Ķiploku ekstrakcija ar ultraskaņu bez šķīdinātājiem

Ķiploki (Allium sativum) ir bagāti ar sērorganiskajiem savienojumiem (piemēram, alicīnu, glutationu), kas daudzējādi labvēlīgi ietekmē veselību. Ekstrakcija ar ultraskaņu ir uzticama un efektīva metode ļoti koncentrētu ķiploku ekstraktu iegūšanai. Apstrāde ar ultraskaņu nodrošina augstu augstas kvalitātes pilna spektra ekstraktu iznākumu ļoti īsā ekstrakcijas laikā.

Izcili ķiploku ekstrakti, izmantojot ekstrakciju ar ultraskaņu

Zondes tipa ultraskaņas ierīces izmantošana alicīna un sērorganisko savienojumu ekstrakcijai no ķiplokiem sniedz vairākas priekšrocības, tostarp augstu ķiploku ekstrakta iznākumu un kvalitāti, ātru apstrādi un videi draudzīgu pieeju bez šķīdinātājiem. Šie faktori kopā veicina augstas kvalitātes ķiploku ekstraktu ražošanu ar paaugstinātu bioloģisko aktivitāti un nemainīgu sastāvu, padarot šo metodi par vēlamo izvēli pētniekiem un rūpniecības uzņēmumiem, kas vēlas iegūt augstākās kvalitātes produktus no ķiplokiem.
Turpmāk detalizēti aplūkosim ķiploku ekstrakcijas ar ultraskaņas palīdzību labvēlīgo ietekmi:

• Pirmkārt, zondes tipa ultraskaņas ierīce izmanto ultraskaņas viļņus, kas caur titāna zondi, tā saukto sonotrodi, tiek pārraidīti ekstrakcijas vidē. Ultraskaņas viļņu mehāniskā enerģija šķidrumā rada kavitācijas burbuļus, izraisot to strauju saplakšanu. Šajā procesā rodas intensīva lokāla mikroturbulence, kā arī spiediena un temperatūras izmaiņas. Šie spēki veicina ķiploku šūnu sieniņu sagraušanu. Šī sagraušana atvieglo alicīna un citu šūnās ieslēgto sērorganisko savienojumu izdalīšanos, nodrošinot efektīvu ekstrakciju.
• Otrkārt, apstrādes ar zondes tipa ultraskaņas ierīci kontrolējamība un precizitāte ļauj pielāgot ekstrakcijas procesu. Ekstraktu ražotāji un pētnieki var pielāgot tādus parametrus kā apstrādes ar ultraskaņu ilgums, amplitūda un temperatūra, lai optimizētu ekstrakcijas apstākļus, tādējādi maksimāli palielinot alicīna un sērorganisko savienojumu iznākumu un vienlaikus līdz minimumam samazinot jutīgo savienojumu noārdīšanos. Šāda kontroles pakāpe ir izšķiroši svarīga, lai iegūtu augstas kvalitātes ekstraktus ar nemainīgu sastāvu un iedarbības stiprumu.
• Turklāt apstrāde ar ultraskaņu ir salīdzinoši ātra, salīdzinot ar tradicionālajām ekstrakcijas metodēm, piemēram, macerāciju vai Soksleta ekstrakciju. Šī efektivitāte ne tikai ietaupa laiku, bet arī palīdz saglabāt ekstrahēto savienojumu svaigumu un bioloģisko aktivitāti. Īsāks ekstrakcijas ilgums samazina ķiploku ekstrakta pakļaušanu karstuma un skābekļa iedarbībai, kas var noārdīt jutīgos sērorganiskos savienojumus.
• Turklāt ekstrakcija ar ultraskaņu ir saderīga ar jebkuru šķīdinātāju, tostarp tādiem saudzīgiem un videi draudzīgiem šķīdinātājiem kā ūdens, etanola ūdens šķīdums vai spirts. Tas ir īpaši svarīgi, ja ķiploku ekstraktu ražo izmantošanai pārtikas piedevu, aromatizētāju, uztura bagātinātāju, nutraceitisko līdzekļu vai farmaceitisko līdzekļu sastāvā, jo šajos gadījumos jānovērš piesārņojuma risks, ko rada šķīdinātāji vai citas ķīmiskas vielas, lai nodrošinātu galaprodukta tīrību un drošumu.

Alicīna ekstrakcija ar ultraskaņu ūdens vidē

Alicīns ir ķiploku ekstraktā vislielākajā daudzumā sastopamā tiosulfināta molekula. Alicīnam piemīt antibakteriāla, pretvīrusu, pretsēnīšu, pretprotozoju, pretvēža un hipoglikēmiska iedarbība, un ir arī zināms, ka tas veicina sirds un asinsvadu sistēmas veselību un imūnsistēmas darbību. Ķiploku farmakoloģiskā aktivitāte galvenokārt ir saistīta ar tiolu un disulfīdu apmaiņas reakcijām ar tiolus saturošām olbaltumvielām.
Ļoti koncentrētu ķiploku ekstraktu ar augstu sērorganisko savienojumu saturu ražošanai ekstrakcija ar ultraskaņu ir uzticama un efektīva metode tiolu un citu bioloģiski aktīvu vielu izolēšanai no ķiplokiem. Apstrāde ar ultraskaņu atbrīvo tiolus no ķiploku šūnu iekšienes un ļauj iegūt pilna spektra ķiploku biomolekulu ekstraktu. Ķiploku ekstrakcijai ar ultraskaņu kā šķīdinātāju var izmantot ūdeni, kas ir netoksisks, lēts un videi draudzīgs.
 

Ķiploka daiviņas šķērsgriezums pirms un pēc apstrādes ar ultraskaņu
pētījums un attēli: Bose et al. 2014

Alicīna ultraskaņas ekstrakcijas protokoli

Ķiploku ekstrakcijai ar ultraskaņu ir izstrādāti vairāki protokoli. Zinātniskos pētījumos vairākas pētnieku grupas ir pierādījušas, ka apstrāde ar ultraskaņu nodrošina augstu alicīna, allīna, sērorganisko savienojumu un citu fitoķīmisko vielu iznākumu no ķiplokiem.
Arzanlou et al. (2010) apraksta alicīna ultraskaņas ekstrakciju no ķiploku daiviņām, par šķīdinātāju izmantojot ūdeni. Viņi izmantoja 20g manuāli sasmalcinātu ķiploku daiviņu. Macerētos ķiplokus 600mL destilēta ūdens viņi 5 min apstrādāja ar ultraskaņu, izmantojot Hielscher UP200S (200 vati) ar 100 % amplitūdu. Siltuma novadīšanai tika izmantota ledus vanna. Pēc ultraskaņas ekstrakcijas ķiploku masu izspieda caur piecās kārtās salocītu marli. Suspensiju pārnesa 50mL mēģenē un centrifugēja pie 1258g 4ºC temperatūrā 20 min, lai atdalītu atlikušās daļiņas no šķidruma. Supernatantu pārnesa sterilā 50mL mēģenē, kuru noslēdza uzglabāšanai.

Bose et al. (2014) salīdzināja ekstrakciju ar ultraskaņas zondi ar tradicionālo macerāciju, apstrādi ultraskaņas vannā un mikroviļņu ekstrakciju. Rezultāti parādīja, ka ekstrakcija ar ultraskaņas zondi nodrošināja visaugstāko alicīna iznākumu.

Ismail et al. (2014) apraksta sēru saturošo biomolekulu cisteīna un glutationa efektīvu ultraskaņas ekstrakciju no ķiploku sīpoliem. Tiolu ekstrakcijai no ķiploku sīpoliem viņi izmantoja ultraskaņas ekstrakciju ūdenī ar UP100H, iestatot 100% amplitūdu. Viņi konstatēja, ka, veicot ekstrakciju atvērtā vārglāzē, optimālā ķiploku koncentrācija bija 10% (w/v). Tiolu kvantitatīvai noteikšanai tika izmantota Ellmana reaģenta metode. Viņi ieguva ekstraktu ar tiolu iznākumu 0,170mM. Pētnieki secina, ka ultraskaņas ekstrakcija ūdenī ir vienkārša, droša un izmaksu ziņā efektīva metode tiolu izolēšanai no ķiplokiem.
 
 

Augstas veiktspējas sonikatori ķiploku ekstrakcijai

Hielscher Ultrasonics ekstrakcijas sistēmas visā pasaulē izmanto pārtikas un farmācijas rūpniecībā augstas kvalitātes augu ekstraktu komerciālai ražošanai; šos ekstraktus izmanto kā pārtikas piedevas, uztura bagātinātājus un ārstniecības līdzekļus. Neatkarīgi no tā, vai jūsu mērķis ir ražot mazākas ķiploku ekstraktu partijas vai apstrādāt lielus augstas kvalitātes augu ekstraktu daudzumus, Hielscher Ultrasonics piedāvā jums ideāli piemērotu ultraskaņas ekstraktoru.

Ultraskaņas ekstrakcijas sniegtās konkurences priekšrocības

Galvenās priekšrocības, ko sniedz bioaktīvo savienojumu ultraskaņas ekstrakcija no tādām augu izejvielām kā ķiploki, ir ievērojami īsāks ekstrakcijas un apstrādes laiks, draudzīgums videi, pateicoties ekstrakcijai ūdenī vai samazinātam šķīdinātāju patēriņam un niecīgi mazām CO₂ emisijām, neliels enerģijas patēriņš, kā arī vienkārša un droša ultraskaņas sistēmu ekspluatācija.

Procesa standartizācija ar Hielscher Ultrasonics

Ekstrakti, ko izmanto pārtikā vai farmaceitiskajos produktos, būtu jāražo atbilstoši labai ražošanas praksei (GMP) un standartizētām apstrādes specifikācijām. Hielscher Ultrasonics digitālās ultraskaņas apstrādes iekārtas ir aprīkotas ar viedu programmatūru, kas ļauj viegli un precīzi iestatīt un kontrolēt apstrādes ar ultraskaņu procesu. Automātiskā datu reģistrēšana iebūvētajā SD kartē ieraksta visus ultraskaņas procesa parametrus, piemēram, ultraskaņas enerģiju (kopējo un neto enerģiju), amplitūdu, temperatūru un spiedienu (ja ir uzstādīti temperatūras un spiediena sensori), pievienojot datuma un laika zīmogu. Tas ļauj pārskatīt katras ar ultraskaņu apstrādātās partijas datus. Vienlaikus tiek nodrošināta reproducējamība un nemainīgi augsta produkta kvalitāte. Visu Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtu izturība ļauj tās darbināt 24/7 ar lielu slodzi un sarežģītos vides apstākļos.
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas apstrādes iekārtu aptuveno apstrādes jaudu: