Baggibuti(Stachys parviflora)からのポリフェノールの超音波抽出

Baggibuti(Stachys parviflora L.)植物の抽出物は、けいれん、関節痛、てんかん、転倒病、およびドラカンキュリア症の治療に使用される漢方薬として評価されています。超音波抽出器は、Stachys parvifloraからのポリフェノールおよび他の植物化学物質の単離に首尾よく適用されている。

超音波抽出が優れている理由は何ですか? – 働き原理 & パワー超音波の利点

生理活性化合物(すなわち、植物化学物質、二次代謝産物)を植物から単離する必要がある場合、標的化合物を放出するためには、植物材料の細胞構造を破壊する必要があります。 超音波抽出は、迅速な抽出プロセス内で植物(例えば、Stachys parviflora、ハーブなど)から植物化学物質の全量を単離するための非常に効率的な方法です。高出力超音波の適用は、強いキャビテーション効果、擾乱/乱流、高速の液体流動を生み出します。これらの超音波力は、マクロレベルとミクロレベルでの細胞の破壊と混合を促進します。さらに、溶媒の浸透、生理活性化合物の溶解、および物質移動が大幅に改善されます。これにより、超音波支援抽出は非常に効果的になり、迅速な処理時間で優れた抽出収率が得られます。

バギブティ(Stachys parviflora)からの植物化学物質の利点

Stachys parviflora L.は、一般に「Baggibuti」として知られており、ラミカエの一種です。イリドイド、フラボノイド、フェノール酸、ジテルペノイドなどのStachys parviflora化合物は、抗ネフロージ、抗炎症、ラジカル消去、および抗菌特性で知られている二次代謝産物として報告されています。

Baggibuti(Stachys parviflora)からの生理活性化合物の超音波抽出

超音波吸引は、超音波支援抽出(UAE)とも呼ばれ、ポリフェノール、フラボノイド、テルペン、その他多くの二次代謝産物などの生理活性化合物を植物から単離するための科学的に証明され、工業的に確立された技術です。

Baggibuti(Stachys parviflora)の抽出:動作原理とプロトコル

超音波抽出は、穏やかで非熱的でありながら非常に効率的な抽出技術であり、機械的な力のみに基づいています。それにより、感受性植物性化合物は熱劣化に対して保存されますが、超音波処理によって得られる抽出物の収率は非常に高いと優れた品質です。

抽出用の高出力超音波

低周波、高強度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。キャビテーション気泡が植物材料の表面で崩壊すると、侵食とソノポレーションにより植物細胞(Stachys parvifloraなど)のマトリックスが破壊され、細胞構造が破壊され、ポリフェノールやその他の植物化学物質などの細胞内物質が放出されます。それにより物質移動が促進され、タンパク質、脂質、植物化学物質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。

Stachys parviflora表面からのSEM、(a)未処理サンプル、(b)浸軟、(c)最適化された超音波支援抽出(UAE)(UP200HTの、4分の処理時間、74.5%の高輝度および74.2%の溶媒純度)
研究と写真:©Salarbashi et al., 2016

Baggibutiからのフェノール類のための超音波抽出プロトコル

Salarbashiの研究チームは、超音波抽出器UP200Ht(200W、26kHz)を使用してStachys parvifloraの葉からポリフェノール化合物を抽出しました。超音波抽出と浸軟の比較抽出研究のために、S. parvifloraの乾燥した地上部(開花期に収穫されたもの)を粉砕して、平均粒子サイズが149μm未満の粉末にしました。植物抽出は、メタノール(60、80、100%(v v-1))を溶媒として使用して、35°C、天然pHの温度で4、7、および10分間隔で行いました。
超音波抽出には、ヒールシャープローブ型超音波装置UP200Ht(200W、26kHz)を使用した。超音波抽出器UP200Htの振幅は100%に設定しました。超音波処理の強度は、100%の振幅で21.8346 Wcm-2であった。
超音波で製造された抽出物の分析結果は、抽出物の総フラボノイド含有量(TFC)が超音波処理と共に直線的に増加したのに対し、抽出時間はTFCに対して逆の影響を及ぼしたことを明らかにした。最も高い総フラボノイド含有量は、4分間の超音波処理時間(t = 4分)で得られた。
カフェイン酸、タンニン酸、ケルセチン、トランスフェルラ酸およびロスマリン酸は、超音波で製造された抽出物中の主要なフェノール化合物として見出された。
SEM画像に基づいて、超音波処理およびその結果生じる音響キャビテーションが、植物材料の細胞壁および構造の有効性的な破壊において確実に重要な役割を果たし、抽出収率は超音波振動およびキャビテーションマイクロストリーミングによって向上することがはっきりと見える。パワー超音波によって誘発されるこれらの効果により、超音波支援抽出は、中央ラメラからのペクチン状物質の水和を介して細胞壁の腫脹および軟化プロセスを強化する。その結果、植物細胞のマトリックスが分解され、その結果、他の古典的な抽出方法よりもはるかに迅速かつ効率的に生理活性代謝物が放出されます。SEM画像は、フェノール化合物の超音波抽出の効率を明らかにしています。穏やかで非熱的な抽出方法として、超音波処理は、従来の抽出技術によって製造された抽出物よりも優れた抗酸化活性および抗菌活性をもたらします。
(cf. Salarbashi et al., 2016)

最適化された超音波支援抽出条件下で単離したStachys parviflora抽出物からのHPLCクロマトグラム
研究と写真:©Salarbashi et al., 2016

高性能、最先端の超音波装置 Stachys parviflora抽出

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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。