イラクサの抽出 – 超音波による高効力のチンキ

イラクサ（Urtica dioica）は、医薬品、治療用物質、栄養補助食品の成分として利用されるポリフェノール、抗酸化物質、カロテン、テルペノイドなどの生理活性化合物を豊富に含む植物です。超音波抽出装置は、優れた品質のイラクサ抽出物を製造するための高効率なツールとして、産業分野で確立されています。

超音波で得られるイラクサ抽出物の利点

イラクサの葉、花、茎には、薬効や治療効果を目的に利用される多種多様な生理活性化合物が含まれています。望ましい効果を得るためにはイラクサを大量に摂取しなければならないことが多いため、イラクサ抽出物は、より実用的で消費者にとって利用しやすい摂取方法です。濃縮物やチンキなどの形態のイラクサ抽出物は、植物化学成分の全範囲を高い効力を持つ形態で摂取するための有効な選択肢です。
超音波抽出は、アルコール抽出物や水系抽出物などのイラクサ抽出物を製造するための、穏やかでありながら非常に効率の高い技術です。超音波で製造されたこれらの抽出物は、単独で抽出された化合物、浸漬抽出物、お茶などの従来の調製物と比べて、著しく強く、より濃縮された効果をもたらします。

イラクサの超音波抽出に用いる溶媒

生または乾燥したイラクサの葉から生理活性化合物を効率的に抽出するには、水、エタノール水溶液、エタノールなどの穏やかで毒性のない溶媒が最も一般的に用いられます。後工程の処理（例えば、ロータリーエバポレーターによる蒸発や蒸留による抽出物の濃縮）によっては、アルコールの蒸発エンタルピーが低いため、エタノールやエタノール比率の高いエタノール水溶液が有利となる場合があります。

事例研究：科学的に実証されたイラクサの超音波抽出

Šic Žlabur et al. (2022)は、環境に配慮した抽出技術としての超音波抽出の効果を調査しました。超音波支援抽出は、植物化学成分の抽出効率が高く、処理時間が短く、環境負荷がはるかに小さいという特徴を持つため、適切で持続可能な解決策です。抽出方法の影響を明らかにするため、イラクサ葉粉末からの特化代謝産物の抽出について、従来法と超音波法（二種類の超音波装置システムを使用）、時間、エタノール濃度を比較しました。プローブ式超音波処理装置または超音波浸漬型ホモジナイザーと呼ばれるプローブシステムを用いた超音波抽出は、従来の抽出と比較して、イラクサ抽出物のアスコルビン酸収量、ポリフェノール化合物量、抗酸化能の増加に大きく寄与しました。さらに、超音波プローブシステムでは、超音波槽による超音波抽出と比べて、個々の特化代謝産物の分離に必要な時間が大幅に短縮されました。このため、この研究では、超音波プローブによる抽出は、超音波槽および従来の固液溶媒抽出のいずれと比較しても、イラクサ粉末から特化代謝産物を短時間（平均処理時間5–10 min）でより高い収量で得るうえで、はるかに効率的であると結論付けています。
 
超音波槽（洗浄槽）に対するプローブ式超音波処理装置の利点について詳しくは、こちらをクリックしてください！
 

この動画では、2000ワットの超音波処理装置Hielscher UIP2000hdTを使用して、30Lバッチでイラクサ葉を超音波抽出する様子を実演します。このプローブ式超音波処理装置は、イラクサ（セイヨウイラクサ）やその他の植物から生理活性化合物を非加熱で抽出するのに最適です。

 

Florez et al. (2022)は、イラクサ抽出に対する超音波処理の影響を調査し、その結果を他の抽出技術と比較しました。総フェノール含量（TPC）およびABTS•+（2,2-azino- bis(3-etilbenzotiazolin)-6-sulfonic acid）のフリーラジカル消去値に関しては、超音波抽出が最も効率的な方法でした。水を溶媒とした超音波処理で最良の抽出収量が得られ、TPCは乾燥イラクサ当たり21.9 mg没食子酸当量/g、%ABTS•+は71.8%、%DPPH• DPPH•（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl）は86.6%という値が得られました。この研究は、超音波技術によるイラクサ葉の水抽出物が天然抗酸化物質の重要な供給源であり、合成抗酸化物質に代わる可能性のある選択肢とみなせることを実証しています。
Florez et al. (2022)は、他の抽出方法に対する超音波抽出の利点を次のように述べています。「ソックスレー抽出、還流、浸漬抽出などの従来の手法は、長い時間を要し、大量の溶媒を消費し、使用される温度が高いために熱に不安定な化学物質が分解する可能性があります。近年では、超音波支援抽出などの他の技術が使われ始めています。このプロセスでは、抽出対象の材料への溶媒の浸透が促進され、マイクロストリーミングの効果によって物質移動が改善されます。そのため、この技術は、時間の短縮、収量の増加、低温での処理などの利点を持つ効率的な抽出プロセスと考えられています。抽出物の品質が向上することも多くあります。」

抽出プロセスに最適な超音波処理装置を見つける

イラクサの葉から高効力の抽出物を製造するなど、植物抽出プロセスに理想的な超音波処理装置は、どのように選べばよいでしょうか？セイヨウイラクサなどの植物から植物化学成分を抽出するには、精度と効率が求められます。小規模なラボでも大規模な産業プロセスでも、最適な抽出収量を達成するには、適切なプローブ式超音波処理装置の選択が極めて重要です。
十分な訓練を受け、長年の経験を持つ当社のスタッフが、セイヨウイラクサなどの植物から植物化学成分を効率的かつ再現性よく抽出できる、最適なプローブ式超音波処理装置の選択をお手伝いします。振幅制御、プロセス監視、容易な操作、安全性などの機能により、Hielscherの超音波処理装置は研究者や産業分野の専門家に選ばれる抽出装置となっています。Hielscherの超音波処理装置は、卓越した効率と品質で、最適化された抽出結果を得ることを可能にします。超音波の力を活用し、運転の信頼性と製品品質を確保しながら、植物資源の可能性を最大限に引き出しましょう！

設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質

Hielscherの超音波処理装置は、最高水準の品質と設計基準で広く知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置を産業設備に円滑に組み込むことができます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や厳しい環境にも容易に対応します。

Hielscher UltrasonicsはISO認証を取得した企業であり、最先端の技術と使いやすさを備えた高性能超音波処理装置に特に重点を置いています。当然ながら、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。

 

このプレゼンテーションでは、植物抽出物の製造についてご紹介します。高品質な植物抽出物を製造する際の課題と、超音波処理装置がその解決にどのように役立つかを説明します。超音波抽出の仕組みに加え、抽出に超音波処理装置を使用することで期待できる利点や、抽出物の製造工程に超音波抽出装置を導入する方法をご紹介します。