Visefektīvākā botānikas ekstrakcijas metode

Vai jūs meklējat spēcīgu un uzticamu ekstrakcijas setup ražot augstas kvalitātes botāniskais ekstrakti? Šeit jūs varat atrast kopējo ekstrakcijas metožu salīdzinājumu, tostarp ultraskaņas ekstrakciju, superkritisko CO2 ekstrakciju, etanola ekstrakciju, macerāciju un to priekšrocības, kā arī trūkumus.

Kas ir botāniskie ekstrakti?

Botanicals, piemēram, lapas, ziedlapiņas, ziedi, stublāji, saknes, un mizas satur spēcīgus bioaktīvus savienojumus (fitoķīmiskās vielas), ko izmanto pārtikā un dzērienos, uztura bagātinātāji, terapeitiskie un farmaceitiskie līdzekļi, kā arī kosmētikas līdzekļos. Pamanāmi botānisko ekstraktu piemēri ir antioksidanti, vitamīni (piemēram, A vitamīns, C, E, K; B vitamīni), olbaltumvielas (piemēram, kaņepes, sojas), polifenoli, flavonoīdi, terpēdi, kanabinoīdi (piemēram, CBD, CBG, THC), oligosaharīdi un lipīdi (piemēram, omega-3s no linu sēklām vai kaņepju sēklām).
Antioksidanti darbojas kā spēcīgs aizsardzības mehānisms, kas novērš organisma šūnas pret kaitējumu novecošanās, stress, iekaisums un slimības. Pētījumi arī liecina, ka antioksidanti var veicināt kā imunu sistēmas pastiprinātājs un eksponēt pretvēža īpašības. Turklāt antioksidanti novērš produktu oksidēšanos un tādējādi paplašina to stabilitāti un glabāšanas laiku. Tāpēc antioksidanti tiek pievienoti daudziem pārtikas produktiem un dzērieniem, uztura bagātinātājiem, terapeitiskiem un kosmētikas līdzekļiem. Ļoti pamanāmi antioksidantu piemēri ir E vitamīns (α-tokoferols), C vitamīns (askorbīnskābe), beta-karotīns un glutotions.
Antioksidantus un citus bioaktīvus savienojumus var iegūt vai nu no dabīgiem materiāliem, piemēram, augu daļas vai aļģēm, vai mākslīgi sintezēt. Bioaktīvi savienojumi, kas iegūti no dabīga avota, uzrāda augstāku biopieejamību, biopieejamību un tādējādi palielinātu potenci. Tāpēc augstas kvalitātes bagātinātāji dabiski ekstrahētu fito-ķimikālijas tiek izmantoti.

Augstas kvalitātes ekstraktu ekstrakcija no botāniskajiem

Augstas kvalitātes botānisko ekstraktu no ne tikai izejvielas (augu materiāls) ir būtiska, bet arī ekstrakcijas tehnika, ko piemēro ir ļoti svarīga. Augu ekstrakti ir temperatūras jutīgi, kas nozīmē, ka tie ir degradēti ar siltumu. Tāpēc ir ļoti svarīgi izvēlēties neinertisko ekstrakcijas metodi.
Ekstrakcijas šķīdinātāja izvēle ir vēl viens svarīgs faktors, kas ietekmē ekstrakta kvalitāti. Ekstraktu var piesātināt, piemēram, heksānu, metanolu, butānu un citas kodīgas ķīmiskās vielas. Lai gan pēc ekstrakcijas šķīdinātājus atdala, galīgajā ekstraktā var atrast nelielu daudzumu toksisku šķīdinātāju. Ūdens, spirts, etanols, glicerīns vai augu eļļas ir drošas, netoksiskas šķīdinātāji, un FDA tos apstiprina patēriņam.

Kā bioaktīvie savienojumi tiek iegūti no augiem, izmantojot zondes tipa ultrasonication? Soli pa solim!

1. Pirmkārt, augu materiāls tiek sasmalcināts vai sasmalcināts mazos gabaliņos, lai palielinātu virsmas laukumu ekstrakcijai.
2. Pēc tam augu materiālu sajauc ar šķīdinātāju (piemēram, etanolu vai ūdeni), lai ekstrahētu polifenolus.
3. Pēc tam zondes tipa ultrasonication tiek izmantota, lai palīdzētu ekstrakcijas procesā, piemērojot maisījumam augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņas viļņus aptuveni 20kHz frekvencē. Tas izraisa akustisko kavitāciju un ātru šķīdinātāja vibrāciju, kas veicina augu šūnu sadalīšanos un traucējumus un bioaktīvo vielu izdalīšanos kā polifenolus, flavonoīdus un vitamīnus.
4. Pēc tam maisījumu filtrē, lai atdalītu cieto augu materiālu no šķidruma, kas satur ekstrahētos bioaktīvos savienojumus.
5. Pēc tam šķidrumu iztvaicē vai pakļauj tālākai apstrādei, lai atdalītu šķīdinātāju un koncentrētu bioaktīvās molekulas.
6. Galaprodukts ir bioloģiski bagāts ekstrakts, ko var izmantot dažādos lietojumos, piemēram, uztura bagātinātājos, funkcionālajā pārtikā un kosmētikā.

Piezīme: Šis ir procesa pārskats, un īpašie apstākļi (šķīdinātājs, augu materiāla attiecība pret šķīdinātāju, ekstrakcijas laiks, ultraskaņas jauda uc) var atšķirties atkarībā no augu avota un vēlamā bioaktīvās vielas satura.

Kā darbojas ultraskaņas ekstrakcija?

Ultraskaņas ekstrakcija ir balstīta uz ultraskaņas akustiskās kavitācijas darbības principu un ir tīri mehāniska apstrāde. Līdzīgi kā augstas bīdes maisītājs, ultrasonicator tikai rada mehāniskus bīdes spēkus procesa vidē. Ultraskaņas ekstrakcija pati par sevi ir netermiska ekstrakcijas tehnika bez ķīmiskām vielām.
Kas ir akustiskā Kavitācija? – Akustiskā vai ultraskaņas kavitācija notiek, kad lieljaudas, zemas frekvences ultraskaņas viļņi ir savienoti vircā, kas sastāv no botāniskā materiāla šķidrumā (šķīdinātājā). Lieljaudas ultraskaņas viļņi ar zondes tipa ultraskaņas procesoru tiek savienoti botāniskajā vircā. Ļoti enerģiski ultraskaņas viļņi ceļo pa šķidrumu, radot mainīgus augstspiediena / zema spiediena ciklus, kas izraisa akustiskās kavitācijas fenomenu. Akustiskā vai ultraskaņas kavitācija lokāli noved pie ekstremāliem apstākļiem, piemēram, ļoti augsta spiediena diferenciāļiem un augstiem bīdes spēkiem. Kad kavitācijas burbuļi izplūst uz cietvielu virsmas (piemēram, daļiņas, augu šūnas, audi utt.), Mikrostrūklas un starpparakstu sadursme rada tādas sekas kā daļiņu sadalīšanās, sonoprovācija (šūnu sieniņu un šūnu membrānu perforācija) un šūnu traucējumi. Turklāt kavitācijas burbuļu sabrukums šķidrā vidē rada turbulences un uzbudinājumu, kas veicina masas pārnesi starp šūnas iekšpusi un apkārtējo šķīdinātāju. Ultraskaņas apstarošana ir ļoti efektīvs veids, kā uzlabot masas pārneses procesus, jo ultraskaņas apstrāde izraisa kavitāciju un ar to saistītos mehānismus, piemēram, mikrosaizturību ar šķidrām strūklām, saspiešanu un dekompresiju materiālā ar sekojošiem šūnu sienu traucējumiem.
Atkarībā no izejmateriāla ultraskaņas ekstrakcijas procesam var būt nepieciešama liela intensitāte, piemēram, lai salauztu stīvs augu šūnas vai materiālu ar augstu celulozes daudzumu. Zondes tipa ultrasonatori var radīt ļoti augstas amplitūdas, kas ir nepieciešams, lai radītu triecienu kavitācijai. Hielscher Ultrasonic ražo augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcējus, kas var viegli izveidot 200 μm amplitūdu nepārtrauktā 24 /7 operācijā. Vēl augstākām amplitūdām Hielscher piedāvā noteiktus augstas amplitūdas sonotrodus (zondes).
Ar spiediena spiedienu, ultraskaņas reaktorus un plūsmas šūnas izmanto, lai pastiprinātu kavitāciju. Pieaugot spiedienam, Kavitācija un KAVITĀCIJAS bīdes spēki kļūst destruktīvāki un tādējādi uzlabo ultraskaņas ekstrakcijas efektus.

Ekstrakts fitoķīmiskās vielas un bioaktīvi savienojumi ar ultraskaņu

Ultraskaņas ekstrakcija tiek izmantota, lai atbrīvotu un izolētu dažādus bioaktīvos savienojumus (tā sauktās fitoķīmiskās vielas) no botāniskajiem.
Zemāk redzamais saraksts sniedz nelielu pārskatu par ultrasoniski ekstrahētām fito-ķimikālijām:

• CBD un citi kanabinoīdi no kaņepēm un kaņepēm
• terpēnu
• Ingvers
• Rozmarīns
• Capsaicin no Chillies
• Kafijas pupiņu kofeīns
• Astaksantīns no aļģēm
• Allicin no Ķiploki
• Katehini (EGEC) no tējas
• Ellagitannins no Granātāboli
• Ājurvēdas augu ekstrakti
• Nikotīns no tabakas
• Ēteriskās eļļas
• Pektīnus no Citrusaugļu mizām

Šķīdinātāji, ko izmantot ultraskaņas ekstrakcijai

Ultraskaņas ekstrakcija ir saderīga ar gandrīz jebkuru šķīdinātāju. Visbiežāk bioaktīvo savienojumu ekstrakcijai no botāniskajiem produktiem izmanto etanolu, ūdeni, etanolu/ūdens maisījumu, glicerīnu un augu eļļas, jo šos šķīdinātājus uzskata par drošiem patēriņam un ir viegli lietojami.
Uzziniet vairāk par šķīdinātājiem, ko izmanto ultraskaņas ekstrakcijai!

Ultraskaņas etanola ekstrakcijas priekšrocības

Etanols ir viens no visbiežāk izmantotajiem šķīdinātājiem ar ultraskaņas ekstrakciju, pateicoties tā drošībai (FDA apstiprināta patēriņam), tā efektivitātes un tā plašās maksātspējas dēļ. Ultraskaņas etanola ekstrakcija pārspīlē citus šķīdinātājus un citas ekstrakcijas tehnoloģijas ar izmaksu efektivitāti, lineāro mērogojamību, vienkāršību un drošību.
Etanola kā šķīdinātāja augstākā efektivitāte ir saistīta ar tā ķīmisko sastāvu, ko izmanto ogļūdeņraža asti un vienu hidroksilgrupu. Šis ķīmiskais sastāvs ļauj etanolam izšķīdināt un ekstrahēt ļoti plašu vielu spektru no polifenoliem, flavonoīdiem, terpēnu, kanabinoīdiem un lipīdiem (eļļām).
Piemēram, kanabinoīdu ultraskaņas etanola ekstrakcijai nav nepieciešama ziemošana (atvase), solis, kas nepieciešams ar citām ekstrakcijas metodēm, piemēram, CO2 ekstrakciju, lai noņemtu vaskus.

Etanola ekstrakcijai ir atšķirīga ietekme atkarībā no etanola temperatūras. Apsildāmo etanolu bieži izmanto, lai iegūtu pilna spektra ekstraktus, kurus novērtē pēc svītas iedarbības. No otras puses, augu vai kaņepju destilātu ražošanai vēlams izmantot ledusauksto etanolu. Ekstrakcijai ledusaukstajā etanolā nav nepieciešama turpmāka filtrēšana. Tā kā ultraskaņas ekstrakcija ir netermiska apstrāde, to var izmantot ar karstu /siltu vai atdzesētu / ledus aukstu etanolu. Pārklāti ultraskaņas reaktori palīdz uzturēt vēlamo apstrādes temperatūru ārstēšanas laikā. Ultrasonicator digitālā vadība un viedā programmatūra uzrauga apstrādes temperatūru, izmantojot iespraudžamus temperatūras sensorus, un to var ieprogrammēt, lai apturētu vai apturētu ekstrakcijas apstrādi, kad barotnes temperatūra iziet no noteikta diapazona.

Iegādājieties visefektīvāko ultraskaņas ekstrakcijas iekārtu

Hielscher Ultrasonics augstas veiktspējas ekstrakcijas sistēmas ir pieejamas jebkurā mērogā no maza laboratorijas izmēra, vidēja izmēra izmēģinājuma skalas līdz pilnībā rūpnieciskai vairāku tonnu ražošanai stundā. Atkarībā no caurlaidspējas Hielscher ultraskaņas nosūcējus var izmantot partijas vai nepārtrauktā inline režīmā. Šķīdinātāja izvēle ir atkarīgs no jums, jo Hielscher ultrasonicatorss var izmantot kopā ar jebkuru šķīdinātāju. Visas ultraskaņas ekstrakcijas ierīces ir vienkāršas un drošas darbam. Saskaņā ar jūsu izejvielu, procesa jaudu un izvades mērķi Hielscher piedāvā jums vispiemērotāko ultrasonatoru.
Ultraskaņas ekstrakcijas procesus ietekmē izejvielas, šķīdinātājs un caurlaidspēja. Dažādi piederumi, piemēram, sonotrodes (zondes) dažādu izmēru un formu, pastiprinātājs ragi, plūsmas šūnas ar dažādiem apjomiem un ģeometrijas, iespraudējams temperatūras un spiediena sensori un daudzi citi sīkrīki ir pieejami, lai apkopotu ideālu ultraskaņas iestatījumu jūsu ekstrakcijas procesam.
Procesa kontrole ir būtiska, lai iegūtu reproducējamu rezultātu. Tāpēc visi digitālie modeļi ir aprīkoti ar inteliģentu programmatūru, kas ļauj pielāgot, uzraudzīt un pārskatīt ekstrakcijas parametrus. Pateicoties precīzai amplitūdas, ultraskaņas apstrādes laika un darba ciklu kontrolei, var sasniegt optimālus procesa rezultātus, piemēram, izcilu ražu un augstāko ekstrakta kvalitāti. Ultraskaņas procesa automātiskais datu ieraksts ir procesa standartizācijas un reproducējamības / atkārtojamības pamati, kas ir nepieciešami labai ražošanas praksei (LRP).

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

Literatūra/atsauces