアルテミシニン収率をもたらした。(cf. Zhang et al., 2017)

別の研究では、Zhangら(2020)は、ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリンを用いたアルテミシニンの超音波抽出を提示しています。シクロデキストリンの添加は、難水溶性化合物アルテミシニンの放出を改善し、良好な抽出収率で溶媒として水を使用することを可能にする。シクロデキストリンと組み合わせた超音波抽出は、アルテミシニン量を8.66mg / gに増加させ、これは水中で得られる1.70mg / gの対応する量よりも有意に多い。

アルテミシニン製造のための高性能超音波抽出器

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高性能、最先端の超音波装置

のスマートな機能は ヒールシャー超音波装置 信頼性の高い操作、再現性のある結果、および使いやすさを保証するように設計されています。操作設定は、デジタルカラータッチディスプレイとブラウザのリモートコントロールを介してアクセスできる直感的なメニューから簡単にアクセスし、ダイヤルすることができます。したがって、正味エネルギー、総エネルギー、振幅、時間、圧力、温度などのすべての処理条件は、内蔵SDカードに自動的に記録されます。これにより、以前の超音波処理の実行を修正して比較し、アルテミシニン抽出プロセスを最高の効率に最適化することができます。
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Artemisia annua植物からのアルテミシニンの超音波抽出の詳細については、今すぐお問い合わせください。超音波抽出システムと価格に関する情報をお送りいただければ幸いです。経験豊富なスタッフが、お客様のアプリケーションと処理の要件について喜んでご相談させていただきます。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。