უმაღლესი კატეხინის ექსტრაქტები ულტრაბგერით
კატექინების ულტრაბგერითი ექსტრაქცია
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის არათერმული ტექნიკა, რომელიც დაფუძნებულია სუფთა მექანიკური ძალების გამოყენებაზე. დაბალი სიხშირის, მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღები წყვილდება ულტრაბგერითი ზონდის მეშვეობით (სონოტროდი) თხევად გარემოში. აკუსტიკური კავიტაციის ძლიერი ათვლის ძალები პერფორირებს და არღვევს უჯრედის მემბრანებს, აძლიერებს მასის გადატანას უჯრედის შიგთავსსა და გამხსნელს შორის და ათავისუფლებს უჯრედშიდა ნაერთებს გამხსნელში.
მწვანე ჩაიდან (Camellia sinensis) მოპოვების მეთოდების ვრცელ მიმოხილვაში Banerjee-მ და Chatterjee-მ (2015) აღმოაჩინეს, რომ ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატები მნიშვნელოვნად უფრო ეფექტურია, ვიდრე ულტრაბგერითი აბაზანები. გარდა ამისა, ავტორები აცხადებენ, რომ ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ჩაის კატექინების მოპოვების სასურველი მეთოდია დაბალ ტემპერატურაზე მოპოვების პროცესის გაზრდილი ეფექტურობის გამო, რაც ხელს უშლის სითბოსადმი მგრძნობიარე ნაერთების თერმულ დეგრადაციას და ინარჩუნებს მათ სამკურნალო ღირებულებას. მაღალი ტემპერატურის ექსტრაქცია ხშირად იწვევს პოლიფენოლების დეგრადაციას და ზრდის ცილების და პექტინის გამოყოფას, რაც არღვევს ჩაის ორგანოლეპტიკურ ხარისხს კრემის წარმოქმნით. სონიკაციის უპირატესობა მის არათერმულ მექანიზმშია. თავის კვლევაში, მკვლევარებმა აჩვენეს, რომ ულტრაბგერითი ექსტრაქციამ შეიძლება გაზარდოს ჩაის პოლიფენოლის მოსავლიანობა 65°C-ზე, მაშინ როცა ტრადიციულ ექსტრაქციასთან შედარებით 85°C ტემპერატურაზე. თუმცა, ულტრაბგერითი მოპოვება ასევე მუშაობს ოთახის ტემპერატურაზე. როგორც არათერმული ექსტრაქციის ტექნიკა, სონიკატორები იყენებენ მექანიკურ ძალებს უჯრედის გასახსნელად და გამხსნელში უმაღლესი ეფექტურობის მქონე ბიოაქტიური ნაერთების გასათავისუფლებლად.
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იძლევა მაღალი ხარისხის საკვები ნივთიერებების მაღალ მოსავალს. როგორც არათერმული პროცესი, ულტრაბგერითი ექსტრაქცია თავიდან აიცილებს სითბოსადმი მგრძნობიარე საკვები ნივთიერებების დაკარგვას.
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ასევე შეიძლება განხორციელდეს ოთახის ტემპერატურაზე ან გაცივებულ სითხეებში. დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი ულტრაბგერითი ცივი მოხარშული ჩაის შესახებ!
- გამხსნელი/წყალზე დაფუძნებული
- მოპოვების მაღალი მოსავლიანობა
- მაღალი ხარისხის ექსტრაქტები
- სრული სპექტრის ექსტრაქტები
- სწრაფი პროცესი
- მწვანე, ეკოლოგიურად სუფთა
- მარტივი და უსაფრთხო ოპერაცია
- დაბალი მოვლა
- სწრაფი ROI
ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი UIP2000hdT (2 კვტ) განუწყვეტლივ მორევის პარტიული რეაქტორით
ულტრაბგერითი კატექინის ექსტრაქციის შემთხვევის შესწავლა
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა გამხსნელების გამოყენებით, მათ შორის წყალი, ეთანოლი, წყალი: ეთანოლის ნარევი, იზოპროპანოლი, მცენარეული ზეთი, გლიცერინი და ა.შ.
2018 წლის კვლევაში Ayyildiz et al. შეადარა ულტრაბგერითი ექსტრაქცია წყლის და ეთანოლის გამოყენებით გამხსნელების სახით ჩვეულებრივი ცხელი წყლით მოპოვების მეთოდთან. ამ კვლევისთვის საპილოტე მასშტაბით, გამოყენებული იქნა Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ულტრაბგერითი პარტიული და უწყვეტი ნაკადის დაყენება.
შედეგებმა აჩვენა, რომ ეთანოლით ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მნიშვნელოვნად იყო (გვ < 0.05) more efficient to extract higher yields of EGCG, EGC, ECG, and EC than conventional hot water extraction and ultrasonic water-based extraction. Under optimised process conditions, almost 100% and 50% more EGCG content was obtained ultrasonic ethanol extraction than conventional hot water extraction and ultrasonic extraction with water, respectively. The optimal conditions for the ultrasonic extraction of EGCG with ethanol were 66.53ºC, 43.75 min and, 67.81% ethanol.
Ultrasonic extraction is the preferred mode of tea catechins due to the increased efficacy of extraction process at lower temperature by retaining their antioxidant activity.
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები
Hielscher Ultrasonics მოპოვების სისტემები გამოიყენება მთელ მსოფლიოში საკვებსა და ფარმაკოლოგიაში მაღალი ხარისხის მცენარეული ექსტრაქტების კომერციული წარმოებისთვის, რომლებიც გამოიყენება როგორც დიეტური დანამატები და ფარმაცევტული საშუალებები. მიუხედავად იმისა, თუ გსურთ ცივი ჩაის უფრო მცირე პარტიების წარმოება ან მაღალი ხარისხის პოლიფენოლის/კატექინის ექსტრაქტების დამუშავება, Hielscher Ultrasonics-ს აქვს თქვენთვის შესაფერისი ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი. ულტრაბგერითი არის მარტივი და უსაფრთხო მუშაობა. ინტუიციური პროგრამული უზრუნველყოფა და ციფრული კონტროლი სენსორული დისპლეით, პროცესის ზუსტი კონტროლის საშუალებას იძლევა. Hielscher ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა იძლევა 24/7 მუშაობის საშუალებას მძიმე მოვალეობებში და მომთხოვნ გარემოში.
ზონდის ტიპის sonicator UP100H ჩაის ფოთლებიდან კატეხინის ამოღებისთვის
პროცესის სტანდარტიზაცია Hielscher Ultrasonics-ით
სურსათისა და ფარმაცევტული ხარისხის ექსტრაქტები უნდა იყოს წარმოებული კარგი წარმოების პრაქტიკის (GMP) და სტანდარტიზებული გადამუშავების სპეციფიკაციების შესაბამისად. Hielscher Ultrasonics-ის ციფრული მოპოვების სისტემები მოყვება ინტელექტუალურ პროგრამულ უზრუნველყოფას, რაც აადვილებს ხმოვანი პროცესის ზუსტად დაყენებას და კონტროლს. მონაცემთა ავტომატური ჩაწერა იწერს ულტრაბგერითი პროცესის ყველა პარამეტრს, როგორიცაა ულტრაბგერითი ენერგია (მთლიანი და წმინდა ენერგია), ამპლიტუდა, ტემპერატურა, წნევა (ტემპერატურის და წნევის სენსორების დამონტაჟებისას) ჩაშენებულ SD ბარათზე თარიღისა და დროის ბეჭდით. ეს საშუალებას გაძლევთ გადახედოთ თითოეული ულტრაბგერითი დამუშავებული ლოტი. ამავდროულად, უზრუნველყოფილია განმეორებადობა და პროდუქტის მუდმივად მაღალი ხარისხი.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10-დან 200 მლ/წთ-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP200Ht, UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ლაბორატორია რომ პილოტი და სამრეწველო მასშტაბი.
ლიტერატურა/ცნობარი
- აიილდიზი, სენა საკლარი; კარადენიზი, ბულენტი; საგკანბი, ნიჰანი; ბაჰარა, ბანუ; ჩვენ, აჰმედ აბდულა; ალასალვარი, ცეზარეტინი (2018): ეპიგალოკატექინ გალატის ექსტრაქციის პარამეტრების ოპტიმიზაცია ჩვეულებრივი ცხელი წყლისა და ულტრაბგერითი დახმარებით მწვანე ჩაისგან. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, S., Chatterjee, J. (2015): ჩაის (Camellia sinensis) ბიომოლეკულების ეფექტური ექსტრაქციის სტრატეგიები. J. კვების მეცნიერება. ტექნოლ. 52, 2015. 3158–3168.
- მარტინ-გარსია ბეატრიზი; პასინი, ფედერიკა; ვერარდო, ვიტო; Diaz-de-Cerio, Elixabet; ტილევიჩი, ურშულა; გომეზ-კარავაკა, ანა მარია; კაბონი მარია ფიორენცა (2019): Sonotrode-ის ულტრაბგერითი დახმარებით ლუდსახარშების დახარჯული მარცვლებიდან პროანტოციანიდინების ექსტრაქციის ოპტიმიზაცია. ანტიოქსიდანტები 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): ბოლდოს ფოთლების ჯგუფური და უწყვეტი ულტრაბგერითი დახმარებით ამოღება (Peumus boldus Mol.). საერთაშორისო ჟურნალი მოლეკულური მეცნიერების 14, 2013. 5750-5764.
- KS Suslick, K. Othmer, “Encyclopaedia of Chemical Technology”; მე-4 რედ. ჯ.უილი & შვილები: ნიუ-იორკი, 1998, ტ. 26, გვ.517-541.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია – მუშაობის პრინციპი
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის მექანიკური მეთოდი უჯრედშიდა ნაერთის გასათავისუფლებლად და იზოლირებისთვის უჯრედული მატრიცებიდან, როგორიცაა მცენარეული უჯრედები. როდესაც მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტალღები წყვილდება ნალექში (მაგ. შედგება მცენარის მცენარის ნაწილაკებისგან წყალში ან გამხსნელში), ძალიან ენერგიული ულტრაბგერითი ტალღები წარმოქმნის კავიტაციას. კავიტაციის ფენომენი ადგილობრივად იწვევს ექსტრემალურ ტემპერატურებს, წნევას, გათბობა/გაგრილების სიჩქარეს, წნევის დიფერენციალურობას და საშუალო ათვლის ძალებს. როდესაც კავიტაციის ბუშტები იშლება მყარი ნივთიერების ზედაპირზე (როგორიცაა ნაწილაკები, მცენარეული უჯრედები, ქსოვილები და ა.შ.), მიკრო-ჯეტები და ნაწილაკთაშორისი შეჯახება წარმოშობს ისეთ ეფექტებს, როგორიცაა ზედაპირის პილინგი, ეროზია და ნაწილაკების დაშლა. გარდა ამისა, კავიტაციის ბუშტების აფეთქება თხევად მედიაში ქმნის მაკროტურბულენტობას და მიკრო შერევას.
ულტრაბგერითი დასხივება წარმოადგენს ეფექტურ გზას მასის გადაცემის პროცესების გასაძლიერებლად, ვინაიდან სონიკა იწვევს კავიტაციას და მასთან დაკავშირებულ მექანიზმებს, როგორიცაა მიკრომოძრაობა თხევადი ჭავლებით, შეკუმშვა და დეკომპრესია მასალაში, უჯრედის კედლების შემდგომი მოშლით, ასევე მაღალი გათბობით და გაგრილების განაკვეთები.
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მცენარეთა უჯრედებიდან: მიკროსკოპული განივი განყოფილება (TS) გვიჩვენებს მოქმედების მექანიზმს უჯრედებიდან ულტრაბგერითი ამოღების დროს (გადიდება 2000x) [რესურსი: Vilkhu et al. 2011]
მცენარეული მასალის ულტრაბგერითი ფრაგმენტები მცენარის უჯრედების მატრიცას და აძლიერებს მათი დატენიანებას. ჩემატი და სხვ. (2015) ასკვნიან, რომ ბიოაქტიური ნაერთების ულტრაბგერითი მოპოვება ბოტანიკური ნივთიერებებიდან არის სხვადასხვა დამოუკიდებელი ან კომბინირებული მექანიზმების შედეგი, მათ შორის ფრაგმენტაცია, ეროზია, კაპილარულობა, დეტექსტურაცია და სონოპორაცია. ეს ეფექტები არღვევს უჯრედის კედელს, აუმჯობესებს მასის გადაცემას გამხსნელის უჯრედში შეწოვით და ფიტო-ნაერთებით დატვირთული გამხსნელის გამოწოვით და უზრუნველყოფს სითხის მოძრაობას მიკრო-შერევით.
რა არის ულტრაბგერითი ექსტრაქციის ძირითადი უპირატესობები?
- სწრაფი პროცესი და მაღალი გამომუშავება
- დაბალი ენერგიის მოხმარება
- შემცირებული გადამუშავების ღირებულება
- არათერმული ტექნოლოგია
- უმაღლესი სისუფთავე
- მწვანე ტექნოლოგია
აკუსტიკური კავიტაცია და მისი ეფექტები
სითხეში ულტრაბგერითი ტალღები ქმნიან ინტენსიურ მონაცვლეობას მაღალი წნევის / დაბალი წნევის ციკლებს, რაც იწვევს კავიტაციის ბუშტების წარმოქმნას. რამდენიმე წნევის ციკლის განმავლობაში, კავიტაციის ბუშტები იზრდება მანამ, სანამ არ მიაღწევენ ზღვარს, სადაც ბუშტი მეტ ენერგიას ვერ შთანთქავს. ამ დროს ბუშტი ძლიერად იშლება. ბუშტების აფეთქების დროს ხდება ექსტრემალური პირობები, როგორიცაა მაღალი ტემპერატურა 5000K-მდე, ზეწოლა 2000 ატმ-მდე, ძალიან მაღალი გათბობა/გაგრილების სიჩქარე და წნევის დიფერენციალი. იმის გამო, რომ ბუშტების დაშლის დინამიკა უფრო სწრაფია ვიდრე მასა და სითბოს გადაცემა, კოლაფსირებული ღრუს ენერგია შემოიფარგლება ძალიან მცირე ზონაში, რომელსაც ასევე უწოდებენ "ცხელ წერტილს". კავიტაციის ბუშტის აფეთქება ასევე იწვევს მიკროტურბულენტობას, 280 მ/წმ-მდე სიჩქარის სითხის ჭავლებს და შედეგად ათვლის ძალებს. ეს ფენომენი ცნობილია როგორც ულტრაბგერითი ან აკუსტიკური კავიტაცია.
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ეფუძნება აკუსტიკური კავიტაციის და მისი ჰიდროდინამიკური ათვლის ძალებს
კატეხინები
ცნობილია, რომ მწვანე ჩაი მდიდარია პოლიფენოლებით, როგორიცაა კოფეინის მჟავა, გალის მჟავა, კატეხინი, ეპიკატექინი, გალოკატეხინი, კატეხინ გალატი, გალოკატექინ გალატი, ეპიკატექინ გალატი, ეპიგალოკატექინი და ეპიგალოკატექინ გალატი (EGCG) პოპულარულ საკვებს ხდის ჯანმრთელობისთვის. როგორც სასმელი და როგორც ექსტრაქტი. EGCG არის ცნობილი კატეხინი, რომელიც დიდი რაოდენობით გვხვდება მწვანე ჩაის ხმელ ფოთლებში (7380 მგ 100 გ-ზე), თეთრი ჩაის (4245 მგ 100 გ-ზე) და მცირე რაოდენობით შავ ჩაიში (936 მგ 100 გ-ზე). 100 გ). შავი ჩაის წარმოების დროს კატექინები ძირითადად გარდაიქმნება თეაფლავინებად და თეარუბიგინებად პოლიფენოლოქსიდაზების მეშვეობით.
ეპიგალოკატექინ გალატის (EGCG) ჯანმრთელობის სარგებელი
კატექინების ჯგუფიდან ყველაზე გამოკვლეული და ყველაზე პერსპექტიული ეპიგალოკატექინ გალატი (EGCG) არის. კიბოს საწინააღმდეგო, ანტიოქსიდანტური, ანთების საწინააღმდეგო, ანტიფიბროზის, ანტიკოლაგენაზას და იმუნური სისტემის გამაძლიერებელი და დაბერების საწინააღმდეგო ეფექტებიდან დაწყებული, EGCG აჩვენებს ბევრ სარგებელს და ამიტომ მოიხმარება როგორც მწვანე ჩაის სასმელის, ასევე დიეტური დანამატების სახით. როგორიცაა კაფსულები, ფხვნილები, ტაბლეტები და ა.შ.
კვლევითმა კვლევებმა აჩვენა, რომ კატექინებმა, როგორიცაა ეპიგალოკატეხინ გალატი (EGCG), შესაძლოა შეამცირონ ანთება და თავიდან აიცილონ გარკვეული ქრონიკული დაავადებები, როგორიცაა გულის დაავადება, დიაბეტი და კიბოს ზოგიერთი ფორმა.
EGCG და მისი ანტისიმსივნური ეფექტები
იმის გამო, რომ კიბო ხშირად სიცოცხლისთვის საშიში დაავადებაა, EGCG-ის კიბოს საწინააღმდეგო თვისებები მძიმე კვლევის ქვეშ იმყოფება. კვლევები ვარაუდობენ, რომ EGCG-ს შეუძლია დათრგუნოს სიმსივნის წარმოქმნა კანცეროგენული ეფექტების შემცირებით ან აღმოფხვრით. არსებობს დასკვნები, რომლებიც ვარაუდობენ, რომ EGCG აფერხებს დიეთილნიტროზამინით გამოწვეულ სიმსუქნესთან დაკავშირებულ ღვიძლის სიმსივნეს IGF/IGF-1R ღერძის ინჰიბირებით, ჰიპერინსულინემიის გაუმჯობესებით და ქრონიკული ანთების შესუსტებით. EGCG-ის კიბოს საწინააღმდეგო ეფექტის კიდევ ერთი მექანიზმი არის ანგიოგენეზის დათრგუნვა და ამით სიმსივნის პროლიფერაციის შეკავება.
EGCG და მისი ანტიოქსიდანტური ეფექტები
უთვალავი ანტიოქსიდანტური პროცესი ხდება ადამიანის ორგანიზმში და ხელს უწყობს ჯანმრთელობას, ძალასა და კეთილდღეობას. EGCG არის ანტიოქსიდანტი. ანტიოქსიდანტებს შეუძლიათ დაიცვან უჯრედების დაზიანებისგან თავისუფალი რადიკალების მოცილება და მათი განეიტრალება. EGCG სტრუქტურაში ფენოლის რგოლები მოქმედებს როგორც ელექტრონული ხაფანგები და თავისუფალი რადიკალების გამწმენდი, აფერხებს რეაქტიული ჟანგბადის სახეობების წარმოქმნას და ამით ამცირებს ჟანგვითი სტრესით გამოწვეულ ზიანს.
EGCG და მისი ანთების საწინააღმდეგო ეფექტი
ანთება შეიძლება გამოწვეული იყოს დაავადებით, ქრონიკული სტრესით და გარემოს დაბინძურებით. ორგანიზმი ასეთ სტრეს ფაქტორებზე რეაგირებს ანთებით, რაც ხასიათდება დიდი რაოდენობით იმუნური უჯრედების აგრეგირებით ანთებით ადგილებზე, პროანთებითი ციტოკინების გამოთავისუფლებით და ჟანგბადის/აზოტის რეაქტიული სახეობებით (ROS/RNS). ROS/RNS დაკავშირებულია ტრანსკრიპციის ფაქტორი NF-B და აქტივატორი პროტეინ-(AP-)1-ის გააქტიურებასთან. გააქტიურების შემდეგ, NF-jB და AP-1 ციტოპლაზმიდან ბირთვში გადადის და არეგულირებს სხვადასხვა ანთებითი გენის გამოხატვას, რაც შემდგომში იწვევს ანთებითი პასუხის გამწვავებას და ქსოვილის დაზიანებას.
EGCG აფერხებს NF-B და AP-1-ის გადაცემას, რის გამოც iNOS-ისა და COX-2-ის ექსპრესია ქვემორეგულირებულია ძირითადად აზოტის ოქსიდის, პეროქსინიტრიტის და სხვა ROS/RNS-ის დაშლით და ანთებითი ფაქტორების გამომუშავება მცირდება.
EGCG და მისი გავლენა ოსტეოგენეზის ხელშეწყობაზე
ოსტეოპოროზი არის მძიმე დაავადება, რომელიც ხასიათდება ძვლის მატრიქსის გადაგვარებით და ძვლის სიმკვრივის დაკარგვით. EGCG აჩვენებს მარეგულირებელ ეფექტს ძვლის მეტაბოლიზმზე. EGCG-ს შეუძლია გამოიწვიოს ოსტეოკლასტების აპოპტოზი და დათრგუნოს ოსტეოკლასტების წარმოქმნა NF-B და IL-1b წარმოქმნის ბლოკირებით. გარდა ამისა, მას შეუძლია ხელი შეუწყოს მინერალიზებული ძვლის კვანძების წარმოქმნას.
[იხ. ჩენიუ ჩუ; ჯია დენგი; Yi Man; Yili Qu (2017): მწვანე ჩაის ექსტრაქტები ეპიგალოკატექინ-3-გალატი სხვადასხვა სამკურნალოდ. BioMed Research International ტ. 2017]