超音波処理による高効率チャーガ抽出

チャーガマッシュルーム(イノノトゥス・オブリクウス)は、非常に強力な植物化学物質(多糖類、ベツリン酸、トリテルペノイドなど)が豊富で、健康に貢献し、病気と戦うことが知られています。チャーガの抽出には高出力の超音波周波数を使用することが、最高の品質と収量の優れたチャーガ抽出物を製造するための好ましい技術です。

Ultrasonicsによるチャーガマッシュルームエキス

超音波抽出は、植物や菌類などの植物から植物化学物質を放出する非常に効果的な技術です。
チャーガには、多糖類、トリテルペン、ポリフェノールなどの化合物が豊富に含まれており、健康増進や治療効果のほとんどを占めています。チャーガの主な生理活性化合物は、ポリサッカライド(β-グルカン、d-ガラクトース、d-グルコース、d-キシロース、d-マンノースを含むプロテオグリカンなど)、トリペルペノイド(ベツリン、ベツリン酸など)、ポリフェノール、フィトステロール(イノトジオールなど)などの化合物です。

超音波抽出は、チャーガの細胞を効率的に分解し、細胞内化合物(すなわち、生理活性植物化学物質)を溶媒中に放出します。超音波抽出は、音響キャビテーションの動作原理に基づいています。超音波/音響キャビテーションの影響は、高せん断力、乱流、および激しい圧力差です。これらの音響力学的力は、キチン質のキノコ細胞壁などの細胞構造を破壊し、チャーガ材料と溶媒との間の物質移動を促進し、迅速なプロセスで非常に高い抽出収率をもたらします。さらに、超音波処理は、細菌や微生物を殺すことによって抽出物の滅菌を促進します。超音波処理による微生物の不活性化は、細胞膜への破壊的なキャビテーション力、フリーラジカルの生成、および局所的な加熱の結果です。

なぜチャーガの超音波抽出が有利なのですか?

超音波抽出は、食品、サプリメント、医薬品、化粧品用の植物抽出物やハーブ抽出物など、抽出物製造の多くの分野で適用されています。超音波抽出の非常に顕著な例は、大麻植物からのカンナビジオール(CBD)および他の化合物の抽出である。
超音波抽出は非熱抽出技術であるため、生理活性化合物は超音波で穏やかに処理され、それによって敏感な植物化合物の熱分解が防止されます。すべての超音波プロセスパラメータ、すなわち振幅、強度、温度、圧力を正確に制御できます。これにより、正確なプロセスと品質管理が可能になり、一度得られた抽出結果を簡単に繰り返して再現することができます。抽出物の生産者は、その信頼性の高いプロセスの再現性のために超音波処理を高く評価しており、これは高品質レベルでのプロセスと製品の標準化に役立ちます。

超音波処理による高品質、高収率のチャーガ抽出物

研究によると、超音波で製造されたチャーガ抽出物には、従来の熱水抽出物よりも多くのトリテルペノイドが含まれていることが確認されています。超音波抽出技術は、チャーガ(I.obliquus)キノコからのすべての重要な化合物の放出と単離を促進します。超音波支援抽出は、キノコ抽出物中の生物活性植物化学物質の優れた効率および強化されたバイオアベイラビリティによって代替抽出方法に優れている。科学研究からの抜粋は、超音波チャーガ抽出の高い効率と収率を示しています。

チャーガからの多糖類抽出

Zhangらは、I. obliquusからの多糖類の抽出に最適な条件を開発するために超音波支援抽出を使用し、超音波周波数抽出で95°Cで15分間溶媒として水を使用する最良の条件を開発し、1.82%の抽出値を得ました

ベツリン/チャーガからのベツリン酸抽出

結果は、超音波が細胞壁を強制的に開き、より良い質量と熱伝達を促進することができるため、ベツリンとベツリン酸の抽出に積極的な役割を果たしたことを示しています。これにより、目的の植物化学物質を短時間で高効率で成功裏に抽出することができます。超音波処理後の溶媒抽出ステップの添加による収率のわずかな増加は、これらの化合物のほとんどがバイオマスから抽出されたに違いないことを示しました。得られた結果は、バイオマス中の抽出可能なベツリンの最大量を示しています。(アルハズミ、2017年)全体として、超音波処理はベツリンとベツリン酸の収量を劇的に増加させました。

ステップバイステップの抽出プロトコル

チャーガ(Inonotus obliquus)から強力なフルスペクトル抽出物を単離するために、パワー超音波を用いた2段階の抽出プロトコルが適用されます。
材料:乾燥させたI.obliquus(100g)を約1,3cm2(0.5×0.5インチ)。砕いたマッシュルーム材を1.5Lのガラスビーカーに入れます。

1. ステップ:超音波冷抽出: 乾燥させたチャーガを精製水または蒸留水(v/v、エタノール60%:水40%)に60%エタノール1000mLで懸濁し、チャーガと一緒にガラスビーカーに溶媒混合物を加えます。抽出には、ソノトロードS24d22L2Dを搭載した超音波抽出器UP400Stを使用します。超音波装置のホーン(ソノトロード)は、キノコと溶媒の懸濁液に浸されます。攪拌機の使用はオプションですが、植物粒子をソノトロードに均一に輸送するのに役立つ場合があります。ソノトロードがビーカーの壁に触れないようにしてください。設定する ampリチュードを100%にし、約10分間超音波処理します。UP400Stには、プラグ式温度センサーが付属しています。熱電対を超音波装置に接続し、センサーを懸濁液に挿入します。超音波装置UP400Stのデジタルメニューでは、温度の上限を設定することができます。超音波装置は、この温度の最大値に達すると一時停止し、懸濁液が設定された∆Tの下限値に達するとすぐに自動的に開始します。推奨∆T値は、上限が約30°C、下限が約20°Cです。水浴または氷浴の使用は、超音波処理中の温度を低く保つのに役立ちます。超音波処理後、きのこの固形物は濾過および圧搾によって除去される。抽出された植物性化学物質を含む溶媒は、真空蒸着またはローター蒸着を経て、最終的にエタノール抽出によるチャーガ画分が得られます。残ったチャーガ固形分は、オプションの2つ目の浸漬ステップである超音波ホット抽出に使用することができます。
2. ステップ(オプション):超音波ホット抽出: 最初の抽出で回収されたチャーガ原料は、超音波ホット抽出の2番目のステップで使用され、チャーガにまだ残っている植物化学物質の一部を分離します。菌材料をガラスビーカーに入れ、600mLの新鮮な60%エタノール:40%水溶媒溶液を加え、約70°Cに加熱します。 超音波処理中、温度は95°Cまで上昇する可能性があります。 追加の熱は、残留植物化学物質の放出を促進します。ほとんどすべての熱感受性化合物は、ステップ1で熱制御された条件下で抽出されているため、この第2ステップをオプションで適用して、チャーガのすべての植物化学物質に完全に含まれる非常に強力な抽出物を作成することができます。懸濁液は、上記と同じ方法でUP400Stで超音波処理されます。キノコをろ過し、プレスし、水抽出物から分離します。2回目の抽出物に含まれる植物成分も蒸発によって単離されます。

水とエタノール抽出の両方のチャーガ抽出画分をブレンドし、フルスペクトラムのチャーガ抽出物が得られます。この抽出物は、チンキ剤、カプセル剤、食用製品など、さまざまな製品に配合できます。

このプロセスは、他のボリュームに完全に線形に拡張できます。同じ超音波パラメータ(超音波強度Ws/L、圧力、温度、固体:液体濃度)を適用することで、一度確立された超音波チャーガ抽出の結果を、同じ結果(収率、プロセス効率など)を達成しながら、より大きな(またはより小さな)量に簡単にスケーリングすることができます。

超音波で製造されたキノコ抽出物は、多くの有益な健康効果で知られている多糖類が豊富です。超音波装置UP100Hは、チャーガ、ライオンのたてがみ、霊芝、冬虫夏草などの薬用キノコの効率的な抽出のための100ワットの強力な超音波抽出器です。

お好みの溶剤

超音波抽出はあらゆる溶媒と互換性があります。これにより、お好みの溶剤を使用できます。上記のチャーガ抽出プロトコルでは、エタノール60%:水40%(v/v)からなる溶媒溶液を推奨します。エタノールと水の組み合わせにより、さまざまな極性の植物化学物質を放出することができます。あるいは、第1の抽出ステップでエタノールを使用し、第2の抽出ステップで水を使用した二相抽出を適用することができる。アルコールと水の溶媒の組み合わせを使用した超音波抽出は、チャーガなどのキノコから水溶性およびアルコール可溶性の植物化学物質を放出します。
したがって、抽出は純粋で強力なキノコ抽出物を作成するための基本です。
Inonotus obliquus抽出に使用される他の溶媒は、イソプロパノール、メタノール、10%酢酸を含むメタノール、酢酸エチルなどです。食品グレードの抽出物の場合、溶媒の除去(蒸発など)後に抽出物に微量が残ることがあるため、毒性のない溶媒が推奨されます。

なぜ超音波浴ではチャーガの抽出結果が不十分なのですか?

超音波浴は、マイルドな洗浄用途に一般的に使用されます。超音波浴では、音響キャビテーションが制御されず、比較的大きなタンク全体に不均一に分布します。キノコと溶剤の混合物が入ったガラスビーカーを超音波浴に入れると、すでに弱い超音波がビーカーの壁を通過する必要があり、超音波の強度がさらに低下します。これは、超音波洗浄タンクの超音波強度が弱すぎて効率的なキノコ抽出ができないことを意味します。キノコ細胞壁には、キノコ細胞を非常に硬く、破壊しにくい材料であるキチンが含まれています。チャーガなどのキノコから生理活性化合物を放出するためには、高強度の超音波検査が必要です。超音波プローブは、真菌の細胞壁をこじ開ける力である、はるかに強力な音響キャビテーションを作り出します。
 

紫外可視分析チャートは、超音波プローブとチャーガキノコの超音波浴抽出の比較を示しています。プローブ型超音波装置UP100H(黒曲線)は、生理活性チャーガ化合物の有意に高い収率を与える。

 
超音波プローブと超音波浴の違いについてもっと読み、抽出効率の比較をご覧ください。

チャーガ抽出のための高性能超音波装置

超音波抽出は信頼性の高い加工技術であり、チャーガや他のキノコなどのさまざまな原材料からの高品質の抽出物の生産を容易にし、加速します。ヒールシャー超音波ポートフォリオは、コンパクトなラボ用超音波装置から工業用抽出システムまで全範囲をカバーしています。それにより、ヒールシャーでは、あなたが想定するプロセス能力に最も適した超音波装置を提供することができます。当社の長年の経験豊富なスタッフが、実現可能性テストやプロセスの最適化から、最終的な生産レベルでの超音波システムの設置まで、お客様を支援します。
当社の超音波抽出器の小さなフットプリントと設置オプションの多様性により、小さなスペースのペクチン処理施設にも適合します。超音波プロセッサは、世界中の食品、医薬品、栄養補助食品の生産施設に設置されています。

Hielscher Ultrasonics – 洗練された抽出装置

ヒールシャー超音波製品ポートフォリオは、小規模から大規模まで高性能超音波抽出器の全範囲をカバーしています。追加のアクセサリーにより、チャーガ抽出プロセスに最適な超音波装置構成を簡単に組み立てることができます。最適な超音波セットアップは、想定される容量、量、原材料、バッチまたはインラインプロセス、およびタイムラインによって異なります。

バッチおよび連続フロースルー

ヒールシャー超音波処理器は、バッチおよび連続フロースルー処理に使用できます。超音波バッチ処理は、プロセステスト、最適化、および中小規模の生産レベルに最適です。チャーガキノコを大量に生産するには、インライン加工の方が有利かもしれません。連続的なインライン混合プロセスには、高度なセットアップが必要です – ポンプ、ホースまたはパイプ、タンクで構成されていますが、非常に効率的で迅速で、必要な労力が大幅に少なくなります。すべての産業用システムは高圧下で操作できるため、キャビテーションが増加し、抽出効率が向上します。ヒールシャー超音波は、お客様の抽出量とプロセス目標に最適な抽出セットアップを持っています。

あらゆる製品容量に対応する超音波抽出器

ヒールシャー超音波製品群は、ベンチトップおよびパイロットシステム上のコンパクトなラボ用超音波装置から、1時間あたりのトラック負荷を処理する能力を持つ完全産業用超音波プロセッサまで、超音波プロセッサの全範囲をカバーしています。幅広い製品ラインナップにより、お客様のチャーガだけでなく、他のキノコ、加工能力、生産目標にも最適な超音波抽出器を提供することができます。
超音波ベンチトップシステムは、実現可能性試験やプロセスの最適化に最適です。確立されたプロセスパラメータに基づく線形スケールアップにより、処理能力を小ロットから完全な商業生産に容易に増やすことができます。アップスケーリングは、より強力な超音波抽出ユニットをインストールするか、または並列にいくつかの超音波装置をクラスタリングすることによって行うことができます。UIP16000により、ヒールシャーは世界で最も強力な超音波抽出器を提供しています。

最適な結果を得るために正確に制御可能な振幅

すべてのヒールシャー超音波装置は、正確に制御可能であり、それにより生産における信頼性の高い働き馬です。振幅は、チャーガ(Inonotus obliquus)からの植物化学物質の超音波抽出の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。
すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは、振幅の正確な設定を可能にします。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更できるアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24/7操作で簡単に連続運転できます。
正確な振幅設定とスマートソフトウェアによる超音波プロセスパラメータの恒久的な監視により、キノコの原料を最も効果的な超音波条件で処理することができます。最高の抽出結果を得るための最適な超音波処理!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、ヘビーデューティと要求の厳しい環境での24 / 7操作を可能にします。これにより、ヒールシャーの超音波装置は、あなたの抽出要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

簡単でリスクのない検査

超音波プロセスは完全に線形スケーリングすることができます。これは、実験室またはベンチトップ超音波装置を使用して達成したすべての結果は、まったく同じプロセスパラメータを使用してまったく同じ出力にスケーリングできることを意味します。これにより、超音波処理は、リスクのない実現可能性試験、プロセスの最適化、およびその後の商業製造への実装に理想的です。超音波処理がチャーガ抽出物の生産量をどのように増加させるかについては、お問い合わせください。

最高品質 – ドイツで設計および製造

家族経営の企業として、ヒールシャーは、その超音波プロセッサのための最高の品質基準を優先しています。すべての超音波装置は、ドイツのベルリン近郊のテルトウにある本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、それをあなたの生産の働き者にします。全負荷下で、要求の厳しい環境での24 / 7操作は、ヒールシャーの高性能抽出器の自然な特性です。
あなたは、任意の異なるサイズでヒールシャー超音波プロセッサを購入し、正確にキノコ抽出のあなたのプロセス要件に構成することができます。小さな実験室のビーカーで菌類を処理することから、産業レベルでのキノコスラリーの連続フロースルー混合まで、ヒールシャー超音波はあなたに適した超音波装置を提供します!お問い合わせください – 私たちはあなたに理想的な超音波セットアップをお勧めしてうれしいです!

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。