초음파 퀘르세틴 추출

케르세틴은 가장 광범위하게 연구된 식물성 폴리페놀 중 하나로, 항산화 활성과 식이 보충제, 기능성 식품, 뉴트라슈티컬 분야에서 중요한 역할을 하여 높이 평가받고 있습니다. 케르세틴과 그 배당체(예: 루틴, 이소케르세틴)는 열과 산화에 민감하기 때문에, 고순도 추출물을 생산하려면 효율적이면서도 온화하며 비열적(non-thermal)인 추출 기술이 필요합니다. 바로 이 점에서 초음파를 이용한 케르세틴 추출법이 탁월한 효과를 발휘합니다.

고품질 퀘르세틴 추출물을 위한 고성능 초음파

초음파 보조 추출법(UAE)은 고출력 저주파 초음파를 이용해 식물 세포벽을 기계적으로 파괴하고 물질 이동을 획기적으로 증가시켜, 케르세틴을 몇 시간이 아닌 단 몇 분 만에 용매로 방출합니다. 침출법과 비교할 때, 삭슬레트(Soxhlet) 방식이나 열 기반 분해 방식에 비해 초음파 추출은 더 높은 수율, 더 짧은 처리 시간, 더 적은 용매 사용량, 그리고 생리 활성 성분의 더 나은 보존 효과를 제공합니다. – 이로 인해 식물 추출물 및 폴리페놀 추출물의 실험실, 파일럿 플랜트 및 산업 규모 생산에 매력적인 선택지가 됩니다.

세포 구조에 대한 초음파의 효과 : 초음파로 유도 된 세포벽의 파괴는 Euonymus alatus에서 퀘르세틴과 루틴을 방출 할 수 있습니다.
그림 및 연구: ©Yang and Zhang, 2008.

케르세틴에 왜 온화한 추출 방법이 필요한가

케르세틴은 많은 과일, 채소 및 허브에 함유되어 있습니다 – 사과, 양파, 베리류, 차, 포도, 잎채소 등이 포함됩니다. 폴리페놀/플라보놀인 이 성분은 장시간의 가열, 강한 알칼리 조건 또는 용매와의 장시간 접촉 시 분해될 수 있으며, 이로 인해 수율이 떨어지고 최종 추출물의 품질이 저하됩니다. 따라서 온화하며 비가열적이고 처리 시간이 짧은 방법을 사용하면 추출된 케르세틴의 양과 기능적 품질(항산화 능력)을 모두 보존하는 데 도움이 됩니다.

케르세틴의 초음파 추출 원리

음향 캐비테이션의 역할 고강도 초음파는 액체 내에 미세한 캐비테이션 기포를 생성합니다. 이 기포들이 내파되면서 국소적인 고온 영역, 전단력, 미세 분사류가 발생하며, 이는 식물 세포벽을 파열시키고 조직 기질을 분해합니다. 이로 인해 케르세틴이 저장된 세포 구획이 열리고 주변 용매로의 확산이 가속화되어, 활성 성분이 더 빠르고 완벽하게 방출됩니다.

초음파를 이용한 케르세틴 추출의 일반적인 공정 흐름

1. 준비: 표면적을 늘리기 위해 원료 식물 재료(예: 잎, 껍질, 씨앗)를 분쇄, 절단하거나 동결건조합니다.
2. 용매 선택: 물, 에탄올 또는 물과 에탄올의 혼합물과 같은 친환경 식품용 용매를 선택하십시오.
3. 쥡니다: 배치 모드(교반 포함) 또는 연속 유동 셀 모드로 5~30분 동안 추출합니다.
4. 분리: 추출물을 여과하거나 원심분리하여 케르세틴이 풍부한 액체를 회수한다.
5. 농축 / 정제: 필요에 따라 건조, 침전 또는 정제할 수 있다.

참고: 구체적인 시간, 진폭 및 용매 비율은 식물 종과 대상 매트릭스에 따라 달라집니다. – 당사의 공정 전문가들이 귀사의 원료에 맞는 공정 매개변수를 최적화할 수 있도록 도와드립니다.

사례 연구: 초음파 보조 퀘르세틴 추출

Sharifi 등(2017)은 초음파 추출법이 약용 식물에서 케르세틴과 같은 플라보노이드를 추출하는 데 효과적이고 실용적인 방법임을 입증했다. 이들은 Hielscher UP400St (400W, 왼쪽 사진 참조) 진폭을 50%로 설정하여. 무(Raphanus sativus) 잎을 메탄올에 넣고 10분 동안 초음파 처리를 한 결과, 케르세틴 수율이 11.8%로 나타났다.초음파 보조 추출법은 침출, 솁슬레트 추출법, 열 분해와 같은 기존 기술에 비해 우월성을 보인다. 초음파 추출법은 더 높은 수율, 현저히 단축된 추출 시간, 적은 용매 사용량이라는 장점을 지닌다. 초음파를 적용하면 캐비테이션이 발생하여 식물 재료의 세포벽을 파괴하고 물질 이동을 촉진합니다. 따라서 초음파 추출은 기존 방법보다 더 효과적이며, 유기 매트릭스에서 케르세틴을 추출하는 데 탁월합니다. 비록 초음파 추출에는 10분밖에 걸리지 않았지만, – 침용의 경우 24시간, 열 분해의 경우 60분, Soxhlet 추출의 경우 24시간의 추출 시간과 비교 – 초음파로 추출된 퀘르세틴의 양은 소화, 침용 및 Soxhlet 추출의 양보다 높았습니다.

초음파 추출(UAE)은 기존 추출 방법과 비교할 때 더 짧은 추출 시간에 훨씬 더 높은 퀘르세틴 수율을 제공합니다.
출처: Sharifi 외, 2017

초음파 추출 장비

Hielscher 초음파는 식물에서 고품질 추출물을 생산하기위한 고성능 초음파 프로세서 제조를 전문으로합니다.
Hielscher는 작고 강력한 실험실 초음파에서 생체 활성 물질 (예 : 폴리 페놀, 진저롤, 피페린, 커큐민 등). 200 와트에서 16,000 와트까지의 모든 초음파 장치는 디지털 제어를위한 컬러 디스플레이, 자동 데이터 기록을위한 통합 SD 카드, 브라우저 원격 제어 및 더 많은 사용자 친화적 인 기능을 갖추고 있습니다. 소노트로드와 플로우 셀(매체와 접촉하는 부품)은 고압멸균할 수 있으며 세척이 용이합니다. 당사의 모든 초음파는 24/7 작동을 위해 제작되었으며 유지 보수가 적고 쉽고 안전하게 작동 할 수 있습니다.
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초음파 공정 매개변수의 정밀한 제어는 재현성과 공정 표준화를 보장합니다.