Léisungsmëttel fir Ultraschall Extraktioun vu Planzen
- Ultrasonic Extraktioun weist vill Virdeeler wéi héich Ausbezuelen, séier Extraktiounsraten, Ëmweltfrëndlechkeet an nidderegen Energieverbrauch.
- Ee vun de stäerkste Virdeeler ass d'Benotzung vu Waasser als Extraktiounsmedium. Wéi och ëmmer, d'Sonicatioun kann mat manifold Léisungsmëttelsystemer benotzt ginn fir super Resultater fir de gezielten Extrait ze liwweren.
- Den optimale Léisungsmëttel fir d'Ultraschallextraktioun vu vegetativen Bioaktiven gëtt a Bezuch op d'Rohmaterial gewielt.
Ultraschall Extraktioun
Ultraschall ass bekannt fir Zellstrukturen ze stéieren a Massentransfer ze verbesseren, sou datt d'Extraitabilitéit vu Bioverbindungen (zB Phenolen, Karotenoiden) erhéicht gëtt.
Well d'mechanesch Effekter vun der Sonikatioun den Extraktiounsprozess duerch verbesserte Massentransfer staark verbesseren, ass d'Benotzung vun organesche Léisungsmëttel dacks iwwerflësseg. Dëst bedeit datt fir Ultraschallextraktioun Waasser dacks e genuch Extraktiounsmedium ass, wat vill Virdeeler huet, wéi zum Beispill bëlleg, net geféierlech, liicht verfügbar an ëmweltfrëndlech.
Wéi och ëmmer, fir spezifesch bioaktiv Verbindunge kënnen déi bescht Resultater duerch Ultraschallextraktioun a Kombinatioun mat engem flüchtege Léisungsmëttel erreecht ginn.
Fir de richtege Léisungsmëttel ze wielen, mussen d'Rohmaterial (zB frësch oder gedréchent, maceréiert/geschmëlzt oder pulveriséiert Planzmaterial) an déi gezielte Substanzen (zB lipophil, hydrophil) berücksichtegt ginn.
Geméis Glycerin ass en idealen Extraktiounsléisungsmëttel wéinst sengen net-gëftege, net-irritéierend Eegeschaften a seng Fäegkeet fir d'Stabilitéit an d'Potenz vu sensiblen bioaktive Verbindungen ze erhaalen. Béid, reng Glycerin a Glycerin-Waassermëschungen, sinn nëtzlech Léisungsmëttel fir d'Produktioun vun Extrakter fir Ergänzungen an Nutraceuticals, Aromaextrakter, Nahrungsadditive a Kosmetik.
UIP2000hdT sonicator fir botanesch Extraktioun a grousse Chargen oder Inline Operatioun
Déi folgend Tabell listet verschidde Léisungsmëttelen, déi gutt etabléiert Extraktiounsléisungsmëttel sinn a fir d'Ultraschallextraktioun aus Planzmaterial benotzt ginn.
| Ethanol | Ee vun den allgemengste Léisungsmëttel fir botanesch Extraktioun. Als polare Léisungsmëttel léist Ethanol polare Verbindunge wéi Alkaloiden a Flavonoiden op. |
| Waasser | Den universelle Léisungsmëttel, dacks benotzt fir hydrophile Verbindungen wéi Polysacchariden, Proteinen an e puer Glykosiden ze extrahieren. |
| wässerlech Ethanol | Eng Mëschung aus Ethanol a Waasser, dëst Léisungsmëttel kann eng breet Palette vu polare a mëttelméisseg polare Verbindungen extrahéieren, e Gläichgewiicht tëscht der Léisungsmëttelkraaft vun Ethanol an der Fäegkeet vum Waasser fir hydrophile Verbindungen ze extrahieren. Waasserhalteg Ethanol kann a verschiddene Verhältnisser virbereet ginn, déi d'Opléisungskapazitéit un d'Zilverbindungen upassen. |
| glycerine | En héichpolare Léisungsmëttel deen nëtzlech ass fir polare Verbindungen ze extrahieren a kann eng méi sécher Alternativ zu anere polare Léisungsmëttel sinn, dacks an Tinkturen an Extrakter benotzt fir intern Konsum. Liest méi iwwer d'Extraktioun vu Phytochemikalien am Glycerin mat Hëllef vu Sonikatioun! |
| methanol | En héich polare Léisungsmëttel effektiv fir eng breet Palette vu Planzenverbindungen ze extrahieren, dorënner Phenolen, Flavonoiden, an e puer Alkaloiden. |
| hexan | En net-polare Léisungsmëttel dat haaptsächlech benotzt gëtt fir net-polare Verbindungen wéi Lipiden, Wachs an äthereschen Ueleger ze extrahieren. |
| Aceton | E polare aproteschen Léisungsmëttel, Aceton ass effektiv fir eng breet Palette vu botanesche Verbindungen ze extrahieren, besonnesch déi, déi manner polar sinn wéi déi, déi duerch Waasser oder Methanol extrahéiert ginn. |
| isopropanol | E polare Léisungsmëttel ähnlech wéi Ethanol, allgemeng benotzt fir äthereschen Ueleger, Harze an e puer Alkaloiden ze extrahieren. |
| Chloroform | En net-polare Léisungsmëttel effektiv fir Alkaloiden, Terpenoiden an e puer Glykosiden ze extrahieren. Et gëtt manner dacks benotzt wéinst senger Toxizitéit. |
| ethylacetat | E mëttel polare Léisungsmëttel benotzt fir eng Rei vu Verbindungen ze extrahieren, dorënner Flavonoiden, Alkaloiden a Phenolen. |
| toluen | En net-polare Léisungsmëttel benotzt fir net-polare Verbindungen wéi äthereschen Ueleger, Terpenen a Wachs ze extrahieren. |
| Butanol | E mëttel polare Léisungsmëttel effektiv fir mëttelpolaresch Verbindungen ze extrahieren, dorënner e puer Glykosiden a Saponine. |
| Petroleum Ether | En net-polare Léisungsmëttel dat haaptsächlech benotzt gëtt fir Fette, Ueleger an aner net-polare Verbindungen aus Planzmaterial ze extrahieren. |
Mächteg Ultraschallwellen stéieren d'Zellmatrix vu biologesche Strukturen a befreien déi bioaktiv Verbindungen. Massentransfer tëscht dem Planzmaterial an dem Léisungsmëttel gëtt verstäerkt. Wéinst dëse Mechanismen ass Ultraschallextraktioun héich effizient fir botanesch Extraktioun.
UP400ST Ultraschall Homogenisator fir Kraiderextraktioun erlaabt Iech de Léisungsmëttel vun Ärer Wiel ze benotzen.
Ultraschaller fir Extraktioun
Vun Labo a Bench-Top Ultraschall Geräter bis voll industriell Ultraschall Extraktiounssystemer – Hielscher Ultrasonics ass Äre laangjärege erfuerene Partner, wann et ëm mächteg an zouverléisseg Ultraschallapparater fir erfollegräich Extraktiounsprozesser kënnt.
Eis Ultraschallsystemer gi wäit an biochemesche Laboratoiren a pharmazeuteschen Produktiounsanlagen benotzt. D'Ultraschall Sonotroden a Reaktoren sinn autoklavéierbar an erfëllen d'Standarden vun der pharmazeutescher Produktioun.
Hielscher industrielle Sonicatoren kënne ganz héich Amplituden liwweren fir Zellmatrixen ze stéieren an geziilte Substanzen ze verëffentlechen. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. D'Kraaft a Robustheet vun Hielscher Ultraschaller suerge fir héich Ausbezuelen, séier Extraktiounsraten a méi komplett Extraktioun – ausgezeechent konventionell Extraktiounsprozesser.
Eis Ultraschallprozessoren kënne kombinéiert ginn mat konventionellen Extraktiounsmethoden wéi z Soxhlet Extraktioun oder superkritesch CO2 Extraktioun. Retrofitting an existéierend Produktiounslinne kënne ganz einfach erfëllt ginn.
Literatur / Referenzen
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- 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.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Fakten Worth Wëssen
Ultraschall Extraktioun duerch Kavitatioun
Intens Ultraschallwellen generéieren akustesch Kavitatioun a Flëssegkeeten. D'Kavitational Schéierkraaft brécht Zellmauer a Membranen sou datt d'intrazellulär Material fräigelooss gëtt. Ultrasonic Extraktioun erreecht eng méi grouss Pénétratioun vum Léisungsmëttel an e vegetale Tissu a verbessert de Massentransfer. Doduerch verstäerkt d'Ultraschallextraktioun den Extraktiounsprozess wesentlech zu méi héije Rendementer, méi séier Extraktiounsraten an eng méi komplett Extraktioun.
Solvent Systemer
Fir d'Extraktioun vu bioaktive Verbindungen aus vegetativer Material sinn verschidde Léisungsmëttelsystemer verfügbar. Fir d'Extraktioun vu hydrophile Verbindunge gi meeschtens polare Léisungsmëttel wéi Methanol, Ethanol oder Ethylacetat gewielt, wärend fir d'Extraktioun vu lipophile Verbindungen (zB Lipiden), Léisungsmëttelsystemer wéi Dichlormethan oder Dichlormethan/Methanol (v/v 1:1) ) bevorzugt. Hexan gëtt dacks als Léisungsmëttel fir Chlorophyllextraktioun benotzt.
Wat sinn bioaktive Verbindungen?
Bioaktive Verbindungen oder Phytochemikalien ginn als Substanzen definéiert, déi en Impakt op lieweg Organismen, Stoffer oder Zellen hunn. Biologesch aktiv Substanzen enthalen Antibiotike, Enzymen a Vitaminnen. Bioaktiv Substanzen wéi Carotenoiden a Polyphenole kënnen z.B. aus Uebst, Blieder a Geméis extrahéiert ginn, wärend Phytosterole a vegetativen Ueleger fonnt ginn.
Planz-ofgeleet bioaktive Verbindungen enthalen Flavonoiden, Koffein, Carotenoiden, Cholin, Dithiolthione, Phytosterole, Polysacchariden, Phytoöstrogenen, Glucosinolate, Polyphenolen, an Anthocyanine. Vill bioaktiv Substanzen si geschätzt fir als Antioxidantien ze handelen a ginn dofir als gesondheetlech nëtzlech ugesinn.
Wéi wielen ech dee beschten Extraktiounsléisungsmëttel?
D'Richtlinnen hei ënnen hëllefen Iech e passende Léisungsmëttel fir Ultraschall botanesch Extraktioun ze wielen. Well d'Sonikatioun mat all Standard Léisungsmëttel kompatibel ass, kënnt Dir de Léisungsmëttel am beschten fir Är Planz Rohmaterial auswielen, déi gezielte Phytochemikalien a Käschteeffizienz.
- Selektivitéit: Wielt e Léisungsmëttel deen speziell déi gewënschte Verbindungen opléist, während ongewollt Komponenten hannerlooss. Zum Beispill benotzt Ethanol fir polare Verbindungen wéi Alkaloiden a Flavonoiden.
- Solubilitéit: Baséiert op de Prinzip “wéi opgeléist wéi,” wielt e Léisungsmëttel mat enger Polaritéit ähnlech wéi déi vum Solut. Polar Léisungsmëttel (zB Waasser, Ethanol) léisen polare Verbindungen op, während net-polare Léisungsmëttelen (zB Hexan) net-polare Verbindunge wéi Lipiden an Ueleger opléisen.
- Käschten: Bedenkt d'Käschte-Effizienz vum Léisungsmëttel. E puer Léisungsmëttel kënne méi deier sinn awer bidden méi héich Ausbezuelen oder besser Selektivitéit, wat d'Gesamt Extraktiounskäschte balancéiert.
- Sécherheet: Vergewëssert Iech datt de Léisungsmëttel sécher ass fir ze benotzen an ze handhaben. Faktore enthalen Toxizitéit, Brennbarkeet an Ëmweltimpakt. Zum Beispill, Waasser an Ethanol si méi sécher Wiel am Verglach zum Chloroform oder Toluen.
Polaritéit a Léisungsmëttel Auswiel
Geméiss dem Gesetz vun der Ähnlechkeet an der Intermiszibilitéit si Léisungsmëttel mat engem Polaritéitswäert no bei der Polaritéit vum Solut méiglecherweis besser. Hei sinn e puer Beispiller:
- Polar Léisungsmëttel: Waasser, Ethanol, Methanol – Benotzt fir d'Extraktioun vu polare Verbindungen wéi Alkaloiden, Flavonoiden, Glykosiden a Proteinen.
- Mëttelméisseg polare Léisungsmëttel: Aceton, Ethylacetat, Isopropanol – Gëeegent fir eng breet Palette vu Verbindungen ze extrahieren, dorënner Phenolen an e puer Alkaloiden.
- Net-polare Léisungsmëttel: Hexan, Toluen, Petroleum Ether – Ideal fir net-polare Verbindungen wéi Lipiden, Waxen, Terpenen an äthereschen Ueleger ze extrahieren.
Beispiller vu Léisungsmëttel benotzt
- Ethanol: Ee vun den allgemengste Léisungsmëttel fir botanesch Extraktioun. Als polare Léisungsmëttel léist Ethanol polare Verbindunge wéi Alkaloiden a Flavonoiden op.
- Waasser: Den universelle Léisungsmëttel, dacks benotzt fir hydrophile Verbindungen wéi Polysacchariden, Proteinen an e puer Glykosiden ze extrahieren.
- Methanol: En héich polare Léisungsmëttel effektiv fir eng breet Palette vu Planzenverbindungen ze extrahieren, dorënner Phenolen, Flavonoiden, an e puer Alkaloiden.
- Hexan: En net-polare Léisungsmëttel dat haaptsächlech benotzt gëtt fir net-polare Verbindungen wéi Lipiden, Wachs an äthereschen Ueleger ze extrahieren.
- Aceton: E polare aproteschen Léisungsmëttel, Aceton ass effektiv fir eng breet Palette vu botanesche Verbindungen ze extrahieren, besonnesch déi, déi manner polar sinn wéi déi, déi duerch Waasser oder Methanol extrahéiert ginn.
- Isopropanol: E polare Léisungsmëttel ähnlech wéi Ethanol, allgemeng benotzt fir äthereschen Ueleger, Harze an e puer Alkaloiden ze extrahieren.
- Chloroform: En net-polare Léisungsmëttel effektiv fir Alkaloiden, Terpenoiden an e puer Glykosiden ze extrahieren. Et gëtt manner dacks benotzt wéinst senger Toxizitéit.
- Ethylacetat: E mëttel polare Léisungsmëttel benotzt fir eng Rei vu Verbindungen ze extrahieren, dorënner Flavonoiden, Alkaloiden a Phenolen.
- Toluen: En net-polare Léisungsmëttel benotzt fir net-polare Verbindungen wéi äthereschen Ueleger, Terpenen a Wachs ze extrahieren.
- Butanol: E mëttel polare Léisungsmëttel effektiv fir mëttelpolaresch Verbindungen ze extrahieren, dorënner e puer Glykosiden a Saponine.
- Petroleum Ether: En net-polare Léisungsmëttel dat haaptsächlech benotzt gëtt fir Fette, Ueleger an aner net-polare Verbindungen aus Planzmaterial ze extrahieren.
Déi folgend Léisungsmëttel goufen a Fuerschungsstudien getest, déi d'Ultraschallextraktioun vu spezifesche Planzmaterialien a Phytochemikalien ënnersicht.
| Léisungsmëttel | Planzen | Aart vun Tissu |
|---|---|---|
| Essigsäure / urea / cetyltrim-ethylammoniumbromid | Reis | bran |
| wässerlech Ethanol | Distiller seng Getreide | korn |
| Waasser Isopropanol | Soja, Raps | Somen |
| Ethanol | Saccharina japonica | – |
| Glacial Actic Seier | sorghum | – |
| Phenol | Tomate / Gromper / Aloe Vera / Soja | Pollen / Knollen / Blat / Som |
| Phenol/Ammoniumacetat | Gerste / Bananen | Wuerzel / Blat |
| Phenol/Ammoniumacetat | Avocado / Tomate / Orange / Bananen / Biren / Drauwe / Apel / Äerdbier | Uebst |
| Phenol/Methanol-Ammoniumacetat | coniferous / banana / Apple / Gromper | Som / Uebst |
| Natriumdodecylsulfat / Aceton | coniferous / Gromper | Som / Knollen |
| Natriumdodecylsulfat / TCA / Aceton | Äppel / Bananen | Tissu |
| TCA | Bounen | anther |
| TCA / Aceton | Zitrus / Soja / Aloe Vera | Blieder |
| TCA / Aceton | soybean / coniferous | Somen |
| TCA / Aceton | Tomate | pollenkorn |
| TCA / Aceton / Phenol | Oliven / Bambus / Drauwe / Zitroun | Blieder |
| TCA / Aceton / Phenol | Äppel / Orange / Tomate | Uebst |
| Thiourea/urea | sojabohn | Som |
| Thiourea/urea | Äppel / Bananen | Stoffer |
| Tris-HCL Puffer | Tomate | pollenkorn |
Wat sinn organesch Léisungsmëttel?
En organesche Léisungsmëttel ass eng Zort flüchteg organesch Verbindung (VOC). VOCs sinn organesch Chemikalien déi bei Raumtemperatur verdampen.
Organesch Verbindunge benotzt als Léisungsmëttel enthalen:
- aromatesch Verbindungen, zB Benzen an Toluen
- Alkoholen, zB Methanol
- Ester an Ether
- ketone, z.B. Aceton
- Aminen
- Nitréiert an halogenéiert Kuelewaasserstoff
Vill organesch Léisungsmëttel ginn als gëfteg oder karzinogen klasséiert. Am Fall vun enger falscher Handhabung kënne se geféierlech fir d'Mënsche sinn a kënne Loft, Waasser a Buedem kontaminéieren. Wéinst dem mächtege Mechanismus vun der Ultraschallextraktioun kann d'Verwäertung vun organesche Léisungsmëttel vermeit ginn, andeems se se duerch mëller, net gëfteg Léisungsmëttel ersetzen.
