Superior katehīna ekstrakti ar ultraskaņu

Fakti, kurus ir vērts zināt

ultraskaņas ekstrakcija – Darba princips

Ultraskaņas ekstrakcija ir mehāniska metode, lai atbrīvotu un izolētu intracelulāro savienojumu no šūnu matricām, piemēram, augu šūnām. Kad lieljaudas ultraskaņas viļņi tiek savienoti vircā (piemēram, sastāv no macerētām augu daļiņām ūdenī vai šķīdinātājā), ļoti enerģiskie ultraskaņas viļņi rada kavitāciju. Kavitācijas parādība lokāli noved pie ekstremālām temperatūrām, spiediena, sildīšanas/dzesēšanas ātruma, spiediena starpības un augstiem bīdes spēkiem vidē. Kad kavitācijas burbuļi implodē uz cietvielu virsmas (piemēram, daļiņas, augu šūnas, audi utt.), Mikrostrūklas un starppriekšmetu sadursme rada tādas sekas kā virsmas lobīšanās, erozija un daļiņu sadalīšanās. Turklāt kavitācijas burbuļu implosija šķidrā vidē rada makro turbulences un mikro sajaukšanos.
Ultraskaņas apstarošana ir efektīvs veids, kā uzlabot masas pārneses procesus, jo ultraskaņas apstrāde izraisa kavitāciju un ar to saistītos mehānismus, piemēram, mikros kustību ar šķidruma strūklām, saspiešanu un dekompresiju materiālā ar sekojošu šūnu sienu traucējumu, kā arī augstu apkures un dzesēšanas ātrumu.

Ultraskaņas ekstrakcija no augu šūnām: mikroskopiskā šķērsvirziena sekcija (TS) parāda darbības mehānismu ultraskaņas ekstrakcijas laikā no šūnām (palielinājums 2000x) [resurss: Vilkhu et al. 2011]

Augu materiāla fragmentu ultrasonication augu šūnu matrica un uzlabo to pašu hidratāciju. (2015) secina, ka bioaktīvo savienojumu ultraskaņas ekstrakcija no botāniskajiem produktiem ir dažādu neatkarīgu vai kombinētu mehānismu rezultāts, ieskaitot sadrumstalotību, eroziju, kapilaritāti, deteksturāciju un sonoporāciju. Šie efekti izjauc šūnu sienu, uzlabo masas pārnesi, iespiežot šķīdinātāju šūnā un izsūcot fitosavienojumu, kas ielādēts šķīdinātājā, un nodrošina šķidruma kustību, mikrosajaucot.

Kādas ir ultraskaņas ekstrakcijas galvenās priekšrocības?

• Ātrs process un liela jauda
• Zems enerģijas patēriņš
• Samazinātas apstrādes izmaksas
• Ne-termiskā tehnoloģija
• Augstāka tīrība
• Videi draudzīgas tehnoloģijas

Akustiskā kavitācija un tās ietekme

Šķidrumā ultraskaņas viļņi rada intensīvus mainīgus augstspiediena / zema spiediena ciklus, kā rezultātā veidojas kavitācijas burbuļi. Vairākos spiediena ciklos kavitācijas burbuļi aug, līdz tie sasniedz robežu, kur burbulis nevar absorbēt vairāk enerģijas. Šajā brīdī burbulis vardarbīgi implodē. Burbuļu implosijas laikā rodas ekstremāli apstākļi, piemēram, augsta temperatūra līdz 5000K, spiediens līdz 2000atm, ļoti augsts sildīšanas / dzesēšanas ātrums un spiediena starpības. Tā kā burbuļu sabrukuma dinamika ir ātrāka nekā masas un siltuma pārnese, enerģija sabrukušajā dobumā ir ierobežota ar ļoti mazu zonu, ko sauc arī par "karsto punktu". Kavitācijas burbuļa implosija izraisa arī mikroturbulences, šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280m / s un no tā izrietošos bīdes spēkus. Šī parādība ir pazīstama kā ultraskaņas vai akustiskā kavitācija.

Ultraskaņas ekstrakcija ir balstīta uz akustisko kavitāciju un tās hidrodinamiskajiem bīdes spēkiem

katehīni

Ir zināms, ka zaļā tēja ir bagāta ar polifenoliem, piemēram, kofeīnskābi, galskābi, katehīnu, epikatehīnu, gallokatehīnu, katehīna gallātu, gallokatehīna gallātu, epikatehīna gallātu, epigallokatehīnu un epigallokatehīna gallātu (EGCG), kas padara zaļo tēju par populāru veselības pārtiku, ko patērē kā dzērienu un kā ekstraktu. EGCG ir plaši pazīstams katehīns, kas lielos daudzumos atrodas zaļās tējas žāvētās lapās (7380 mg uz 100 g), baltajā tējā (4245 mg uz 100 g) un mazākos daudzumos melnajā tējā (936 mg uz 100 g). Melnās tējas ražošanas laikā katehīni galvenokārt tiek pārveidoti par theaflavins un thearubigins, izmantojot polifenola oksidāzes.

Epigallokatehīna gallāta (EGCG) ieguvumi veselībai

No katehīnu grupas epigallokatehīna gallāts (EGCG) ir visvairāk pētītais un daudzsološākais. No pretvēža, antioksidatīvas, pretiekaisuma, anti-fibrozes, anti-kolagenāzes līdz imūnsistēmas stiprināšanai un pretnovecošanās iedarbībai, EGCG parāda daudzas priekšrocības, un tāpēc to patērē zaļās tējas dzēriena veidā, kā arī uztura bagātinātāju veidā, piemēram, kapsulas, pulveri, tabletes utt.
Pētījumi liecina, ka katehīni, piemēram, epigallokatehīna gallāts (EGCG), var mazināt iekaisumu un novērst noteiktas hroniskas slimības, piemēram, sirds slimības, diabētu un dažus vēža veidus.

EGCG un tā pretvēža iedarbība

Tā kā vēzis bieži ir dzīvībai bīstama slimība, EGCG pretvēža īpašības tiek nopietni pētītas. Pētījumi liecina, ka EGCG var inhibēt tumoroģenēzi, samazinot vai novēršot kancerogēnu iedarbību. Ir atklājumi, kas liecina, ka EGCG novērš dietilnitrosamīna izraisītu aptaukošanos saistītu aknu tumoroģenēzi, inhibējot IGF/IGF-1R asi, uzlabojot hiperinsulinēmiju un mazinot hronisku iekaisumu. Vēl viens EGCG pretvēža efekta mechnaisms ir angioģenēzes inhibīcija un tādējādi ierobežo audzēja proliferāciju.

EGCG un tā antioksidatīvā iedarbība

Cilvēka organismā notiek neskaitāmi antioksidatīvi procesi, kas veicina veselību, spēku un labsajūtu. EGCG ir antioksidants. Antioksidanti var pasargāt no šūnu bojājumiem, iznīcinot brīvos radikāļus un neitralizējot tos. Fenola gredzeni EGCG struktūrā darbojas kā elektronu slazdi un brīvo radikāļu iznīcinātāji, kavē reaktīvo skābekļa sugu veidošanos un tādējādi samazina oksidatīvā stresa radītos bojājumus.

EGCG un tā pretiekaisuma iedarbība

Iekaisumu var izraisīt slimības, hronisks stress un vides piesārņojums. Organisms uz šādiem stresa faktoriem reaģē ar iekaisumu, kam raksturīga liela skaita imūnšūnu agregācija iekaisuma vietās, proinflammācijas citokīnu izdalīšanās un reaktīvās skābekļa/slāpekļa sugas (ROS/RNS). ROS/RNS ir saistīti ar transkripcijas faktora NF-B un aktivatora proteīna-(AP-)1 aktivāciju. Pēc aktivācijas NF-jB un AP-1 pārnešana no citoplazmas uz kodolu un regulē dažādas iekaisuma gēnu ekspresijas, kas pēc tam izraisa saasinātu iekaisuma reakciju un audu bojājumus.
EGCG inhibē NF-B un AP-1 pārnešanu, ka iNOS un COX-2 ekspresija tiek pazemināta, galvenokārt iznīcinot slāpekļa oksīdu, peroksinitrītu un citus ROS/RNS, un samazinās iekaisuma faktoru veidošanās.

EGCG un tā ietekme uz osteoģenēzes veicināšanu

Osteoporoze ir smaga slimība, ko raksturo kaulu matricas deģenerācija un kaulu blīvuma zudums. EGCG uzrāda regulējošu ietekmi uz kaulu metabolismu. EGCG var izraisīt osteoklastu apoptozi un kavēt osteoklastu veidošanos, bloķējot NF-B un IL-1b veidošanos. Turklāt tas var veicināt mineralizētu kaulu mezglu veidošanos.
[sal. ar Chenyu Chu; Jia Deng; Yi cilvēks; Yili Qu (2017): Zaļās tējas ekstrakti Epigallocatechin-3-gallate dažādām procedūrām. BioMed Research International, 2017. gada sējums]