Solvents for Ultrasonic Extraction from Plants

• 초음파 추출은 높은 수율, 빠른 추출 속도, 환경 친화성 및 낮은 에너지 소비와 같은 많은 장점을 가지고 있습니다.
• 가장 강력한 이점 중 하나는 물을 추출 매체로 사용한다는 것입니다. 그러나 초음파 처리는 표적 추출물에 대한 우수한 결과를 제공하기 위해 매니폴드 용매 시스템과 함께 사용할 수 있습니다.
• 식물성 생체 활성물질의 초음파 추출을 위한 최적의 용매는 원료와 관련하여 선택됩니다.

초음파 추출

초음파는 세포 구조를 파괴하고 질량 전달을 개선하여 생체 화합물(예: 페놀류, 카로티노이드)의 추출물 가능성을 높이는 것으로 잘 알려져 있습니다.
초음파 처리의 기계적 효과는 질량 전달이 크게 향상되어 추출 과정을 향상시키기 때문에 유기 용매의 사용은 종종 불필요합니다. 이는 초음파 추출의 경우 물이 저렴하고 위험하지 않으며 쉽게 구할 수 있고 환경 친화적 인 등 많은 이점이있는 충분한 추출 매체임을 의미합니다.
그러나 특정 생체 활성 화합물의 경우 휘발성 용매와 함께 초음파 추출을 통해 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
올바른 용매를 선택하려면 원료(예: 신선 또는 건조, 침쇄/분쇄 또는 분말 식물 재료)와 대상 물질(예: 친유성, 친수성)을 고려해야 합니다.
 

다음 표에는 잘 확립된 추출 용매이며 식물 재료에서 초음파 추출에 사용되는 여러 용매가 나열되어 있습니다.

강력한 초음파는 생물학적 구조의 세포 기질을 파괴하고 생체 활성 화합물을 방출합니다. 식물 재료와 용매 사이의 질량 전달이 강화됩니다. 이러한 메커니즘으로 인해 초음파 추출은 식물 추출에 매우 효율적입니다.

추출을위한 초음파기

실험실 및 벤치탑 초음파 장치에서 전체 산업용 초음파 추출 시스템에 이르기까지 – Hielscher 초음파는 성공적인 추출 공정을위한 강력하고 신뢰할 수있는 초음파 장치와 관련하여 오랜 경험이 풍부한 파트너입니다.
당사의 초음파 시스템은 생화학 실험실 및 제약 생산 공장에서 널리 사용됩니다. 초음파 소노트로드 및 반응기는 오토클레이브가 가능하며 의약품 생산 표준을 충족합니다.

Hielscher 산업용 초음파 발생기는 세포 매트릭스를 파괴하고 표적 물질을 방출하기 위해 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭을 24/7 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다. Hielscher 초음파의 힘과 견고 함은 높은 수율, 빠른 추출 속도 및보다 완벽한 추출을 보장합니다 – 전통적인 추출 과정을 능가합니다.
당사의 초음파 프로세서는 다음과 같은 기존 추출 방법과 결합할 수 있습니다. Soxhlet 추출 또는 초임계 CO2 추출. 기존 생산 라인에 대한 개조는 쉽게 수행할 수 있습니다.

문헌 / 참고문헌

알아 둘 만한 가치가 있는 사실

캐비테이션에 의한 초음파 추출

강렬한 초음파가 생성됩니다. 액체의 음향 캐비테이션. 캐비테이션 전단력은 세포벽과 막을 파괴하여 세포 내 물질이 방출되도록 합니다. 초음파 추출은 식물 조직으로의 용매의 더 큰 침투를 달성하고 질량 전달을 향상시킵니다. 따라서 초음파 추출은 추출 과정을 크게 강화하여 더 높은 수율, 더 빠른 추출 속도 및보다 완전한 추출을 제공합니다.

솔벤트 시스템

식물 물질에서 생체 활성 화합물을 추출하기 위해 다양한 용매 시스템을 사용할 수 있습니다. 친수성 화합물의 추출에는 주로 메탄올, 에탄올 또는 에틸-아세테이트와 같은 극성 용매가 선택되는 반면, 친유성 화합물(예: 지질)의 추출에는 디클로로메탄 또는 디클로로메탄/메탄올(v/v 1:1)과 같은 용매 시스템이 선호됩니다. 헥산은 종종 엽록소 추출의 용매로 사용됩니다.

생체 활성 화합물이란 무엇입니까?

생체 활성 화합물 또는 식물 화학 물질은 살아있는 유기체, 조직 또는 세포에 영향을 미치는 물질로 정의됩니다. 생물학적 활성 물질에는 항생제, 효소 및 비타민이 포함됩니다. 카로티노이드 및 폴리페놀과 같은 생체 활성 물질은 과일, 잎 및 채소에서 추출할 수 있으며 피토스테롤은 식물성 기름에서 찾을 수 있습니다.
식물 유래 생체 활성 화합물에는 플라보노이드, 카페인, 카로티노이드, 콜린, 디티올티온, 피토스테롤, 다당류, 식물성 에스트로겐, 글루코시놀레이트, 폴리페놀 및 안토시아닌이 포함됩니다. 많은 생체 활성 물질은 항산화제로 작용하는 것으로 가치가 있으므로 건강에 유익한 것으로 간주됩니다.

최고의 추출 용매를 어떻게 선택합니까?

아래 지침은 초음파 식물 추출에 적합한 용매를 선택하는 데 도움이 됩니다. 초음파 처리는 모든 표준 용매와 호환되므로 식물 원료, 대상 식물 화학 물질 및 비용 효율성에 가장 이상적인 용매를 선택할 수 있습니다.

• 선택성: 원치 않는 성분을 남기고 원하는 화합물을 특이적으로 용해시키는 용매를 선택하십시오. 예를 들어, 알칼로이드 및 플라보노이드와 같은 극성 화합물에는 에탄올을 사용하십시오.
• 가용성: 원칙에 따라 “like는 like를 디졸브합니다.” 용질과 유사한 극성을 가진 용매를 선택하십시오. 극성 용매(예: 물, 에탄올)는 극성 화합물을 용해시키는 반면, 비극성 용매(예: 헥산)는 지질 및 오일과 같은 비극성 화합물을 용해합니다.
• 비용: 용매의 비용 효율성을 고려하십시오. 일부 용매는 더 비쌀 수 있지만 더 높은 수율 또는 더 나은 선택성을 제공하여 전체 추출 비용의 균형을 맞춥니다.
• 안전: 용매가 사용 및 취급에 안전한지 확인하십시오. 요인에는 독성, 가연성 및 환경 영향이 포함됩니다. 예를 들어, 물과 에탄올은 클로로포름이나 톨루엔에 비해 더 안전한 선택입니다.

극성 및 용매 선택
유사성 및 상호 혼화성의 법칙에 따르면 용질의 극성에 가까운 극성 값을 가진 용매가 더 나은 성능을 발휘할 가능성이 높습니다. 다음은 몇 가지 예입니다.

• 극성 용매: 물, 에탄올, 메탄올 – 알칼로이드, 플라보노이드, 배당체 및 단백질과 같은 극성 화합물을 추출하는 데 사용됩니다.
• 적당히 극성이 있는 용매: 아세톤, 에틸 아세테이트, 이소프로판올 – 페놀류 및 일부 알칼로이드를 포함한 광범위한 화합물을 추출하는 데 적합합니다.
• 비극성 용매: 헥산, 톨루엔, 석유 에테르 – 지질, 왁스, 테르펜 및 에센셜 오일과 같은 비극성 화합물을 추출하는 데 이상적입니다.

용매 사용의 예

• 에탄올: 식물 추출을 위한 가장 일반적인 용매 중 하나입니다. 극성 용매로서 에탄올은 알칼로이드 및 플라보노이드와 같은 극성 화합물을 용해시킵니다.
• 물: 다당류, 단백질 및 일부 배당체와 같은 친수성 화합물을 추출하는 데 자주 사용되는 범용 용매.
• 메탄올: 페놀류, 플라보노이드 및 일부 알칼로이드를 포함한 광범위한 식물 화합물을 추출하는 데 효과적인 고극성 용매입니다.
• 헥산: 지질, 왁스 및 에센셜 오일과 같은 비극성 화합물을 추출하는 데 주로 사용되는 비극성 용매입니다.
• 아세톤: 극성 비양성자 용매인 아세톤은 광범위한 식물 화합물, 특히 물이나 메탄올로 추출한 것보다 극성이 낮은 화합물을 추출하는 데 효과적입니다.
• 이소프로파놀: 에탄올과 유사한 극성 용매로 일반적으로 에센셜 오일, 수지 및 일부 알칼로이드를 추출하는 데 사용됩니다.
• 클로로포름: 알칼로이드, 테르페노이드 및 일부 배당체를 추출하는 데 효과적인 비극성 용매입니다. 독성으로 인해 덜 일반적으로 사용됩니다.
• 에틸 아세테이트: 플라보노이드, 알칼로이드 및 페놀류를 포함한 다양한 화합물을 추출하는 데 사용되는 적당히 극성이 높은 용매입니다.
• 톨루엔: 에센셜 오일, 테르펜 및 왁스와 같은 비극성 화합물을 추출하는 데 사용되는 비극성 용매.
• 부탄올: 일부 배당체와 사포닌을 포함한 중간 극성 화합물을 추출하는 데 효과적인 적당히 극성 용매입니다.
• 석유 에테르: 식물 재료에서 지방, 오일 및 기타 비극성 화합물을 추출하는 데 주로 사용되는 비극성 용매입니다.

다음 용매는 특정 식물 재료 및 식물 화학 물질의 초음파 추출을 조사하는 연구 조사에서 테스트되었습니다.

유기 용제란 무엇입니까?

유기 용매는 휘발성 유기 화합물(VOC)의 일종입니다. VOC는 상온에서 기화하는 유기 화학 물질입니다.
용매로 사용되는 유기 화합물은 다음과 같습니다.

• 방향족 화합물(예: 벤젠 및 톨루엔)
• 알코올(예: 메탄올)
• 에스테르와 에테르
• 케톤(예: 아세톤)
• 아민
• 질화 및 할로겐화 탄화수소

많은 유기 용제는 독성 또는 발암성으로 분류됩니다. 잘못 취급하면 인간에게 위험할 수 있으며 공기, 물 및 토양을 오염시킬 수 있습니다. 초음파 추출의 강력한 메커니즘으로 인해 유기 용매의 사용을 피하고 더 순하고 무독성 용매로 교체 할 수 있습니다.