Ultraschallextraktioun vu cellulärem Material

D’Ultraschallextraktioun oder Sonoextraktioun ass eng Technologie fir d’Intensivéierung vu Prozesser, déi duerch d’Akoppele vun Héichleeschtungsultraschall an eng Suspensioun aus Planzen- oder Zellgeweebe funktionéiert. Hielscher Ultrasonics liwwert zouverlässeg Ultraschallapparater fir den Zellopschloss an d’Extraktioun vu klenge Labo-Echantillonen bis zu grousse Volummen an der industrieller Veraarbechtung. D’Attraktivitéit vun der ultraschallënnerstëtzter Extraktioun läit an der netthermescher Behandlung vum Material, hirer einfacher Uwendung an der Skaléierbarkeet vum Versuchs- bis zum Produktiounsmoossstaf.

D’Ultraschallapparater vun Hielscher erzeugen héichintensiven Ultraschall, dee genee un Är Prozessufuerderungen ugepasst ka ginn.

Déi follgend Lëscht bitt Iech verschidde Protokoller fir d’Ultraschallbehandlung, déi dat breet Uwendungsgebitt vum Héichleeschtungsultraschall an der Biologie, der Liewensmëttelveraarbechtung an der pharmazeutescher Produktioun weisen.
Egal ob Dir eng bestëmmt planzlech Extraktioun am Kapp hutt oder méi allgemeng Informatiounen iwwer eis leeschtungsstaark Ultraschallextraktere wëllt kréien, benotzt wgl. de Kontaktformulaire hei ënnen! Mir hëllefen Iech gär!

Ultraschallextraktioun vu Boldin aus Boldo-Blieder (Peumus boldus Molina)

Ultraschalluwendung:
Eng wichteg aktiv Verbindung am Boldo ass Boldin ((S)-2,9-dihydroxy-1,10-dimethoxiaporphine), dat nieft Catechin ((2S,3R)-2-(3,4-dihydroxy-phenyl)-3,4-dihydro-1(2H)-benzopyran-3,5,7-triol) zu den Haaptbestanddeeler vun der Alkaloid- a Flavonoidfraktioun an de Boldo-Blieder gehéiert. Boldin ass e staarkt Antioxidans, dat peroxidativ Schied duerch fräi Radikaler erleit an als effizienten Hydroxylradikalfänger wierkt.
Extraktiounsverfaren: Fir en typescht Extraktiounsverfare goufen Echantillone vu Boldo-Blieder mat 1L destilléiertem Waasser bei Atmosphärendrock mam Ultraschallapparat UIP1000hd am Chargen- an am Duerchflossbetrib extrahéiert. D’Extraktiounszäit läit tëscht 10 an 40 min., bei enger Ultraschallintensitéit vun 10 bis 23 W/cm², an engem Temperaturberäich vun 10 bis 70°C. Déi bescht Resultater goufen ënner follgende Bedéngungen erreecht: Ultraschallintensitéit vun 23 W/cm² fir 40 min. bei enger Temperatur vu 36°C
Resultater: D’Analyseresultater weisen, datt d’Behandlung mat Héichleeschtungsultraschall d’Fräisetzung vun den Analyten aus dem planzleche Matrixmaterial vu Boldo am Verglach mat der konventioneller Method däitlech beschleunegt: Déi selwecht Ausbezuelung gouf duerch Ultraschallbehandlung an 30 min. fräigesat, wärend déi konventionell Extraktiounszäit 2h war.
Chemat (2013) a seng Mataarbechter hu gewisen, datt d’ultraschallënnerstëtzt Extraktioun d’Effizienz vun der Planzenextraktioun verbessert, gläichzäiteg d’Extraktiounszäit verkierzt an d’Konzentratioun vun den Extrakter erhéicht (bei der selwechter Quantitéit u Léisungsmëttel a Planzematerial). D’Analys huet gewisen, datt déi optiméiert Bedéngunge follgend waren: Ultraschallleeschtung vun 23 W/cm² mam UIP1000hd fir 40 min. an eng Temperatur vu 36°C. Déi optiméiert Parametere vun der Ultraschallextraktioun bidden am Verglach mat enger konventioneller Mazeratioun eng besser Extraktioun a Bezuch op d’Prozesszäit (30 min. amplaz vun 120 min.), eng méi héich Ausbezuelung, eng méi héich Energieeffizienz, eng verbessert Propretéit, eng méi héich Sécherheet an eng besser Produktqualitéit.
Apparatempfeelung:
UIP1000hdT mat Sonotrod BS2d34 an Duerchflosszell
Referenz/ Fuerschungsartikel:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Chargenweis a kontinuéierlech ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vu Boldo-Blieder (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750–5764.

Ultraschallextraktioun vu Chlorogensaier aus Tubaksblieder

Ultraschalluwendung:
Fir d’Extraktiounsversich goufen Tubaksblieder vun Nicotiana tabacum op méi kleng Partikelgréisste vun ongeféier >4 x ≧2 mm gemuel. Fir d’Ultraschallextraktiounsversich goufen 20g Prouwe vu gedréchentem Tubaksblatmaterial mat destilléiertem Waasser bei Temperature vu 5°C bis 30°C extrahéiert. D’Extraktiounsversich goufe mat Extraktiounszyklen duerchgefouert, deenen hir Dauer vu 5 Minutte bis 30 Minutte pro Zyklus variéiert huet. Ongeféier 10 bis 15 Drëpsen Ethanol goufen zum berechenten optimale Volume vun 256 ml destilléiertem Waasser bäigefüügt, dee gebraucht gouf, fir déi ganz léislech Chlorogensaier aus 20 g Prouwe vu gedréchenten Tubaksblieder ze extrahéieren. Den optimale Volume vun 256 ml destilléiertem Waasser gouf duerno a Partiellvolume vum Extraktiounsléisungsmëttel opgedeelt, fir se an all Ultraschallextraktiounszyklus ze benotzen.
Fir d’Ultraschallbestralung gouf en Ultraschallprozessor UP400S (400 Watt, 24 kHz) mat enger Sonotrod H7 aus Titan, där hir Spëtzt en Duerchmiesser vu 7mm hat, agesat. D’Sonotrod H7 gouf bis op déi hallef Héicht vun der Extraktiounsmëschung agefouert.
Protokoll: Als optimal Bedéngunge fir d’Ultraschallextraktioun vu Chlorogensaier aus Tubaksblieder goufe follgend Bedéngunge festgestallt: 20g gedréchent Tubaksblieder an destilléiertem Waasser (optimalt Verhältnes vu Flëssegkeet zu Feststoff: 12,8mL/g) bei enger Veraarbechtungstemperatur vun 20 degC, Ultraschallapparat UP400S (400W, 24kHz) fir 3 Beschallungszykle vu jeeweils 15min (Gesamtdauer vun der Beschallung: 45 min).
Apparatempfeelung:
UP400S mat Sonotrod H7
Referenz/ Fuerschungsaarbecht:
Mazvimba, Martin Tongai; Yu, Ying; Zhang, Ying (2011): Optimiséierung an orthogonale Versuchsplang vun engem ultraschallënnerstëtzte wässeregen Extraktiounsprozess fir Chlorogensaier aus dréchenen Tubaksblieder ze extrahéieren. Chinese Journal of Natural Medicines 2011.
Liest méi iwwer d’Ultraschallextraktioun aus Tubak!

Ultraschallextraktioun vu Mangiferin

Ultraschallapplikatioun:
Mangiferin (1,3,6,7-Tetrahydroxy-2-[3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]xanthen-9-one; Formel: C₁₉H₁₈O₁₁) ass e Polyphenol mat enger C-Glykosylxanthon-Struktur, deen a ville Planzenaarten ze fannen ass. Mangiferin weist verschidde pharmakologesch Aktivitéiten. Déi regioselektiv Acyléierung vu Mangiferin ka bei Ultraschallbeschallung ganz effizient duerch Lipase katalyséiert ginn. Am Verglach mat de konventionelle Methode zeechent sech déi ultraschallënnerstëtzt Katalys duerch d’Virdeeler vun enger méi kuerzer Reaktiounszäit a méi héijen Ausbezuelen aus. Déi optimal Bedéngunge fir d’Ultraschallacyléierung vu Mangiferin goufe wéi follgt bestëmmt:
Lipase: PCL, Acyldonor: Vinylacetat; Reaktiounsléisungsmëttel: DMSO, Reaktiounstemperatur: 45 degC, Ultraschallleeschtung: 200W; Substratverhältnes: Acyldonor/Mangiferin 6/1, Enzymbelaaschtung: 6 mg/ml
D’Ausbezuel vun der regioselektiver Acyléierung louch bei bis zu 84%.
Apparatempfeelung:
UP200St oder UP200Ht
Referenz/ Fuerschungsaarbecht:
vergl.: Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): Den Afloss vun Ultraschall op déi duerch Lipase katalyséiert regioselektiv Acyléierung vu Mangiferin an net wässerege Léisungsmëttelen. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56-63.

Ultraschallextraktioun vu Capsaicinoiden

Ultraschallapplikatioun:
Extraktioun vu Capsaicinoiden (Capsaicin, Nordihydrocapsaicin) aus Chilischoten: Aus de Chilischote vu Capsicum frutescens goufe Capsaicinoiden duerch Ultraschallextraktioun ënner follgende Bedéngunge gewonnen: Léisungsmëttel: 95% (v/v) Ethanol, Léisungsmëttel/Masseverhältnes vun 10 ml/g, 40 min. Extraktiounszäit ënner Ultraschallbeschallung, 45°C Extraktiounstemperatur. Extraktiounsausbezuel: 85% vun de Capsaicinoiden
Apparatempfeelung:
UP400St
Liest méi iwwer déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vu Capsaicinoiden aus Chilischoten!

Ultraschallextraktioun vu Silymarin aus Mariendistelsomen

Ultraschallapplikatioun:
Déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun gouf mat engem Ultraschallapparat UP400S duerchgefouert. An dëser Etüd gouf eng hornfërmeg Ultraschallsond mat engem Duerchmiesser vun 1,5 cm benotzt. 10 g entfettent Mariendëschtelpudder goufe genee ofgeweit an an 100 mL Methanol opgeléist. D’Becherglas gouf an engem Waasserbad op enger Temperatur vu 25°C gehalen. D’Mariendëschtelpudder, dat am Léisungsmëttel opgeléist war, gouf fir ënnerschiddlech Zäitintervalle mat Ultraschall behandelt (30, 60, 90, 120 an 150 min.). No all Zäitintervall gouf d’Léisung duerch e Whatman-Filterpabeier filtréiert, an all Filtrat (ongeféier 80mL) gouf mat engem Rotatiounsverdampfer agedampt, bis nach 30 mL Léisung iwwreg waren. D’Absorbanz vun de phenolesche Verbindunge gouf mat engem UV-Vis-Spektrofotometer bei enger Wellelängt vu 517 nm no der DPPH-Method gemooss. Wéi erwaart hunn ëmmer méi laang Extraktiounszäiten zu ëmmer méi héije Silymaringehalter gefouert.
D’Auteure vun der Etüd hu festgestallt, datt d’Ultraschallextraktioun fir d’Gewanne vun alkoholeschen Extrakter eng vun de beschten Techniken ass, fir déi konventionell Techniken ze ersetzen. Et gouf nogewisen, datt mat der Ultraschallextraktioun eng besser Extraktqualitéit erreecht gëtt. Weider Virdeeler sinn d’Zäiterspuernis, eng méi héich Effizienz asw.
Apparatempfeelung:
UP400St
Referenz/ Fuerschungsartikel:
Çağdaş, E.; Kumcuoğlu, S.; Güventürk, S.; Tavman, S. (2011): Ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vu Silymarinkomponenten aus Mariendëschtelsomen (Silybum Marianum L.). GIDA 36/6, 2011. 311–318.
Liest méi iwwer d’Ultraschallextraktioun vu Silymarin aus Mariendëschtelsomen!

Ultraschallextraktioun vu Steviosid

Ultraschallapplikatioun:
Prouwe vun 10g gedréchenten a gemuelene Steviablieder goufen an 100mL Waasser ënner stännegem Réieren (mat engem Magnéitréierer) extrahéiert. De pH-Wäert gouf mat 0,01 M Natriumphosphat bei pH 7 kontrolléiert. D’Prouf gouf an e Becherglas vun 150 mL ginn a mat Ultraschall behandelt, mat engem Ultraschallapparat mat Sond UIP500hT (20kHz, 500W). D’Spëtzt vun der Sonotrod gouf ongeféier 1,5 cm déif an d’Suspensioun vun de Steviablieder agedaucht. Den Ultraschallapparat gouf op eng Ausgangsleeschtung vun 350W agestallt. Eng douce Ultraschallbehandlung mat 350 W fir 5–10 min. bei enger konstanter Prozesstemperatur vun 30°C huet eng Rebaudiosid-A-Ausbeut vun 30–34g pro 100g Prouf erginn. No der Ultraschallbehandlung gouf d’Extraktléisung zentrifugéiert an duerch eng mikroporéis Membran vun 0,45 μm filtréiert; d’Filtrat gouf fir d’Analys vum gesamte Rebaudiosid-A-Gehalt benotzt. D’Extraktiounsausbeut vum gesamte Rebaudiosid-A-Gehalt gouf mat HPLC analyséiert.
Mat der léisungsmëttelfräier, ultraschallënnerstëtzter Extraktioun gouf eng héich Ausbeut u Rebaudiosid A am Verglach mat traditionellen Extraktiounsmethode wéi der Hëtztextraktioun oder der Mazeratioun erreecht.
Apparatempfeelung:
UIP500hdT
Liest méi iwwer d’Ultraschallextraktioun vu Stevia!

Ultraschallextraktioun vun Terpenen

Ultraschallapplikatioun:
D’Extraktioun vu liichtflüchtege Verbindungen, wéi Terpenen, aus de Bléiestänn vun enger Cannabis sativa L.-Zort vum Fasertyp ka mat Ultraschall verbessert ginn. Etüden hu gewisen, datt déi cibléiert Terpene schonn no enger kuerzer Ultraschallbehandlung aus dem Planzematerial fräigesat ginn.
D’Resultater weisen, datt eng Ultraschallbehandlung, déi net méi laang wéi 5 min dauert, eng méi héich Konzentratioun vun Terpenen am Verglach mat der Mazeratioun erméiglecht. Eng Ultraschallbehandlung vu méi wéi 5 min huet dogéint d’Konzentratioun vun δ-9-Tetraidrocannabinol (THC) erhéicht.
Protokoll fir d’Ultraschallbehandlung:
Déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vun Terpene gouf mat engem 200W Ultraschallapparat mat Sond duerchgefouert. Den Ultraschallapparat gouf op 25% Amplitud agestallt. Zu dräi Aliquote vu jeeweils 50g gedréchente Bléiestänn goufe jeeweils 250mL 70% Ethanol v/v bäiginn, deen als Extraktiounsléisungsmëttel benotzt gouf. All Becherglas gouf mat sengem Inhalt an en Äisbad agedaucht. D’Ultraschallbehandlung gouf fir 5, 10 a 15 min duerchgefouert. Wärend der Ultraschallextraktioun gouf am Verfare fir eng kontinuéierlech séier Ofleedung vun der Hëtzt gesuergt, fir d’Prozesstemperatur ënner 30°C ze halen. No der Extraktioun goufen d’Mëschungen ënner Vakuum duerch Whatman Nr. 3-Filterpabeier filtréiert, an d’Léisungsmëttel gouf duerch Rotatiounsverdampfung ënner Vakuum ewechgeholl. All Extraktiounsversuch gouf dräimol mat dräi verschiddene Prouwe gemaach.
D’Ultraschallbehandlung huet sech als eng interessant Alternativ zur Mazeratioun fir d’Extraktioun vu liichtflüchtege Verbindungen aus Cannabisbléiestänn erwisen, weist awer och, datt d’Ultraschallbehandlung net méi laang wéi 5 Minutten daueren däerf, fir eng erhéicht Ausbeut un Terpenen ze kréien. Eng Ultraschallbehandlung vu méi wéi 5 Minutten huet dogéint d’Konzentratioun vun δ-9-tetraidrocannabinol (THC) erhéicht. Den Extrait aus Cannabis sativa-Bléiestänn, deen duerch eng Ultraschallextraktioun vu 5 min kritt gouf, kéint als Zutat fir Parfumen oder als Aroma fir Gedrénks benotzt ginn. E kann als Alternativ fir Industriehanf benotzt ginn, bei deem d’Stiller fir d’Faserindustrie an d’Extraiten aus de Bléiestänn fir d’Kosmetik- a Liewensmëttelindustrie benotzt ginn.
Apparatempfeelung:
UP200St oder UP200Ht mat Sonotrod/ Sond S26d14
Referenz/ Fuerschungsaarbecht:
Da Porto, C.; Decorti, D.; Natolino, A. (2014): “Ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vu liichtflüchtege Verbindungen aus de Bléiestänn vun industriell genotztem Cannabis sativa L.”. IJARNP 2014, 7/ 1. 8–14.
Liest méi iwwer d’ultraschallënnerstëtzt Terpenextraktioun!

Extraktiounsopbau fir d’Isolatioun vu Planzestoffer: Ultraschallapparat UP400ST mat Sond, Büchi-Vakuumfilter a Rotatiounsverdampfer fir d’Extraktioun vu phytochemesche Stoffer.

Ultraschallextraktioun vu Vanillin aus fermentéierten a gedréchente Vanilleschoten

Ultraschallapplikatioun:
D’Vanillinextraktioun gouf ënner Beschallung optiméiert. Dofir gouf den Ultraschallapparat mat 100 Watt am gepulste Modus bedriwwen (Zyklen: 5 sec. un, gefollegt vu 5 sec. aus).
Déi bescht Resultater goufe bei der Ultraschallextraktioun mat 40% Ethanol fir 1h bei 30°C erreecht. Fir d’Resultater mat konventionellen Extraktiounsmethoden ze vergläichen, goufen och Extraktiounen am Waasserbad an am Ultraschallbad duerchgefouert. D’Resultater hu gewisen, datt d’Optiméierung vun der Vanillinextraktioun mat enger Ultraschallsonotrod mat 40% Ethanol fir 1h bei 30°C mat der Extraktioun am Waasserbad mat 40% Ethanol bei 56°C fir 15h vergläichbar war.
Apparatempfeelung:
UP100H
Referenz/ Fuerschungsaarbecht:
Rasoamandrary, N.; Fernandes, A. M.; Bashari, M.; Masamba, K.; Xueming, X. (2013): Verbessert Extraktioun vu Vanillin 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyd aus fermentéierten a gedréchente Vanilleschote mat ultraschallënnerstëtzter Extraktioun: E Verglach vun der ultraschallënnerstëtzter Extraktioun an der Extraktioun am waarme Waasserbad. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6–12.
Liest méi iwwer d’Virdeeler vun der Ultraschallextraktioun vu Vanillin!

Ultraschallextraktioun vu phenolesche Verbindungen aus Ziziphus Jujube

Ultraschallapplikatioun:
Fir d’ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vu phenolesche Verbindungen aus Jujube (Ziziphus Jujube) gouf en Ultraschallapparat mat Sond an héijer Intensitéit UP200H mat 200W Leeschtung an enger Frequenz vu 24kHz benotzt. Den Ultraschallapparat war mat der Sonotrod S2 mat Mikrospëtzt (Spëtztenduerchmiesser 2 mm) ekipéiert, déi an e Waasserbad agedaucht gouf, an deem e Becherglas mat der Prouf stoung (bannescht Moossen: 280:195:135 mm). D’Amplitüd vun den Ultraschallschwéngunge war 100% vun der Nennleeschtung (maximal Amplitüd vun 260 μm), mat enger akustescher Leeschtung vun 0,171402 W an enger Intensitéit vun 21,8346 W/cm2. D’Ultraschallintensitéit gouf kaloriemetresch bestëmmt, andeems d’Temperaturerhéijung vun der Suspensioun iwwer d’Zäit ënner adiabatesche Bedéngunge gemooss gouf. D’Ultraschallextraktiounsverfare gouf fir d’Extraktioun vun der Gesamtheet vun de phenolesche Verbindungen aus de Prouwen no dem Versuchsplang (fir d’Optiméierung) benotzt.
Apparatempfeelung:
UP200H mat Sonotrod S2
Referenz/ Fuerschungsaarbecht:
Fooladi, H.; Mortazavi, S. A.; Rajaei, A.; Elhami Rad, A.H.; Salar Bashi, D.; Savabi Sani Kargar, S. (2013): Optiméiert d’Extraktioun vu phenolesche Verbindungen aus Jujube (Ziziphus Jujube) mat enger ultraschallënnerstëtzter Extraktiounsmethod. IECFP 2013.

Klickt hei, fir méi Beschallungsprotokoller fir d’Ultraschallbehandlung vu biologeschem Material ze fannen!