초음파는 속도면에서 다른 추출 방법을 능가합니다
초음파 추출의 신속한 절차와 그로 인한 추출물 생산의 시간 절약은 식물에서 생체 활성 화합물의 초음파 추출의 많은 장점 중 하나입니다. 초음파 추출은 초 임계 CO2 추출, 침용, 열 환류, Soxhlet 또는 마이크로파 추출과 같은 대체 추출 기술과 과학적으로 비교되었으며 연구 결과는 추출 속도 및 수율과 관련하여 초음파의 중요한 이점을 입증합니다.
신속한 추출 절차로서의 초음파 처리
생체 활성 화합물의 초음파 추출은 높은 수율, 고품질 추출물, 짧은 추출 시간, 낮은 에너지 소비 및 매우 약한 용매로 작업할 수 있는 능력으로 잘 알려져 있습니다. 이러한 모든 요인은 식물 재료에서 생체 활성 성분의 초음파 추출의 탁월한 전반적인 효율성에 기여합니다.
아래에서 초음파 추출 (또한 초음파 보조 추출? UAE)을 침용(aceration), 삭슬렛(Soxhlet), 열-환류(heat-reflux), 초임계 CO(supercritical CO)와 같은 다른 추출 기술과 비교하였다.2및 마이크로파 추출.
초음파기 UP400St 배치 모드에서 식물의 고속 추출용
| 추출 응용 프로그램 | 초음파 추출 시간 | 대체 추출 방법 시간 | 추가 정보 | 근원 |
|---|---|---|---|---|
| 머틀 베리에서 추출한 안토시아닌 추출물 | 5분 | 15분 마이크로파 |
초음파기 UP200S | 곤잘레스 외, 2019 |
| Boldo 잎 추출 | 5 30 분 | 15 90 분 침용 |
초음파기 UIP1000hdT “We can see that from 5 to 30 min of sonication, the yield is equivalent to the yield of conventional maceration at 15 to 90 min: UAE requires a third of the time to extract the soluble material of the leaves in conventional maceration.” |
Petigny 외, 2013 |
| 세이지에서 총 페놀과 플라보노이드 추출 | 11분 | 30분 60ºC에서 수조 쉐이커를 사용한 기존 추출 |
초음파 추출기 업100H, 업400S |
덴트 외, 2015 |
| 올리브 잎 폴리페놀 추출 | 21분 | 60분 기존의 열 역류 추출 |
초음파기 UP400S | Dobrinčić 외, 2020 |
| Malva sylvestris 잎에서 생체 활성 페놀 추출 | 49 분 110W에서 48°C |
5시간 150rpm에서 교반 베드 추출 |
초음파기 UP200S HPLC 분석 결과 생체 활성 페놀류의 농도가 최적 미만으로 크게 증가한 것으로 나타났습니다(p≺0.05). UAE 여건. |
Bimakr 외, 2017 |
| 겨울 멜론(Benincasa hispida) 종자에서 지질 추출 | ∼36분 | 압력 스윙 기법과 결합된 초임계 이산화탄소 추출(SCE-PST) (∼50분), 초임계 CO2 (∼97분) 및 기존 Soxhlet 추출(∼360분) | 초임계 이산화탄소(sCO2), 초음파 보조 추출(UAE), 압력 스윙 기술과 결합된 초임계 이산화탄소 추출(SCE-PST) 및 Soxhlet 추출은 UAE가 가장 효율적이고 빠른 추출 기술임을 보여줍니다. | Bimakr 외. (2015) |
초임계 이산화탄소(sCO2), 초음파 보조 추출(UAE), 압력 스윙 기술과 결합된 초임계 이산화탄소 추출(SCE-PST) 및 Soxhlet 추출은 다음을 보여줍니다. UAE 가장 효율적이고 빠른 추출 기술입니다.
- 높은 추출 효율
- 우수한 추출 수율
- 신속한 프로세스
- 저온
- 열불안정성 화합물 추출에 적합
- 모든 용매와 호환 가능
- 낮은 에너지 소비
- 그린 추출 기법
- 쉽고 안전한 작동
- 낮은 투자 및 운영 비용
- 24/7 헤비 듀티 하에서 작동
화합물의 신속한 분리를 위한 고성능 초음파 추출기
Hielscher’s state-of-the-art ultrasonic equipment enable for a rapid extraction of high-quality bio-molecules from plants. Full control over the process parameters such as amplitude, temperature, pressure and energy input allow for the most efficient and mildest extraction conditions producing undamaged, highly bioactive extracts. Optimizing ultrasonic extraction parameters such as raw material particle size, solvent type, solid-to-solvent ratio, and extraction time can be optimized for highest efficiency and best overall results. Since ultrasonic extraction is a non-thermal extraction method, thermal degradation of the bioactive ingredients can be avoided resulting in superior extract quality.
전반적으로, 높은 수율, 짧은 추출 시간, 낮은 추출 온도 및 감소 된 용매 요구 사항과 같은 장점으로 인해 초음파 처리가 선호되는 추출 방법이 됩니다.
초음파는 머틀 베리에서 안토시아닌 추출에서 마이크로파를 능가합니다. 초음파 처리는 마이크로파 추출보다 3 배 빠릅니다.
수조 쉐이커를 사용한 초음파와 기존 초음파를 비교하면 초음파 추출을 사용할 때 세이지에서 총 페놀 및 플라보노이드의 추출 시간이 크게 단축된 것으로 나타났습니다. 초음파 추출은 수조 쉐이커를 사용한 추출 시간의 1/3만 필요합니다.
초음파 추출 : 실험실 및 산업에 설립
초음파 추출은 식물, 곰팡이, 조류, 박테리아 및 포유류 세포에서 모든 종류의 생체 활성 화합물 추출에 널리 적용됩니다. 초음파 추출은 더 높은 추출 수율과 더 짧은 처리 기간에 의해 다른 전통적인 추출 기술을 능가하는 간단하고 비용 효율적이며 매우 효율적인 것으로 확립되었습니다.
실험실, 벤치 탑 및 완전 산업용 초음파 시스템을 쉽게 사용할 수 있는 초음파 추출은 오늘날 잘 정립되고 신뢰할 수 있는 기술입니다. Hielscher 초음파 추출기는 식품 및 제약 등급 생체 활성 화합물 생산을 위해 전 세계 산업 가공 시설에 설치됩니다.
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모에서 혼합 응용 분야, 분산, 유화 및 추출을위한 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다.
문헌? 참고문헌
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
초음파 추출의 작동 원리
초음파 추출은 식물 재료에서 생체 활성 성분을 분리하고 분리하는 데 널리 사용되는 방법입니다. 초음파 처리는 모든 종류의 용매와 호환되기 때문에 초음파 추출 절차는 생체 활성 화합물 (즉, 대상 화합물), 극성, 용해도, 열 민감성 및 기타 요인에 대해 최적으로 설계 할 수 있습니다. 특정 화합물 또는 다양한 화합물에 특히 초음파 처리 과정을 적용하면 매우 높은 품질의 추출물을 얻기 위해 가장 이상적인 설정을 선택할 수 있습니다.
액체 또는 슬러리에 결합 된 초음파는 강렬한 진동과 음향 캐비테이션을 생성합니다. 음향 일명 초음파 캐비테이션은 국부적으로 발생하는 매우 높은 압력 차이, 전단력 및 액체 제트에 의해 결정됩니다. 이러한 힘은 세포벽을 파괴하고 식물 세포를 파괴하며 세포 내부와 용매 사이의 질량 전달을 강화합니다. 이를 통해 생체 활성 성분이 주변 용매로 효율적으로 방출되며, 여기서 표적 분자를 쉽게 분리하고 정제할 수 있습니다(예: 로터 증발, 증기 증류 또는 HPLC).
식물 세포에서 초음파 추출: 현미경 횡단면(TS)은 세포에서 초음파 추출 중 작용 메커니즘을 보여줍니다(배율 2000x).
[출처: Vilkhu et al. 2011]
