Ļoti efektīva čagas ekstrakcija, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu

Čagas sēnes (Inonotus obliquus) satur daudz ļoti iedarbīgu fitoķīmisko savienojumu (piemēram, polisaharīdus, betulīnskābi, triterpenoīdus), kas, kā zināms, veicina veselību un palīdz cīnīties pret slimībām. Lieljaudas ultraskaņas frekvences izmantošana čagas ekstrakcijā ir vēlamā metode izcilu čagas ekstraktu iegūšanai ar visaugstāko kvalitāti un iznākumu.

Čagas sēņu ekstrakti, kas iegūti ar ultraskaņu

Ultraskaņas ekstrakcija ir ļoti iedarbīga metode fitoķīmisko savienojumu atbrīvošanai no botāniskām izejvielām, piemēram, augiem un sēnēm.
Čagas sēnes satur daudz dažādu savienojumu, piemēram, polisaharīdus, triterpēnus un polifenolus, kas nodrošina lielāko daļu to veselību veicinošās un terapeitiskās iedarbības. Čagas galvenie bioaktīvie savienojumi ir polisaharīdi (piemēram, β-glikāni, proteoglikāni, kuru sastāvā ir d-galaktoze, d-glikoze, d-ksiloze un d-mannoze), triterpenoīdi (piemēram, betulīns, betulīnskābe), polifenoli, fitosterīni (piemēram, inotodiols) un citi savienojumi.

Ultraskaņas ekstrakcija efektīvi sagrauj čagas sēnes šūnas un atbrīvo šūnu iekšējos savienojumus (t. i., bioaktīvos fitoķīmiskos savienojumus) šķīdinātājā. Ultraskaņas ekstrakcijas darbības pamatā ir akustiskā kavitācija. Ultraskaņas / akustiskā kavitācija rada spēcīgus bīdes spēkus, turbulenci un intensīvas spiediena starpības. Šie sonomehāniskie spēki sagrauj šūnu struktūras, piemēram, sēņu hitīnu saturošos šūnapvalkus, veicina masas pārnesi starp čagas materiālu un šķīdinātāju un nodrošina ļoti augstu ekstrakta iznākumu ātrā procesā. Turklāt apstrāde ar ultraskaņu veicina ekstraktu sterilizāciju, iznīcinot baktērijas un mikroorganismus. Mikroorganismu inaktivāciju, apstrādājot ar ultraskaņu, izraisa kavitācijas spēku graujošā iedarbība uz šūnu membrānu, brīvo radikāļu veidošanās un lokāla uzkaršana.

Kāpēc čagas ultraskaņas ekstrakcija ir tik izdevīga?

Ultraskaņas ekstrakciju izmanto daudzās ekstraktu ražošanas jomās, piemēram, augu un ārstniecības augu ekstraktu iegūšanai pārtikai, uztura bagātinātājiem, farmaceitiskajiem līdzekļiem un kosmētikai. Ļoti uzskatāms ultraskaņas ekstrakcijas piemērs ir kanabidiola (CBD) un citu savienojumu ekstrahēšana no kaņepju auga.
Tā kā ultraskaņas ekstrakcija ir netermiska ekstrakcijas metode, bioaktīvie savienojumi tiek saudzīgi apstrādāti ar ultraskaņas viļņiem, tādējādi novēršot jutīgo augu savienojumu termisko noārdīšanos. Visus ultraskaņas procesa parametrus, t. i., amplitūdu, intensitāti, temperatūru un spiedienu, var precīzi kontrolēt. Tas ļauj precīzi kontrolēt procesu un kvalitāti, kā arī viegli atkārtot un reproducēt jau iegūtos ekstrakcijas rezultātus. Ekstraktu ražotāji augstu vērtē apstrādi ar ultraskaņu tās uzticamās procesa atkārtojamības dēļ, kas palīdz standartizēt procesus un produktus, saglabājot augstu kvalitātes līmeni.

Augstas kvalitātes čagas ekstrakti ar augstu iznākumu, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu

Pētījumi apstiprina, ka ar ultraskaņu iegūti čagas sēņu ekstrakti satur vairāk triterpenoīdu nekā tradicionāls karstā ūdens ekstrakts. Ultraskaņas ekstrakcijas metode veicina visu svarīgo savienojumu atbrīvošanu un izolēšanu no čagas (I. obliquus) sēnēm. Ar ultraskaņu veicināta ekstrakcija pārspēj alternatīvās ekstrakcijas metodes ar augstāku efektivitāti un lielāku sēņu ekstraktā esošo bioaktīvo fitoķīmisko savienojumu biopieejamību. Zinātnisko pētījumu fragmenti apliecina čagas ultraskaņas ekstrakcijas augsto efektivitāti un iznākumu.

Polisaharīdu ekstrakcija no čagas

Zhang un līdzautori izmantoja ekstrakciju ar ultraskaņas palīdzību, lai noteiktu optimālus apstākļus polisaharīdu ekstrakcijai no I. obliquus; labākie apstākļi ietvēra ūdens izmantošanu par šķīdinātāju 15 minūtes 95 °C temperatūrā, veicot ekstrakciju ar ultraskaņas frekvenci, un tādējādi tika iegūts ekstrakcijas iznākums 1,82%

Betulīna / betulīnskābes ekstrakcija no čagas

Rezultāti liecina, ka ultraskaņai bija aktīva loma betulīna un betulīnskābes ekstrakcijā, jo tā spēj pārraut šūnu sieniņas un veicina labāku masas un siltuma pārnesi. Tas savukārt palīdz sekmīgi ekstrahēt vēlamās fitoķīmiskās vielas īsā laikā ar augstu efektivitāti. Nelielais iznākuma pieaugums, pēc apstrādes ar ultraskaņu pievienojot ekstrakcijas posmu ar šķīdinātāju, norādīja, ka lielākajai daļai šo savienojumu jau bija jābūt ekstrahētai no biomasas. Iegūtie rezultāti norāda uz maksimālo ekstrahējamā betulīna daudzumu biomasā. (Alhazmi, 2017) Kopumā apstrāde ar ultraskaņu krasi palielināja betulīna un betulīnskābes iznākumu.

Ekstrakcijas protokols soli pa solim

Lai no čagas sēnēm (Inonotus obliquus) izolētu spēcīgu pilna spektra ekstraktu, izmanto divpakāpju ekstrakcijas protokolu ar lieljaudas ultraskaņu.
Materiāls: kaltētu I. obliquus (100g) sasmalcina mazākos, aptuveni 1,3cm² (0,5×0,5 collas) lielos gabaliņos. Sasmalcināto sēņu materiālu ievieto 1,5L stikla vārglāzē.

1. Solis: aukstā ekstrakcija ar ultraskaņu: Kaltētu, samaltu čagu suspendē 1000 mL 60% etanola šķīduma attīrītā vai destilētā ūdenī (v/v; 60% etanola : 40% ūdens), pievienojot šķīdinātāju maisījumu stikla vārglāzē ar čagu. Ekstrakcijai izmanto ultraskaņas ekstraktoru UP400St, kas aprīkots ar sonotrodi S24d22L2D. Ultraskaņas apstrādes ierīces ruporu (sonotrodi) iegremdē sēņu un šķīdinātāja suspensijā. Maisītāja izmantošana nav obligāta, taču tas var palīdzēt vienmērīgi nogādāt augu daļiņas līdz sonotrodei. Pārliecinieties, ka sonotrode nepieskaras vārglāzes sieniņām. Iestatiet amplitūdu uz 100% un apstrādājiet ar ultraskaņu aptuveni 10 min. UP400St komplektācijā ir pievienojams temperatūras sensors. Savienojiet termopāri ar ultraskaņas apstrādes ierīci un ievietojiet sensoru suspensijā. Ultraskaņas ierīces UP400St digitālajā izvēlnē var iestatīt augšējo temperatūras robežu. Ultraskaņas apstrādes ierīce pārtrauks darbību, kad tiks sasniegta šī maksimālā temperatūra, un automātiski atsāks darbību, tiklīdz suspensija būs sasniegusi iestatītā ∆T apakšējo vērtību. Ieteicamās ∆T vērtības ir aptuveni 30°C kā augšējā un 20°C kā apakšējā temperatūras vērtība. Ūdens vai ledus vannas izmantošana palīdz uzturēt zemu temperatūru apstrādes ar ultraskaņu laikā. Pēc apstrādes ar ultraskaņu sēņu cietās daļiņas atdala, filtrējot un presējot. Šķīdinātāju ar ekstrahētajām fitoķīmiskajām vielām iztvaicē vakuumā vai rotācijas iztvaicētājā, tādējādi galarezultātā iegūstot ar etanolu ekstrahēto čagas frakciju. Atlikušo čagas cieto materiālu var izmantot otrajā, neobligātajā mērcēšanas posmā – karstajā ekstrakcijā ar ultraskaņu.
2. Solis (neobligāts): karstā ekstrakcija ar ultraskaņu: Pēc pirmās ekstrakcijas atgūto čagas izejmateriālu izmanto otrajā posmā – karstajā ekstrakcijā ar ultraskaņu –, lai izolētu čagas sēnēs vēl atlikušo fitoķīmisko vielu frakciju. Sēņu materiālu ievieto stikla vārglāzē, pievieno 600mL svaiga šķīdinātāja šķīduma, kas sastāv no 60% etanola : 40% ūdens, un uzkarsē līdz aptuveni 70°C. Apstrādes ar ultraskaņu laikā temperatūra var paaugstināties līdz 95°C. Papildu siltums veicina atlikušo fitoķīmisko vielu izdalīšanos. Tā kā gandrīz visi termojutīgie savienojumi ir ekstrahēti 1. posmā kontrolētas temperatūras apstākļos, šo otro posmu var pēc izvēles izmantot, lai iegūtu ļoti spēcīgu ekstraktu, kas satur visas čagas sēnes fitoķīmiskās vielas. Suspensiju apstrādā ar ultraskaņu, izmantojot UP400St, tādā pašā veidā, kā aprakstīts iepriekš. Filtrējiet, presējiet un atdaliet sēnes no ūdens ekstrakta. Arī otrajā ekstrakcijā iegūtās fitoķīmiskās sastāvdaļas izolē, iztvaicējot.

Abas čagas ekstrakta frakcijas, kas iegūtas ekstrakcijā ar ūdeni un etanolu, sajauc kopā, iegūstot pilna spektra čagas sēnes ekstraktu. Šo ekstraktu var izmantot dažādu produktu, piemēram, tinktūru, kapsulu vai pārtikas produktu, pagatavošanai.

Šis process ir pilnībā lineāri mērogojams uz jebkuru citu tilpumu. Izmantojot tos pašus ultraskaņas parametrus (ultraskaņas intensitāti Ws/L, spiedienu, temperatūru, cietās vielas un šķidruma koncentrācijas attiecību), visus iepriekš iegūtos čagas ultraskaņas ekstrakcijas rezultātus var vienkārši pārnest uz lielākiem (vai mazākiem) tilpumiem, sasniedzot tādus pašus rezultātus (t. i., iznākumu un procesa efektivitāti).

Ar ultraskaņu iegūti sēņu ekstrakti ir bagāti ar polisaharīdiem, kas pazīstami ar daudzveidīgu labvēlīgu ietekmi uz veselību. Ultraskaņas ierīce UP100H ir 100 vatu jaudīgs ultraskaņas ekstraktors efektīvai ārstniecisko sēņu, piemēram, čagas, lauvas krēpju, reiši vai kordicepsa, ekstrakcijai.

Šķīdinātāja izvēle

Ultraskaņas ekstrakcija ir saderīga ar jebkuru šķīdinātāju. Tas ļauj izmantot vēlamo šķīdinātāju. Iepriekš aprakstītajā čagas ekstrakcijas protokolā iesakām šķīdinātāja šķīdumu, kas sastāv no 60% etanola : 40% ūdens (v/v). Etanola un ūdens kombinācija ļauj atbrīvot dažādas polaritātes fitoķīmiskos savienojumus. Alternatīvi var izmantot divfāžu ekstrakciju, pirmajā ekstrakcijas posmā izmantojot etanolu un otrajā ekstrakcijas posmā – ūdeni. Ultraskaņas ekstrakcija, kurā kā šķīdinātāju izmanto spirta un ūdens kombināciju, no sēnēm, piemēram, čagas, atbrīvo ūdenī šķīstošus un spirtā šķīstošus fitoķīmiskos savienojumus.
Tādēļ ekstrakcija ir būtiska tīru un iedarbīgu sēņu ekstraktu iegūšanai.
Citi Inonotus obliquus ekstrakcijā izmantotie šķīdinātāji ir izopropanols, metanols, metanols ar 10% etiķskābes saturu, etilacetāts un citi. Pārtikā lietojamiem ekstraktiem ieteicams izmantot netoksisku šķīdinātāju, jo pēc šķīdinātāja atdalīšanas (piemēram, iztvaicēšanas) ekstraktā dažkārt var saglabāties tā atliekas niecīgā daudzumā.

Kāpēc ultraskaņas vannas nodrošina nepietiekamus čagas ekstrakcijas rezultātus?

Ultraskaņas vannas parasti izmanto saudzīgai tīrīšanai. Ultraskaņas vannā akustiskā kavitācija rodas nekontrolēti un ir nevienmērīgi sadalīta samērā lielā tvertnē. Ja ultraskaņas vannā ievieto stikla vārglāzi ar sēņu un šķīdinātāja maisījumu, jau tā vājajiem ultraskaņas viļņiem jāiziet cauri vārglāzes sienām, kas vēl vairāk samazina ultraskaņas intensitāti. Tas nozīmē, ka ultraskaņas tīrīšanas tvertnē ultraskaņas intensitāte ir pārāk zema efektīvai sēņu ekstrakcijai. Sēņu šūnu sienas satur hitīnu – izturīgu materiālu, kas padara sēņu šūnas ļoti stingras un grūti sagraujamas. Lai no sēnēm, piemēram, čagas, atbrīvotu bioaktīvos savienojumus, nepieciešama augstas intensitātes ultraskaņa. Ultraskaņas zondes rada daudz intensīvāku akustisko kavitāciju – spēku, kas pārrauj sēņu šūnu sienas.
 

UV-Vis analīzes diagrammā salīdzināta čagas sēnes ekstrakcija ar ultraskaņas zondi un ultraskaņas vannā. Zondes tipa ultraskaņas ierīce UP100H (melnā līkne) nodrošina ievērojami lielāku čagas bioaktīvo savienojumu iznākumu.

 
Lasiet vairāk par ultraskaņas zonžu un ultraskaņas vannu atšķirībām un uzziniet, kā atšķiras to ekstrakcijas efektivitāte!

Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces čagas ekstrakcijai

Ultraskaņas ekstrakcija ir uzticama apstrādes tehnoloģija, kas atvieglo un paātrina augstas kvalitātes ekstraktu ražošanu no dažādām izejvielām, piemēram, čagas un citām sēnēm. Hielscher Ultrasonics piedāvājums aptver visu klāstu – no kompaktām laboratorijas ultraskaņas apstrādes ierīcēm līdz rūpnieciskām ekstrakcijas sistēmām. Tādējādi mēs, Hielscher, varam piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas apstrādes ierīci jūsu paredzētajai apstrādes jaudai. Mūsu darbinieki ar ilggadēju pieredzi palīdzēs jums visos posmos – no tehniskās īstenojamības pārbaudēm un procesa optimizācijas līdz ultraskaņas sistēmas uzstādīšanai galīgajā ražošanas mērogā.
Mūsu ultraskaņas ekstraktoru nelielā aizņemtā platība un daudzveidīgās uzstādīšanas iespējas ļauj tos izvietot pat pektīna pārstrādes ražotnēs ar ierobežotu platību. Ultraskaņas procesori ir uzstādīti pārtikas, farmācijas un uztura bagātinātāju ražotnēs visā pasaulē.

Hielscher Ultrasonics – tehnoloģiski pilnveidotas ekstrakcijas iekārtas

Hielscher Ultrasonics produktu piedāvājums aptver visu augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktoru klāstu darbam no maza līdz lielam mērogam. Papildu piederumi ļauj viegli izveidot jūsu čagas ekstrakcijas procesam vispiemērotāko ultraskaņas ierīces konfigurāciju. Optimālais ultraskaņas iekārtu komplekts ir atkarīgs no paredzētās jaudas, tilpuma, izejvielas, periodiska vai līnijā integrēta procesa un laika grafika.

Periodiska un nepārtraukta caurplūdes apstrāde

Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces var izmantot periodiskai un nepārtrauktai caurplūdes apstrādei. Periodiska apstrāde ar ultraskaņu ir ideāli piemērota procesa pārbaudēm, optimizācijai un maza līdz vidēja mēroga ražošanai. Liela čagas sēņu daudzuma apstrādei izdevīgāka varētu būt līnijā integrēta apstrāde. Nepārtrauktam, līnijā integrētam sajaukšanas procesam ir nepieciešama tehnoloģiski pilnveidota iekārtu sistēma – tā sastāv no sūkņa, šļūtenēm vai caurulēm un tvertnēm –, taču šis process ir ļoti efektīvs, ātrs un prasa ievērojami mazāk darbaspēka. Visas rūpnieciskās sistēmas var darbināt paaugstinātā spiedienā, kas pastiprina kavitāciju un tādējādi palielina ekstrakcijas efektivitāti. Hielscher Ultrasonics piedāvā jūsu ekstrakcijas apjomam un procesa mērķiem vispiemērotāko ekstrakcijas iekārtu komplektu.

Ultraskaņas ekstraktori jebkurai ražošanas jaudai

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver visu ultraskaņas procesoru spektru – no kompaktām laboratorijas ultraskaņas apstrādes ierīcēm un galda un pilotiekārtām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem, kuru jauda ļauj stundā apstrādāt kravas automašīnu kravu apjomus. Pilnais produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas ekstraktoru čagas un citu sēņu apstrādei atbilstoši jūsu apstrādes jaudai un ražošanas mērķiem.
Galda ultraskaņas sistēmas ir ideāli piemērotas tehniskās īstenojamības pārbaudēm un procesa optimizācijai. Lineāra mēroga palielināšana, balstoties uz noteiktiem procesa parametriem, ļauj ļoti viegli palielināt apstrādes jaudu no nelielām partijām līdz pilna mēroga komerciālai ražošanai. Mērogu var palielināt, uzstādot jaudīgāku ultraskaņas ekstraktoru vai apvienojot vairākas ultraskaņas apstrādes ierīces paralēlā sistēmā. Ar UIP16000 Hielscher piedāvā pasaulē jaudīgāko ultraskaņas ekstraktoru.

Precīzi regulējamas amplitūdas optimāliem rezultātiem

Visas Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces ir precīzi regulējamas un tādēļ ir uzticamas darba ierīces ražošanā. Amplitūda ir viens no izšķirošajiem procesa parametriem, kas ietekmē fitoķīmisko vielu ultraskaņas ekstrakcijas efektivitāti un iedarbīgumu no čagas sēnes (Inonotus obliquus).
Visi Hielscher Ultrasonics procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un amplitūdas pastiprinātāji ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un prasīgiem lietojumiem nepieciešamo ultraskaņas intensitāti. Nepārtrauktā 24/7 darbībā var viegli nodrošināt amplitūdas līdz pat 200µm.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un pastāvīga ultraskaņas procesa parametru uzraudzība ar viedu programmatūru ļauj apstrādāt sēņu izejvielas visefektīvākajos ultraskaņas apstrādes apstākļos. Optimāla apstrāde ar ultraskaņu vislabākajiem ekstrakcijas rezultātiem!
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj tās darbināt 24/7 lielas slodzes un prasīgas vides apstākļos. Tas padara Hielscher ultraskaņas iekārtas par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu ekstrakcijas prasībām.

Vienkārša testēšana bez riska

Ultraskaņas procesu mērogu var mainīt pilnīgi lineāri. Tas nozīmē, ka ikvienu rezultātu, ko esat sasnieguši ar laboratorijas vai galda ultraskaņas ierīci, var pārnest uz citu mērogu, iegūstot tieši tādu pašu rezultātu un izmantojot tieši tādus pašus procesa parametrus. Tādēļ apstrāde ar ultraskaņu ir ideāli piemērota tehniskās īstenojamības pārbaudēm bez riska, procesa optimizācijai un turpmākai ieviešanai komerciālā ražošanā. Sazinieties ar mums, lai uzzinātu, kā apstrāde ar ultraskaņu var palielināt jūsu čagas ekstrakta ražošanas apjomu.

Augstākā kvalitāte – izstrādāts un ražots Vācijā

Kā ģimenes īpašumā esošs un ģimenes vadīts uzņēmums Hielscher saviem ultraskaņas procesoriem par prioritāti izvirza augstākos kvalitātes standartus. Visas ultraskaņas ierīces tiek izstrādātas, ražotas un rūpīgi pārbaudītas mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība un uzticamība padara tās par uzticamu darbaspēku jūsu ražotnē. Darbība 24/7 ar pilnu slodzi un prasīgas vides apstākļos ir Hielscher augstas veiktspējas ekstraktoru pašsaprotama īpašība.
Jūs varat iegādāties Hielscher ultraskaņas procesoru jebkurā izmērā un ar konfigurāciju, kas precīzi atbilst jūsu sēņu ekstrakcijas procesa prasībām. No sēņu apstrādes nelielā laboratorijas vārglāzē līdz nepārtrauktai sēņu suspensiju sajaukšanai caurplūdē rūpnieciskā mērogā – Hielscher Ultrasonics piedāvā jums piemērotu ultraskaņas ierīci! Lūdzu, sazinieties ar mums – mēs labprāt ieteiksim jums ideālo ultraskaņas iekārtu konfigurāciju!

Tālāk esošā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes jaudu: