高品質の植物抽出物を生成するための強力で信頼性の高い抽出セットアップをお探しですか?ここでは、超音波抽出、超臨界CO2抽出、エタノール抽出、他の中での浸軟、その利点だけでなく、欠点を含む一般的な抽出技術の比較を見つけることができます。

超音波と代替技術を使用した植物抽出

植物の抽出は、様々な技術を介して行うことができる。ただし、効率、抽出収率、および品質は、使用する抽出方法とプロトコルに大きく影響されます。マセレーション、超臨界CO2抽出、パーコレーション、ソックスレー抽出は一般的な抽出方法であり、多くの場合、不十分な抽出結果が得られます。
超音波ベースの抽出は洗練された分離技術であり、いくつかの点で従来の抽出方法に優れています。
超音波プローブを使用した超音波ベースの抽出は、植物や他の材料から化合物を抽出する非常に効果的な方法です。浸軟、CO2抽出、パーコレーション、マイクロ波抽出などの他の方法と比較して、超音波プローブタイプの抽出は、いくつかの利点のために優れています。

• より高速な抽出: 超音波プローブタイプの抽出は、浸軟およびパーコレーションよりもはるかに速く化合物を抽出することができます。これは、超音波が溶媒中にキャビテーション気泡を作成し、細胞壁を破壊し、化合物をより迅速に放出するのに役立つマイクロショックを作成するためです。
• より高い収率: 超音波プローブ型抽出は、浸軟、CO2抽出、およびパーコレーションよりも化合物の高い収率を抽出することができます。これは、超音波が抽出される材料からより多くの標的化合物を放出するのに役立つためです。
• より効率的: 超音波プローブ型抽出は、同じ量の化合物を抽出するために必要な溶媒が少ないため、浸軟、CO2抽出、パーコレーション、ソックスレー抽出器よりも効率的です。これは、超音波が溶媒中の目的化合物の溶解度を高めるのに役立つからである。
• 万芸： 超音波プローブタイプの抽出は、親水性および疎水性化合物の両方を含む様々な材料から広範囲の化合物を抽出するために使用することができる。これは、超音波がフルスペクトル抽出物の生産にも優れていることを意味します。
• 低コスト: 超音波プローブタイプの抽出は、高圧装置や時間のかかる労働を必要としないため、一般的にCO2抽出、パーコレーション、マセレーション、ソックスレー抽出よりも安価です。
• グリーン： 超音波プローブは、他の方法と比較してより少ない溶媒とエネルギーを必要とし、より少ない廃棄物を生成するため、環境に優しい抽出を可能にします。超音波処理は任意の溶媒と互換性がありますが、超音波処理器の高効率のために、有毒な溶媒はほとんど避けることができます。エタノール、水性エタノールおよび水は、超音波植物抽出のための優れた溶媒である。

従来の植物抽出技術と比較すると、超音波プローブ型抽出は、植物からの多数の生理活性化合物のための超音波抽出の広範な使用を説明する重要な利点を提供します。

植物から高品質抽出物を抽出

原料(植物材料)だけでなく、高品質の植物抽出物は不可欠ですが、また、適用される抽出技術が不可欠です。植物抽出物は温度に敏感であり、熱によって分解されます。したがって、非熱抽出方法を選択することが重要です。
抽出溶媒の選択は、抽出品質に影響を与えるもう一つの重要な要因です。ヘキサン、メタノール、ブタンなどの溶剤は、抽出物を汚染することができます。抽出後に溶媒を除去しても、微量の有毒溶媒が最終抽出物に含まれる。水、アルコール、エタノール、グリセリンまたは植物油は安全で無毒な溶媒であり、FDAによって消費が承認されています。

超音波プローブを使用した植物抽出の段階的なプロトコル

どのようにプローブ型超音波を使用して植物から生理活性化合物を抽出しますか?以下に、葉、花びら、子実体、茎、根、根茎などの植物材料から植物化学物質や生理活性化合物を抽出するための段階的な説明を示します。

1. まず、植物材料を粉砕または細かく刻んで、抽出のための表面積を増やします。
2. 次に、植物材料を溶媒(エタノールや水など)と混合してポリフェノールを抽出します。
3. プローブ型超音波は、その後、混合物に約20kHzで高強度、低周波超音波を適用することによって抽出プロセスを支援するために使用されます。これは音響キャビテーションと溶媒の急速な振動を引き起こし、植物細胞の崩壊と破壊を促進し、ポリフェノール、フラボノイド、ビタミンなどの生理活性物質を放出します。
4. 次いで、混合物を濾過して、抽出された生理活性化合物を含む液体から固体植物材料を分離する。
5. 次に、液体を蒸発させるか、さらなる処理を行って溶媒を除去し、生理活性分子を濃縮します。
6. 最終製品は、栄養補助食品、機能性食品、化粧品などのさまざまな用途に使用できる生理活性が豊富な抽出物です。

注:これはプロセスの概要であり、特定の条件(溶媒、溶媒に対する植物材料の比率、抽出時間、超音波力など)は、植物源および所望の生理活性物質含有量に応じて変化し得る。

超音波抽出はどのように動作しますか?

超音波抽出は、超音波音響キャビテーションの動作原理に基づいており、純粋に機械的処理です。高剪断ミキサーと同様に、超音波装置はプロセス媒体中に機械的剪断力のみを生成する。超音波抽出自体は、非熱、化学薬品を含まない抽出技術です。
音響キャビテーションとは何ですか? – 音響または超音波キャビテーションは、高出力、低周波超音波が液体(溶媒)中の植物材料からなるスラリーに結合されるときに起こる。 高出力超音波は、プローブ型超音波プロセッサを介して植物スラリーに結合される。高エネルギーの超音波は液体を通って移動し、交互の高圧/低圧サイクルを作り出し、音響キャビテーションの現象をもたらす。音響または超音波キャビテーションは、非常に高い圧力差や高いせん断力などの極端な条件に局所的につながります。キャビテーション気泡が固体(粒子、植物細胞、組織など)の表面に爆発すると、マイクロジェットおよび部分間衝突は、粒子破壊、ソノポレーション(細胞壁および細胞膜の穿孔)および細胞破壊などの効果を引き起こす。さらに、液体媒体中のキャビテーション気泡の爆縮は、乱流および攪拌を生成し、細胞内部と周囲の溶媒との間の物質移動を促進する。超音波照射は、キャビテーションおよび液体ジェットによるマイクロス運動、その後の細胞壁の破壊を伴う材料中の圧縮および減圧などのその関連メカニズムをもたらすので、物質移動プロセスを強化するための非常に効率的な方法です。
原料に応じて、超音波抽出プロセスは、例えば、高いセルロース量で硬い植物細胞や材料を破壊するために、高強度を必要とするかもしれません。プローブ型超音波処理器は、衝撃キャビテーションを生成するために必要な非常に高い振幅を生成することができます。ヒールシャー超音波は、簡単に連続24/7操作で200μmの振幅を作成することができ、高性能超音波抽出器を、製造しています。さらに高い振幅のために、ヒールシャーは指定された高振幅ソトロード(プローブ)を提供しています。
加圧可能な超音波反応器およびフローセルは、キャビテーションを強化するために使用されます。圧力の増加に伴い、キャビテーションおよびキャビテーションせん断力がより破壊的になり、それによって超音波抽出効果が改善される。

超音波処理を用いて植物化学品と生理活性化合物を抽出する

超音波抽出は、植物から多種多様な生物活性化合物(いわゆる植物化学物質)を放出および分離するために使用されます。
以下のリストは、超音波抽出された植物化学物質に関する小さな概要を示しています。

• 大麻と麻からCBDと他のカンナビノイド
• テルペン
• ショウガ
• ローズマリー
• チリのカプサイシン
• コーヒー豆のカフェイン
• アルガエのアスタキサンチン
• ニンニクからアリシン
• カテキンズ(EGEC)からお茶から
• ザクロのエラギタンニン
• アーユルヴェーダハーブエキス
• タバコからのニコチン
• エッセンシャルオイル
• シトラス果皮のペクチン

超音波抽出のための溶媒

超音波抽出は、ほぼすべての溶媒と互換性があります。最も一般的には、エタノール、水、エタノール/水の混合、グリセリン、植物油は、これらの溶媒が消費のために安全であると考えられ、使いやすいので、植物から生理活性化合物の抽出に使用されます。
超音波抽出に使用される溶媒の詳細をお読みください!

超音波エタノール抽出の利点

エタノールは、その安全性(FDA承認の消費)、その有効性、および幅広いソルベンシーのために超音波抽出で最も一般的に使用される溶媒の一つです。超音波エタノール抽出は、コスト効率、線形スケーラビリティ、シンプルさ、安全性を備えた他の溶媒やその他の抽出技術を上回ります。
溶媒としてのエタノールの優れた有効性は、炭化水素の尾と単一のヒドロキシル基のその化学組成にリンクされています。この化学組成は、エタノールを溶解し、物質の非常に広いスペクトルを抽出することができます, ポリフェノールから, フラボノイド, テルペン, カンナビノイド, 脂質 (油).
例えば、カンナビノイドの超音波エタノール抽出は、冬(脱蝋)を必要とせず、ワックスを除去するためにCO2抽出などの他の抽出方法で必要なステップである。

エタノール抽出は、エタノール温度によって異なる効果を発揮する。加熱エタノールは、しばしばフルスペクトル抽出物を製造するために使用され、その側近効果のために評価される。一方、氷冷エタノールは、ハーブまたは大麻留出物を製造するために好適に使用される。氷冷エタノール中での抽出は、その後の濾過を必要としない。超音波抽出は非熱処理であるため、高温/温水または冷却/氷冷エタノールで使用できます。ジャケット付き超音波反応器は、処理中に所望の処理温度を維持するのに役立ちます。超音波装置のデジタル制御およびスマートソフトウェアは、プラグ可能な温度センサを介して処理温度を監視し、媒体の温度が特定の範囲から外れたときに抽出処理を停止または一時停止するようにプログラムすることができます。

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超音波抽出プロセスは、原料、溶媒、およびスループットの影響を受けます。さまざまなサイズや形状のソノトロード(プローブ)、ブースターホーン、様々なボリュームとジオメトリを持つフローセル、プラグ可能な温度および圧力センサー、および他の多くのガジェットなど、抽出プロセスのための理想的な超音波セットアップを組み立てるために利用可能です。
プロセス制御は、再現性のある結果を得るために重要です。したがって、すべてのデジタルモデルにはインテリジェントなソフトウェアが搭載されており、抽出パラメータを調整、監視、改訂することができます。振幅、超音波処理時間、デューティサイクルを正確に制御するため、優れた収率と最高の抽出品質などの最適なプロセス結果を達成することができます。超音波処理プロセスの自動データ記録は、プロセス標準化と再現性/再現性のための基盤であり、グッド・マニュファクチャリング・プラクティス(GMP)に必要です。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：

文献 / 参考文献