Šķīdinātāji ultraskaņas ekstrakcija no augiem
- Ultraskaņas ekstrakcija iezīmes daudzas priekšrocības, piemēram, augstu ražu, ātri ekstrakcijas rādītāji, videi draudzīgumu un zemu enerģijas patēriņu.
- Viens no spēcīgākajiem ieguvumiem ir ūdens izmantošana ekstrakcijas vidē. Tomēr ultraskaņu var izmantot ar kolektora šķīdinātāju sistēmām, lai nodrošinātu izcilus rezultātus mērķtiecīgam ekstraktam.
- Optimālais šķīdinātājs ar ultraskaņas ekstrakciju veģetāro bioactives tiek izvēlēts attiecībā uz izejvielām.
Ultraskaņas ekstrakcija
Ultraskaņa ir labi pazīstama, lai pārtrauktu šūnu struktūras un uzlabotu masveida pārvietošanu, tādējādi palielinot biosavienojumu ekstrahējamību (piemēram, fenolikas, Karotenoīdi).
Tā kā ultraskaņas apstrādes iedarbība uzlabo ekstrakcijas procesu sakarā ar uzlaboto masas pārnešanu lielā mērā, organisko šķīdinātāju izmantošana bieži vien ir lieks. Tas nozīmē, ka ultraskaņas ekstrakcijā ūdens bieži ir pietiekams ekstrakcijas līdzeklis, kam ir daudz priekšrocību, piemēram, lēta, nebīstama, viegli pieejama un videi draudzīga.
Tomēr attiecībā uz konkrētiem bioloģiski aktīvajiem savienojumiem vislabākos rezultātus var sasniegt ar ultraskaņas ekstrakciju apvienojumā ar gaistošu šķīdinātāju.
Lai izvēlētos pareizo šķīdinātāju, jāņem vērā izejviela (piemēram, svaiga vai kaltēta, macerēta/sasmalcināta vai pulverveida augu materiāla) un mērķa vielas (piemēram, lipofīlas, hidrofiliskās).
Šajā tabulā uzskaitīti vairāki šķīdinātāji, kas ir sekmīgi pārbaudīti attiecībā uz ultraskaņas ekstrakciju no augu materiāla.
| Šķīdinātāju | Augu | Audu veids |
|---|---|---|
| Etiķskābe/urīnvielas/cetiltrim-etillamonija bromīds | Rīsu | Klijas |
| Etanols ūdenī | destilētājs graudu | Graudu |
| Ūdens izopropanols | sojas pupu, rapšu sēklu | Sēklas |
| Etanola | Saharina japonica | – |
| Ledus aktiskā skābe | Sorgo | – |
| Fenola | tomātu/kartupeļu/Aloe Vera/sojas pupu | ziedputekšņu/bumbuļu/lapu/sēklu |
| Fenols/amonija acetāts | miežiem/banānu | root/Leaf |
| Fenols/amonija acetāts | avokado/tomātu/apelsīnu/banānu/bumbieru/vīnogu/ābolu/zemeņu | Augļi |
| Fenols/metanols-amonija acetāts | skuju koku/banānu/ābolu/kartupeļu | sēklas/augļi |
| Nātrija dodecilsulfāts/acetons | skuju koku/kartupeļu | sēklas/bumbuļu |
| Nātrija dodecilsulfāts/TCA/acetons | ābolu/banānu | Audu |
| Tca | Pupiņas | putekšnīca |
| TCA/acetons | citrusaugļu/sojas pupu/Aloe Vera | Leafs |
| TCA/acetons | sojas pupu/skuju koku | Sēklas |
| TCA/acetons | Tomātu | ziedputekšņu graudi |
| TCA/acetona/fenols | olīvu/bambusa/vīnogu/citronu | Leafs |
| TCA/acetona/fenols | ābolu/apelsīnu/tomātu | Augļi |
| Tiourīnviela/urīnvielas | Sojas | Sēklas |
| Tiourīnviela/urīnvielas | ābolu/banānu | Audiem |
| Tris-HCL buferšķīdums | Tomātu | ziedputekšņu graudi |
Ultraskaņas ekstrakcija no šūnām: piparmētras (Mentha piperita) apiņu mātes šķērsgriezuma sekcija (TS) parāda darbības mehānismu ultraskaņas ekstrakcijas laikā no šūnām (palielinājums 2000x) [resurss: Vilkhu et al. 2011]
Ultrasonicators ekstrakcijai
No laboratorijas un stenda ultraskaņas ierīcēm līdz pilnīgai rūpnieciskai ultraskaņas ekstrakcijas sistēmai – Hielscher Ultrasonics ir jums ilgu laiku pieredzējis partneris, kad runa ir par spēcīgu un uzticamu ultraskaņas ierīces veiksmīgai ekstrakcijas procesos.
Mūsu ultraskaņas sistēmas plaši izmanto bioķīmiskajās laboratorijās un farmaceitiskās ražošanas iekārtās. Ultraskaņas sonotrodes un reaktori ir autoklavējama un atbilst farmācijas produkcijas standartiem.
Hielscher ultraskaņas ekstraktori ir pieejami jebkurai procesa skalai – no laboratorijas līdz ražošanai.
Hielscher Ultraskaņas’ rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti lielas amplitūdas, lai sagrautu šūnu matrices un atbrīvotu mērķvielas. Amplitudes līdz 200 μm var viegli nepārtraukti palaist 24/7 darbību. Hielscher ultraskaņas iekārtu jauda un robustums nodrošina augstu ražību, ātru ekstrakcijas ātrumu un pilnīgāku ekstrakciju – Vispārinot konvencionālos ekstrakcijas procesus.
Mūsu ultraskaņas procesorus var kombinēt ar tradicionālajām ekstrakcijas metodēm, Soxhlet ekstrakcija vai superkritiskais CO2 Ekstrakcijas. Modernizēšanu esošajās ražošanas līnijās var viegli paveikt.
Literatūra/atsauces
- 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.
Fakti ir vērts zināt
Ultraskaņas ieguve ar kavitāciju
Intensīvs ultraskaņas viļņi ģenerē akustisks kavitācija šķidrumos. KAVITĀCIJAS bīdes spēki pārtrauc šūnu sienu un membrānas tā, lai intracelulāro materiālu atbrīvo. Ultraskaņas ekstrakcija sasniedz lielāku šķīdinātāja iekļūšanu augu audos un uzlabo masu pārnešu. Tādējādi ultraskaņas ekstrakcija pastiprina ekstrakcijas procesu, kas ievērojami izraisa augstāku ražu, ātrāku ekstrakcijas ātrumu un pilnīgāku ekstrakciju.
Šķīdinātāju sistēmas
Bioaktīvo savienojumu iegūšanai no augu materiāla ir pieejamas dažādas šķīdinātāju sistēmas. Hidrofīlu savienojumu iegūšanai izvēlas galvenokārt polāros šķīdinātājus, piemēram, metanolu, etanolu vai etilacetātu, bet lipofīlu savienojumu (piemēram, lipīdu) ekstrahēšanas laikā, piemēram, dihlormetānu vai dihlormetānu/metanolu (v/ v 1:1). Heksāns bieži izmanto kā šķīdinātāju hlorofila ekstrakcijai.
Organiskie šķīdinātāji
Organiskais šķīdinātājs ir gaistoša organiska savienojuma (GOS) veids. GOS ir Organiskās ķīmiskās vielas, kas iztvaiki istabas temperatūrā.
Organiskie savienojumi, ko izmanto kā šķīdinātājus, ir:
- aromātiskie savienojumi, piemēram, benzols un toluols
- spirti, piemēram, metanols
- Esteri un ēteri
- ketoni, piemēram, acetons
- Amīni
- nitrētie un halogenēti ogļūdeņraži
Daudzi organiskie šķīdinātāji ir klasificēti kā toksiski vai kancerogēni. Nepareizas apiešanās gadījumā tie var būt bīstami cilvēkiem un var piesārņot gaisu, ūdeni un augsni.
Bioloģiski aktīvie savienojumi
Bioloģiski aktīvie savienojumi tiek definēti kā vielas, kas ietekmē dzīvos organismus, audus vai šūnas. Bioloģiski aktīvas vielas ir antibiotikas, fermenti un vitamīni. Bioaktīvas vielas, piemēram, karotinoīdus un polifenolus, var iegūt, piemēram, no augļiem, Leafs un dārzeņiem, bet fitosterīni atrodami augu eļļās.
Augu izcelsmes bioaktīvie savienojumi ietver flavonoīdus, kofeīnu, karotinoīdus, holīnu, ditiolthiones, fitosterīnus, polisaharīdus, fitoestrogēnus, glikozinolātus, polifenolus un Antocianīnus. Daudzas bioloģiski aktīvas vielas vērtē kā antioksidantus, un tādēļ tās uzskata par noderīgas veselībai.
[/remarka]