Hielscher Echografietechniek

Superieure Catechine Extracten met Ultrasonica

Catechine zoals epigallocatechine gallate (EGCG), epigallocatechine (EGC), epicatechine gallate (ECG) en epicatechine (EC) zijn polyfenolen, die aanzienlijke gezondheidsvoordelen vertonen. Terwijl catechine in kleinere hoeveelheden wordt aangetroffen in groene thee, cacao, fruit en sommige andere voedingsmiddelen, wordt voor hoge doseringen de voorkeur gegeven aan catechine-extracten. Ultrasone extractie is een gemakkelijke en snelle groene techniek om catechinen uit planten, bijvoorbeeld groene theebladeren, te isoleren met behulp van water als oplosmiddel. Ultrasoon geproduceerde catechine-extracten zijn hoogwaardige, oplosmiddelvrije verbindingen voor gebruik in voedingssupplementen en geneesmiddelen.

Ultrasone extractie van catechinen

Groene theebladeren zijn rijk aan catechinen zoals epigallocatechine gallate (EGCG), epigallocatechine (EGC), epicatechine gallate (ECG) en epicatechine (EC), die door middel van ultrasoonbehandeling kunnen worden geëxtraheerd.Ultrasone extractie is een niet-thermische techniek, die gebaseerd is op de toepassing van zuivere mechanische krachten. Laagfrequente ultrasone golven met een hoge intensiteit worden via een ultrasone sonde (sonotrode) in een vloeibaar medium gekoppeld. De intense schuifkrachten van de akoestische cavitatie perforeren en verstoren de celmembranen, verbeteren de massatransfer tussen het celinterieur en het oplosmiddel en geven de intracellulaire verbindingen vrij in het oplosmiddel.
In hun uitgebreide review van extractiemethoden uit groene thee (Camellia sinensis) vonden Banerjee en Chatterjee (2015) dat sonde-type ultrasoonbaden aanzienlijk efficiënter zijn dan ultrasoonbaden. Bovendien stellen de auteurs dat ultrasone extractie de voorkeur heeft als methode voor de extractie van thee catechines vanwege de verhoogde effectiviteit van het extractieproces bij lagere temperaturen, waardoor de thermische afbraak van warmtegevoelige verbindingen wordt voorkomen en de geneeskrachtige waarde ervan behouden blijft. Extractie bij hoge temperatuur leidt vaak tot de afbraak van polyfenolen en verhoogt de afgifte van eiwitten en pectines, die de organoleptische kwaliteit van de thee verstoren door de vorming van crèmes. Het voordeel van sonicatie ligt in het niet-thermische mechanisme. Ultrasone extractie kan de opbrengst van theepolyfenolen bij 65°C verhogen, terwijl dit in vergelijking met traditionele extractie bij 85°C wel het geval is.
Ultrasone extractie geeft een hoge opbrengst aan hoogwaardige voedingsstoffen. Als niet-thermisch proces vermijdt ultrasone extractie het verlies van warmtegevoelige voedingsstoffen.
Ultrasone extractie kan ook worden uitgevoerd op kamertemperatuur of in gekoelde vloeistoffen. Klik hier, om meer te lezen over ultrasonisch koudgebakken thee!

Voordelen van Ultrasone EGCG Extractie

  • Oplosmiddelvrij / op waterbasis
  • hoog extractierendement
  • Hoge kwaliteit extracten
  • Volledige spectrumextracten
  • snel proces
  • Groen, milieuvriendelijk
  • eenvoudige en veilige bediening
  • Laag onderhoud
  • snelle RoI
Ultrasone processor UIP2000hdT (2kW) met geroerde batchreactor

ultrasoon homogenisator UIP2000hdT (2kW) met continu geroerde batchreactor

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Casestudy van ultrasone catechine extractie

Ultrasone extractie kan worden uitgevoerd met behulp van verschillende oplosmiddelen, waaronder water, ethanol, water: ethanolmix, isopropanol, plantaardige olie, glycerine, enz.
In een studie uit 2018 hebben Ayyildiz et al. ultrasone extractie met behulp van water en ethanol als oplosmiddelen vergeleken met de conventionele heetwaterextractiemethode. Voor deze studie op proefschaal werd een Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ultrasonicator in batch en in continue stroomopstelling.
De resultaten toonden aan dat ultrasone extractie met ethanol aanzienlijk (p < 0.05) more efficient to extract higher yields of EGCG, EGC, ECG, and EC than conventional hot water extraction and ultrasonic water-based extraction. Under optimised process conditions, almost 100% and 50% more EGCG content was obtained ultrasonic ethanol extraction than conventional hot water extraction and ultrasonic extraction with water, respectively. The optimal conditions for the ultrasonic extraction of EGCG with ethanol were 66.53ºC, 43.75 min and, 67.81% ethanol. Ultrasonic extraction is the preferred mode of tea catechins due to the increased efficacy of extraction process at lower temperature by retaining their antioxidant activity. [/two_thirds] [one_third_last] [/one_third_last] [two_thirds]

Hoogwaardige ultrasone afzuigkappen met hoge prestaties

De extractiesystemen van Hielscher Ultrasonics worden wereldwijd gebruikt in voeding en farma voor de commerciële productie van hoogwaardige plantenextracten die worden gebruikt als voedingssupplementen en farmaceutische producten. Of u nu kleinere partijen koudgebrouwen thee wilt produceren of grote hoeveelheden hoogwaardige polyfenol / catechine extracten wilt verwerken, Hielscher Ultrasonics heeft de geschikte ultrasone afzuiginstallatie voor u. De ultrasoonapparaten zijn eenvoudig en veilig te bedienen. Intuïtieve software en digitale bediening via touch-display maken een nauwkeurige procesbesturing mogelijk. De robuustheid van Hielscher's ultrasoon apparatuur maakt het mogelijk om 24 uur per dag, 7 dagen per week en in veeleisende omgevingen te werken.

Processtandaardisatie met Hielscher Ultrasonics

Levensmiddelen- en farmaceutisch hoogwaardige extracten moeten worden geproduceerd in overeenstemming met Good Manufacturing Practices (GMP) en onder gestandaardiseerde verwerkingsspecificaties. De digitale extractiesystemen van Hielscher Ultrasonics worden geleverd met intelligente software, waarmee het geluidsproces eenvoudig en nauwkeurig kan worden ingesteld en aangestuurd. De automatische gegevensregistratie schrijft alle ultrasone procesparameters zoals ultrasone energie (totale en netto energie), amplitude, temperatuur, druk (bij montage van temperatuur- en druksensoren) met datum- en tijdstempel op de ingebouwde SD-kaart. Hierdoor kunt u elk ultrasoon verwerkt lot herzien. Tegelijkertijd is de reproduceerbaarheid en de continue hoge productkwaliteit gewaarborgd.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml / min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000hdT
na 10 tot 100 l / min UIP16000
na grotere cluster van UIP16000

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om aanvullende informatie aan te vragen over ultrasone processoren, toepassingen en prijs. Wij bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem aan dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor dispersie, emulgatie en celextractie.

Krachtige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar piloot en industrieel schaal.

Literatuur / Referenties



Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Ultrasone extractie – werkend principe

Ultrasone extractie is een mechanische methode om intracellulaire verbindingen vrij te maken en te isoleren uit celmatrices zoals plantencellen. Wanneer krachtige ultrasone golven worden gekoppeld tot een slurry (bijv. bestaande uit gemacereerde plantendeeltjes in water of oplosmiddel), genereren de zeer energieke ultrasone golven cavitatie. Het fenomeen cavitatie leidt plaatselijk tot extreme temperaturen, drukken, verwarmings-/koelsnelheden, drukverschillen en hoge schuifkrachten in het medium. Wanneer cavitatiebellen imploderen op het oppervlak van vaste stoffen (zoals deeltjes, plantencellen, weefsels enz.), genereren micro-jets en interparticulaire botsingen effecten zoals oppervlakteschil, erosie en deeltjesafbraak. Daarnaast zorgt de implosie van cavitatiebellen in vloeibare media voor macro-turbulenties en micro-menging.
Ultrasone bestraling is een efficiënte manier om massatransferprocessen te verbeteren, aangezien sonicatie leidt tot cavitatie en de bijbehorende mechanismen zoals microbewegingen door vloeistofstralen, compressie en decompressie in het materiaal met de daaropvolgende verstoring van de celwanden, evenals hoge verwarmings- en afkoelsnelheden.

Ultrasone verstoorders worden gebruikt voor extracties uit fytobronnen (bv. planten, algen, schimmels).

Ultrasone extractie uit plantencellen: de microscopische dwarsdoorsnede (TS) toont het werkingsmechanisme bij ultrasone extractie uit cellen (vergroting 2000x) [bron: Vilkhu et al. 2011].

Ultrasonicatie van plantmateriaal fragmenteert de matrix van plantencellen en verbetert de hydratatie ervan. Chemat et al. (2015) concluderen dat ultrasone extractie van bioactieve stoffen uit botanische producten het resultaat is van verschillende onafhankelijke of gecombineerde mechanismen, waaronder fragmentatie, erosie, capillariteit, detexturatie en sonoporatie. Deze effecten verstoren de celwand, verbeteren de massatransfer door oplosmiddel in de cel te duwen en fytosanitair geladen oplosmiddel uit te zuigen, en zorgen voor vloeibare beweging door middel van micromenging.

Wat zijn de grote voordelen van ultrasone extractie?

  • Snel proces en hoge output
  • Laag energieverbruik
  • Lagere verwerkingskosten
  • Niet-thermische technologie
  • Hogere zuiverheid
  • Groene technologie

Akoestische cavitatie en de effecten daarvan

In de vloeistof creëren de ultrasone golven intense, afwisselende hogedruk-/lagedrukcycli, die resulteren in de vorming van cavitatiebellen. Gedurende meerdere drukcycli groeien de cavitatiebellen tot ze een grens bereiken, waarbij de luchtbel niet meer energie kan opnemen. Op dit punt implodeert de luchtbel met geweld. Tijdens de luchtbelimplosie ontstaan extreme omstandigheden zoals hoge temperaturen tot 5000K, drukken tot 2000atm, zeer hoge verwarmings-/koelsnelheden en drukverschillen. Omdat de instortingsdynamiek van de luchtbel sneller is dan de massa en de warmteoverdracht, is de energie in de instortingsholte beperkt tot een zeer kleine zone, ook wel "hot spot" genoemd. De implosie van de cavitatiebel resulteert ook in microturbulenties, vloeistofstralen met een snelheid tot 280m/s en de daaruit voortvloeiende schuifkrachten. Dit fenomeen staat bekend als ultrasone of akoestische cavitatie.

Ultrasoon/akoestische cavitatie creëert zeer intense krachten die de celwanden die bekend staan als lysis openen (klik om te vergroten!).

Ultrasone extractie is gebaseerd op akoestische cavitatie en de hydrodynamische afschuifkrachten.

Catechins

Groene thee staat bekend als rijk aan polyfenolen zoals cafeïnezuur, galzuur, catechine, epicatechine, gallocatechine, catechin gallate, gallocatechine, epigallocatechine gallate, en epigallocatechine gallate (EGCG), wat groene thee tot een populaire gezondheidsvoeding maakt die wordt geconsumeerd als drank en als extract. EGCG is een bekende catechine, die in grote hoeveelheden aanwezig is in de gedroogde bladeren van groene thee (7380 mg per 100 g), witte thee (4245 mg per 100 g), en in kleinere hoeveelheden in zwarte thee (936 mg per 100 g). Tijdens de productie van zwarte thee worden de catechines meestal omgezet in theaflavines en thearubigines via polyfenol-oxidases.

Gezondheidsvoordelen van Epigallocatechin Gallate (EGCG)

Van de groep catechines is epigallocatechine gallate (EGCG) de meest onderzochte en meest veelbelovende. Van anti-kanker, antioxidant, anti-inflammatoire, anti-fibrose, anti-collagenase tot immuunsysteem stimulerende en anti-verouderingseffecten, EGCG toont vele voordelen en wordt daarom geconsumeerd in de vorm van groene theedrank en in de vorm van voedingssupplementen zoals capsules, poeders, tabletten, enz.
Onderzoek suggereert dat catechines zoals epigallocatechine gallate (EGCG) ontstekingen kunnen verminderen en bepaalde chronische aandoeningen, zoals hart- en vaatziekten, diabetes en sommige vormen van kanker kunnen voorkomen.

EGCG en zijn anti-kanker effecten

Aangezien kanker een vaak levensbedreigende ziekte is, wordt er veel onderzoek gedaan naar de antikankereigenschappen van EGCG. Studies suggereren dat EGCG tumorigenese kan remmen door het verminderen of elimineren van kankerverwekkende effecten. Er zijn bevindingen die suggereren dat EGCG diethylnitrosamine-geïnduceerde tumorigenese van de lever voorkomt door het remmen van de IGF/IGF-1R-as, het verbeteren van hyperinsulinemie en het verminderen van chronische ontstekingen. Een ander mechnaisme van EGCG's antikanker effect is de remming van angiogenese en daarmee het tegengaan van tumorproliferatie.

EGCG en zijn antioxiderende werking

Ontelbare antioxidatieve processen komen in het menselijk lichaam voor en dragen bij aan gezondheid, kracht en welzijn. EGCG is een antioxidant. Antioxidanten kunnen beschermen tegen celbeschadiging door vrije radicalen uit te roeien en te neutraliseren. De fenolringen in de EGCG-structuur werken als elektronenvangers en aaseters van vrije radicalen, remmen de vorming van reactieve zuurstofspecies en verminderen daardoor de schade die door oxidatieve stress wordt veroorzaakt.

EGCG en zijn anti-inflammatoire werking

Ontsteking kan worden veroorzaakt door ziekte, chronische stress en milieuvervuiling. Het lichaam reageert op dergelijke stressfactoren met een ontsteking, die wordt gekenmerkt door de samenvoeging van een groot aantal immuuncellen op de ontstekingsplaatsen, het vrijkomen van pro-inflammatoire cytokines en reactieve zuurstof/stikstofsoorten (ROS/RNS). ROS/RNS zijn gerelateerd aan de activering van transcriptiefactor NF-B en activatoreiwit-(AP-)1. Na activering worden NF-jB en AP-1 overgebracht van het cytoplasma naar de celkern en worden verschillende inflammatoire genexpressies opgewekt, die vervolgens een verergering van de ontstekingsreactie en weefselschade veroorzaken.
EGCG remt de transmissie van NF-B en AP-1 dat de expressie van iNOS en COX-2 wordt gereduceerd, voornamelijk door stikstofmonoxide, peroxynitriet en andere ROS/RNS te verwijderen en de productie van ontstekingsfactoren te verminderen.

EGCG en de effecten ervan op de bevordering van de osteogenese

Osteoporose is een ernstige ziekte die wordt gekenmerkt door de degeneratie van de botmatrix en het verlies van botdichtheid. EGCG vertoont regulerende effecten op het botmetabolisme. EGCG kan de apoptose van osteoclasten induceren en de vorming van osteoclasten remmen door de generatie van NF-B en IL-1b te blokkeren. Bovendien kan het de vorming van gemineraliseerde botknobbels bevorderen.
Chenyu Chu; Jia Deng; Yi Man; Yili Qu (2017): Green Tea Extracts Epigallocatechin-3-gallate voor verschillende behandelingen. BioMed Research International Vol. 2017].