Ultraschallextraktioun vu Quillaja-Saponinnen
- Saponinextraiten aus dem Bam Quillaja saponaria Molina sinn d’Haaptquell vu Saponinne fir industriell Uwendungen.
- D’Ultraschallextraktioun vu Quillaja-Saponinne liwwert héichwäerteg Saponinnen.
- D’Ultraschallextraktioun ass eng héicheffizient Method, fir a kuerzer Zäit eng héich Ausbeut u Quillaja-Saponinextrait ze produzéieren.
Quillaja-Saponinextrait
Quillaja-Saponinextrait (Synonymer: Quillaia-Extraiten, Panamaholz, Panamarindenextraiten, Quillai-Extraiten, Quillay-Rindenextraiten, Seefebamrindenextraiten) ass eng Substanz, déi aus dem Bam Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria) extrahéiert gëtt. De Quillaja-Extrait besteet aus iwwer 100 triterpenoide Saponinnen. Déi wichtegst Saponinnen, déi dra virkommen, si Glykoside vun der Quillajasäier. Aner Haaptbestanddeeler si Polyphenolen an Tanninen, souwéi kleng Quantitéite vu Salzer an Zockeren. Quillaja-Extrait gëtt duerch wässereg Extraktioun vun der gemuelener banneschter Rind oder vum Holz vun zeréckgeschniddene Stämm an Äscht vum Bam Quillaja saponaria gewonnen. Well Quillaja-Saponinextraiten esouwuel Tensiden ewéi och phenolesch Verbindungen enthalen, si se aussergewéinlech interessant fir d’Formuléierung vun empfindleche funktionelle Liewensmëttelzutaten an hire Schutz géint Oxidatioun.
D’Benotzung vu Saponinnen als natierlech Emulgatore klëmmt däitlech wéinst der zouhuelender Nofro no gesonden, natierleche Produkter ouni syntheetesch Zousazstoffer. Quillaja-Saponinne sinn exzellent Emulgatore fir O/W-Emulsiounen an Nanoemulsiounen an hu ganz gutt Wierkungen a verschiddene Formuléierunge wéi Gedrénks an Uelegmëschunge gewisen. Eng heefeg Uwendung vu Quillaja-Saponinextrait ass d’Emulgéierung vu CBD-Ueleger, duerchschéngende Gedrénks a geschaimte Liewensmëttelprodukter. Quillaja-Saponinne kënnen eleng oder a Kombinatioun mat aneren Emulgatore benotzt ginn.
Q-Naturale® ass e Liewensmëttelzousazstoff op Basis vu Saponinnen aus der Quillaja-Rind, dee vun der FDA als effikassen Emulgator fir Liewensmëttel a Gedrénks zougelooss ass. Nieft hirer Funktioun als Emulgator gi Quillaja-Saponinnen a pharmazeutesche Formuléierunge wéinst hiren antibakteriellen, antiviralen, antimykoteschen, antiparasitären, antitumoralen, hepatoprotektiven an immunadjuvanten Eegenschafte benotzt.
- Iwwerleeën Ausbeut
- Héichvitess-Extraktioun – bannent Minutten
- Héichwäerteg Extraiten – schounend, netthermesch
- Ëmweltfrëndlecht Léisungsmëttel (d. h. Waasser)
- Käschteneffizient
- Einfach a sécher Bedéngung
- Niddreg Investitiouns- a Betribskäschten
- 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung
- Gréng, ëmweltfrëndlech Method
120L Ultraschall-Chargenextraktioun vu Planzematerial mat UIP2000hdT a Réierwierk
Fallstudie iwwer d’Ultraschallextraktioun vu Saponinnen aus Quillaja
Fir en héichwäertege Quillaja-Extrait hierzestellen, deen déi gewënschte Funktiounen als Liewensmëttel- a Pharmazousazstoff bitt, mussen déi aktiv Planzestoffer, nämlech d’Saponinnen, isoléiert ginn. De Quillaja-Saponin ass en Triterpensaponin, deen aus der Rind vum Seefebam isoléiert gëtt. D’Ultraschallkavitatioun fërdert d’Extraktioun, andeems se de Kontakt tëscht Feststoffer a Flëssegkeet verbessert an de Stofftransport erhéicht.
Cares et al. weisen an hirer Studie kloer, datt d’ultraschallënnerstëtzt Extraktioun (UAE) den Extraktiounsprozess vu bioaktive Wierkstoffer aus Quillaja Saponaria Molina verbessere kann. Si hunn Holz- a Rindespéin vu Quillaja benotzt an d’Saponinnen duerch Ultraschallbehandlung a Waasser extrahéiert, sou datt d’Endprodukt nëmmen natierlech Zutaten a Réistoffer enthält an a Prozesser fir d’Hierstellung vu Liewensmëttel agesat kéint ginn. Bei dëser netthermescher Extraktiounsmethod gouf d’Extraktiounstemperatur wärend der Ultraschallbehandlung konstant op 20ºC (68ºF) gehalen. D’Extraktiounsausbeut ass mat der Dauer vun der Ultraschallbehandlung vun 10 op 30 Minutten däitlech geklommen. D’Ausbeuten no 20 Minutte bei 20ºC mat der ultraschallënnerstëtzter Extraktioun ware vergläichbar mat deenen, déi mat der konventioneller Method no 3 Stonnen Extraktioun bei 60ºC erreecht goufen.
Ultraschallgeräter gi benotzt, fir laangfristeg stabil o/w-Emulsiounen hierzestellen, woubäi Quillaja-Saponinextrait benotzt gëtt, fir d’Emulsioun physikalesch a cheemesch ze stabiliséieren. Klickt hei, fir méi iwwer d’Emulgéierung mat Ultraschall ze liesen!
Héichleeschtungs-Ultraschallextrakteren
Hielscher Ultrasonics ass op d’Hierstellung vu leeschtungsstaarken Ultraschallprozessoren fir d’Produktioun vu qualitativ héichwäertegen Extrakten aus Planzematerial spezialiséiert.
Dem Hielscher säi breede Produktportfolio reecht vu klengen, leeschtungsstaarke Laborultraschallapparater bis zu robusten Dëschapparater a voll industrielle Systemer, déi Ultraschall mat héijer Intensitéit fir d’effizient Extraktioun an Isolatioun vu bioaktive Bestanddeeler liwweren (z. B. Quercetin, Koffein, Curcumin, Terpeenen asw.). All Ultraschallapparater vun 200W bis 16.000W hunn e Faarfdisplay fir d’digital Steierung, eng integréiert SD-Kaart fir d’automatesch Donnéeënopzeechnung, eng Fernsteierung iwwer de Browser a vill weider benotzerfrëndlech Funktiounen. D’Sonotroden an d’Duerchflosszellen (déi Deeler, déi mam Medium a Kontakt sinn) kënnen am Autoklav steriliséiert ginn a sinn einfach ze botzen. All eis Ultraschallapparater si fir de Betrib 24/7 gebaut, brauche wéineg Ënnerhalt a sinn einfach a sécher ze bedéngen.
En digitale Faarfdisplay erméiglecht eng benotzerfrëndlech Steierung vun den Ultraschallapparater. Eis Systemer kënnen niddreg bis ganz héich Amplituden erreechen. Fir d’Extraktioun vu cheemesche Verbindunge wéi Astaxanthin bidde mir speziell Ultraschallsonotroden un (och als Ultraschallsonden oder -häerner bekannt), déi fir déi schounend Isolatioun vu qualitativ héichwäertege Wierkstoffer optiméiert sinn. D’Robustheet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher erméiglecht de Betrib 24/7 ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
Déi präzis Steierung vun den Ultraschallprozessparameteren garantéiert d’Reproduzéierbarkeet an d’Standardiséierung vum Prozess. Déi automatiséiert Ultraschallextraktiounssystemer vun Hielscher am industrielle Moossstaf si fir héich Produktiounskapazitéite vun Extrakte mat iwwerleeëner Qualitéit entwéckelt, wärend se gläichzäiteg den Aarbechtsopwand, d’Käschten an den Energieverbrauch reduzéieren.
D’Tabell hei drënner gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:
| Chargevolumen | Duerchflossquot | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | méi héich | Grupp vu UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Stellt eis Är Froen!
Literatur/Referenzen
- M. G. Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): Ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vu bioaktive Wierkstoffer aus Quillaja Saponaria Molina. Internationale Kongress iwwer Ultraschall, Universidad de Santiago de Chile, January 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Saponinnen aus Quillaja saponaria a Quillaja brasiliensis: Besonnesch cheemesch Eegenschaften a biologesch Aktivitéiten. Molecules. 2019 Jan; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, S.K. Mehta (2015): Formuléierung vun enger duerch Saponinne stabiliséierter Nanoemulsioun mat enger Ultraschallmethod an hir Roll beim Schutz vu Quercitin virum Ofbau duerch UV-Liicht. Ultrasonics Sonochemistry 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): Extraktioun an Isolatioun vu Saponinnen. An: Satyajit D. Sarker a Lutfun Nahar (Hrsg.), Isolatioun vun Naturstoffer, Methoden an der Molekularbiologie, Band 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): Physikalesch Stabilitéit vun Nanoemulsioune mat Emulgatormëschungen: Ersatz vun tween 80 duerch Quillaja-Saponin. LWT – Food Science and Technology 111, 2019. 760–766.
Wëssenswäert Fakten
Iwwer de Quillaja-Bam a seng Saponinnen
De Bam Quillaja Saponaria Molina, och als südamerikanesche Seefebam bekannt, wiisst natierlech a wäit verbreet am Chile. De Quillaja Saponaria-Bam (Famill Rosaceae) ass e groussen ëmmergrénge Bam mat enger décker Schuel, deen a verschiddene südamerikanesche Länner heemesch ass, besonnesch a Bolivien, am Chile an am Peru.
Quillaja-Saponinextrakt enthält haaptsächlech Saponinnen, awer och Polyphenolen, Tanninnen a kleng Quantitéite vu Salzer an Zockeren. Quillaja-Saponinne si Moleküllen, déi aus engem Triterpenkär mat zwou Zockerketten opgebaut sinn. Dës Zockerketten ginn de Saponinnen eng hydrophil Eegenschaft (= am Waasser léislech), wärend den Triterpenkär hydrophob (= waasserofweisend) ass. Doduerch handelt et sech ëm en amphotert Tensid, wat d’Saponinnen zu netioneschen uewerflächenaktive Substanze mécht, déi et erméiglechen, d’Uewerflächespannung ze reduzéieren, hydrophob Produiten a wässerege Léisungen ze solubiliséieren a Mikro-/Nanoemulsiounen ze bilden.
Beim Quillaja-Bam enthält d’Schuel mat ongeféier 5% den héchsten Undeel u Saponinnen, wärend d’Holz e Saponinundeel vun ongeféier 2% huet.
Well Saponinnen natierlech Substanze mat gudde schaumbildenden an emulgéierenden Eegenschafte sinn, gi se dacks als Schaumbildner an der Liewensmëttel-, Gedrénks- a Béierindustrie, als Tensid a Kosmetikproduiten, als Zousazstoffer an Agrochemikalien an Déierefudder an als Adjuvanten an Impfstoffer benotzt.
Quillaja-Extrakte ginn duerch eng wässereg Extraktioun hiergestallt; bei hirer Hierstellung gi keng aner Léisungsmëttel benotzt. D’Endprodukt, entweder e réien oder e gereinegten Extrakt, a flësseger Form oder als Polver, enthält nëmmen natierlech Inhalts- a Réistoffer, déi fir de Gebrauch a Prozesser vun der Liewensmëttelhierstellung zougelooss sinn. (Cares et al. 2009)
Wat si Saponinnen?
D’Wuert Saponin ass vum laténgesche Wuert sapo ofgeleet, dat Seef bedeit. Saponinne si phytochemesch Substanzen, déi haaptsächlech, awer net ausschliisslech, a Planze virkommen, schaumbildend Eegenschaften hunn an aus polyzykleschen Aglykone bestinn, déi mat enger oder méi Zockersäiteketten verbonne sinn. Den Aglykondeel, deen och Sapogenin genannt gëtt, ass entweder e Steroid (C27) oder en Triterpen (C30). D’Schaumbildungsfäegkeet vun de Saponinnen entsteet duerch d’Kombinatioun vun engem hydrophoben (fettléisleche) Sapogenin an engem hydrophillen (waasserléislechen) Zockerdeel. [Majinda, 2012: p. 515] Planzematerial mat engem héije Saponingehalt gëtt traditionell als Emulgator benotzt. Bekannt Beispiller vu Planze mat engem héije Saponingehalt sinn de Seefebam (Quillaja saponaria; Rosaceae), d’Seefekraut (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) an de Shikakai-Polver (Gleditsia sinensis; Leguminosae). Saponinne sinn amphipathesch Glykoside mat engem héije Molekulargewiicht, déi an hirer Struktur een oder méi hydrophil Glykosidundeeler hunn, déi mat engem lipophillen Triterpenderivat kombinéiert sinn. Besonnesch an der pharmazeutescher Industrie hunn d’Saponinne wéinst hire ville biologeschen Eegenschaften, dorënner hirer Fäegkeet, eng Immunäntwert ze stimuléieren, vill Opmierksamkeet kritt, wat si zu besonnesch gëeegente Kandidate fir Adjuvante mécht.
Alles, wat Dir iwwer d’Ultraschallextraktioun wësse musst
Ultraschallënnerstëtzt Extraktioun (UAE), och Sono-Extraktioun genannt, ass eng héicheffizient, ëmweltfrëndlech Extraktiounsmethod, fir bioaktiv Substanze wéi Proteinnen, Vitaminnen, Polyphenoler, natierlech Pigmenter, Lipiden asw. aus Planzematricen ze isoléieren. D’Ultraschallextraktioun baséiert op dem Wierkprinzip vun der akustescher Kavitatioun.
Wann intensiv Ultraschallwellen op flësseg Systemer applizéiert ginn, entsteet akustesch Kavitatioun, e Phenomeen, bei deem Vakuumblosen entstinn, wuessen a schliisslech zesummefalen (kuckt d’Bild hei drënner). Wärend sech d’Ultraschallwellen ausbreeden, schwéngen a wuessen d’Vakuumblosen, bis se e Punkt erreechen, un deem se keng weider Energie méi ophuele kënnen. Um Héichpunkt vun hirem Wuesstem falen d’Blosen hefteg zesummen, wat lokal thermesch, mechanesch a cheemesch Effekter verursaacht. Zu de mechaneschen Effekter gehéieren héich Drécker vu bis zu 1000atm, Turbulenzen an intensiv Schéierkräften. Dës Kräfte briechen Zellwänn op a fërderen de Stofftransport tëscht dem Zellbannenzegen an dem Léisungsmëttel, wouduerch bioaktiv Verbindungen an déi ëmgiewend Flëssegkeet (d. h. d’Léisungsmëttel) fräigesat ginn.
D’Ultraschallextraktioun baséiert op der akustescher Kavitatioun an hiren hydrodynamesche Schéierkräften
D’Ultraschall-Fest-Flësseg-Extraktioun vu Verbindungen aus Planzematerial an Zellgeweebe ass gutt erfuerscht. D’Applikatioun vun héichintensiven Ultraschallwelle fërdert Extraktiounsprozesser wesentlech. Nieft der Prozessintensivéierung – déi zu méi héijen Ausbezuelen a méi kuerzen Extraktiounszäite féiert – ginn den thermeschen Ofbau an de Verloscht vun temperaturempfindleche Bestanddeeler verhënnert, well d’Ultraschallbehandlung eng net-thermesch Behandlung ass. Ausserdeem huet d’Ultraschallextraktioun niddreg Investitiouns- a Betribskäschten, reduzéiert de Verbrauch vu Léisungsmëttelen an/oder erméiglecht den Asaz vu méi ëmweltfrëndleche Léisungsmëttelen, wat se zu enger wirtschaftlecher an ëmweltfrëndlecher Extraktiounstechnik mécht. Well se konventionell Extraktiounsmethoden iwwertrëfft, gouf d’ultraschallënnerstëtzt Extraktioun (UAE) vun der Liewensmëttelindustrie iwwerholl, fir bioaktiv Substanze mat wirtschaftleche Virdeeler ze produzéieren.
Ultraschallextraktioun aus Planzenzellen: de mikroskopesche Querschnëtt (TS) weist de Wierkmechanismus bei der Ultraschallextraktioun aus Zellen (Vergréisserung 2000x) [Quell: Vilkhu et al. 2011]
Héichleeschtungs-Ultraschallprozessoren vum Labo iwwer de Pilotmoossstaf bis zum industrielle Moossstaf.