Oplosmiddelen voor ultrasoon uit planten
- Ultrasone extractie is voorzien van vele voordelen, zoals een hoge opbrengst, snel extractie prijzen, milieuvriendelijkheid en een laag energieverbruik.
- Een van de sterkste voordelen is het gebruik van water als extractiemedium. Toch kan sonicatie gebruikt worden met manifold systemen oplosmiddel om superieure resultaten te leveren voor de gerichte extract.
- De optimale oplosmiddel voor ultrasone extractie van plantaardige bioactieve stoffen wordt gekozen met betrekking tot de grondstof.
Ultrasone extractie
Ultrageluid is welbekend celstructuren verstoren en massaoverdracht te verbeteren, waardoor de extraheerbaarheid van biocompounds (bijvoorbeeld fenolen, carotenoïden) verhogen.
Aangezien de mechanische effecten van sonificatie het extractieproces sterk verbeteren door verbeterde massaoverdracht, het gebruik van organische oplosmiddelen is dikwijls overbodig. Dit betekent dat voor ultrasone extractie water vaak voldoende extractiemedium die vele voordelen zoals het goedkoop, ongevaarlijk, gemakkelijk beschikbaar en milieuvriendelijk is.
Voor specifieke bioactieve verbindingen beste resultaten kunnen worden bereikt door ultrasone extractie in combinatie met een vluchtig oplosmiddel.
Rechts oplosmiddel te kiezen, moet de grondstof (bijvoorbeeld vers of gedroogd, gemacereerd / vermalen of poedervormig plantmateriaal) en de betrokken stoffen (bijvoorbeeld lipofiel, hydrofiel) worden overwogen.
De volgende tabel vermeldt verschillende oplosmiddelen, die met succes getest op de ultrasone extractie van plantenmateriaal.
| solvent | Fabriek | Soort weefsel |
|---|---|---|
| Azijnzuur / ureum / cetyltrim-ethylammoniumbromide | rijst | zemelen |
| waterige ethanol | graan distilleerder | graan |
| waterige isopropanol | soja, koolzaad | zaden |
| ethanol | saccharina japonica | – |
| Glacial Actic acid | sorghum | – |
| Fenol | tomaat / aardappel / aloe vera / soja | pollen / knol / blad / zaad |
| Fenol / ammoniumacetaat | gerst / banaan | wortel / blad |
| Fenol / ammoniumacetaat | avocado / tomaat / oranje / banaan / peren / druiven / appel / aardbei | fruit |
| Fenol / methanol-ammoniumacetaat | naaldhout / banaan / apple / aardappel | zaad / fruit |
| Natriumdodecylsulfaat / aceton | naaldhout / aardappel | zaden / knollen |
| Natriumdodecylsulfaat / TCA / aceton | appel / banaan | zakdoek |
| TCA | bonen | helmknop |
| TCA / aceton | citrus / soja / aloe vera | doorbladert |
| TCA / aceton | soja / naaldhout | zaden |
| TCA / aceton | tomaat | pollenkorrel |
| TCA / aceton / fenol | olive / bamboo / druiven / citroen | doorbladert |
| TCA / aceton / fenol | appel / oranje / tomaat | fruit |
| Thioureum / ureum | soja | zaad |
| Thioureum / ureum | appel / banaan | weefsels |
| Tris-HCL buffer | tomaat | pollenkorrel |
Ultrasone extractie uit cellen: de microscopische dwarsdoorsnede (TS) van apicale stam munt (Mentha piperita) toont de werkingsmechanismen tijdens ultrasone extractie uit cellen (vergroting 2000x) [bron: Vilkhu et al. 2011]
Ultrasonicators voor extractie
Van lab en bench-top ultrasone apparaten tot full-industriële ultrasone afzuiginstallaties – Hielscher Ultrasonics is dat je lange tijd ervaren partner, als het gaat om krachtige en betrouwbare ultrasone apparatuur voor een succesvolle extractie processen.
De ultrasone systemen worden veel gebruikt in biochemische laboratoria en farmaceutische fabrieken. De ultrasone sonotrodes en reactoren zijn autoclaveerbaar en voldoen aan de normen van de farmaceutische productie.
Hielscher ultrasone extractors zijn beschikbaar voor alle processchaal – van lab naar de productie.
Hielscher Ultrasonics’ industriële ultrasone processors kunnen zeer hoge amplitudes leveren om cel matrices verstoren en betrokken stoffen vrijkomen. Amplitudes van maximaal 200 urn kan gemakkelijk continu worden uitgevoerd in 24/7 operatie. De kracht en robuustheid van ultrasone apparatuur Hielscher zorgt voor een grote opbrengst, snelle extractiegraden en vollediger extractie – excelleren conventionele extractiewerkwijzen.
De ultrasone processors kunnen worden gecombineerd met gebruikelijke extractiemethoden zoals Soxhletextractie of superkritisch CO2 extractie. Inbouw in bestaande productielijnen kan gemakkelijk worden bereikt.
Literatuur / Referenties
- 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.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
Ultrasone extractie met cavitatie
Intensieve ultrasone golven te genereren akoestische cavitatie in vloeistoffen. De cavitatie afschuifkrachten verbreekt celwanden en membranen, zodat het intracellulaire morsen. Ultrasone extractie realiseert grotere penetratie van het oplosmiddel in een plantaardig weefsel en verbetert de massaoverdracht. Daardoor ultrasone extractie intensiveert het extractieproces resulteert in significant hogere opbrengsten, snellere extractiegraden en een volledige extractie.
solvent Systems
Voor de winning van biologisch actieve stoffen uit plantaardig materiaal verschillende oplosmiddelsystemen zijn. Voor de extractie van hydrofiele verbindingen, meestal polaire oplosmiddelen zoals methanol, ethanol of ethyl- acetaat gekozen, terwijl voor de extractie van lipofiele stoffen (bijvoorbeeld lipiden), oplosmiddelsystemen zoals dichloormethaan of dichloormethaan / methanol (v / v 1: 1 ) de voorkeur. Hexaan wordt vaak gebruikt als oplosmiddel voor extractie chlorofyl.
Organische oplosmiddelen
Een organisch oplosmiddel een soort vluchtige organische verbinding (VOC). VOS zijn organische chemicaliën die verdampen bij kamertemperatuur.
Organische verbindingen die als oplosmiddelen omvatten:
- aromatische verbindingen, b.v. benzeen en tolueen
- alcoholen, b.v. methanol
- esters en ethers
- ketonen, b.v. aceton
- aminen
- genitreerde koolwaterstoffen en gehalogeneerde
Vele organische oplosmiddelen als toxisch of carcinogeen. In het geval van onjuiste behandeling, kunnen ze gevaarlijk zijn voor de mens en kan lucht, water en bodem vervuilen.
bioactieve stoffen
Bioactieve stoffen worden gedefinieerd als stoffen, die van invloed zijn op levende organismen, weefsels en cellen. Biologisch actieve stoffen omvatten antibiotica, enzymen en vitaminen. Bioactieve stoffen zoals carotenoïden en polyfenolen kan bijvoorbeeld worden geëxtraheerd van vruchten, bladeren en groenten, terwijl fytosterolen zijn te vinden in plantaardige oliën.
Van planten afkomstige biologisch actieve verbindingen omvatten flavonoïden, cafeïne, carotenoïden, choline, dithiolthionen, fytosterolen, polysacchariden, fyto-oestrogenen, glucosinolaten, polyfenolen en anthocyaninen. Veel bioactieve stoffen worden gewaardeerd als antioxydanten en worden daarom als heilzaam voor de gezondheid beschouwd.
[/callout]