Ultrasone extractie van polyfenolen uit Baggibuti (Stachys parviflora)

Extracten van de Baggibuti-plant (Stachys parviflora L.) worden gewaardeerd als kruidengeneesmiddel voor de behandeling van krampen, artralgie, epilepsie, vallende ziekte en dracunculiasis. Ultrasone extractoren worden met succes toegepast voor de isolatie van polyfenolen en andere fytochemicaliën uit Stachys parviflora.

Wat maakt ultrasone extractie superieur? – Het werkingsprincipe & Voordelen van Power-Ultrasonics

TWanneer bioactieve verbindingen (d.w.z. fytochemicaliën, secundaire metabolieten) uit plantaardige producten geïsoleerd moeten worden, moeten de celstructuren van het plantaardige materiaal verstoord worden om de doelverbindingen vrij te maken. Ultrasone extractie is een zeer efficiënte methode om de volledige hoeveelheid fytochemicaliën uit plantaardige materialen (bijv. Stachys parviflora, kruiden, enz.) te isoleren in een snel extractieproces. De toepassing van ultrasoon geluid met een hoog vermogen produceert sterke cavitatie-effecten, verstoringen / turbulenties, vloeistofstromen met hoge snelheid. Deze ultrasone krachten bevorderen celdisruptie en vermenging op macro- en microniveau. Bovendien worden de penetratie van oplosmiddelen, het oplossen van bioactieve verbindingen en de massaoverdracht aanzienlijk verbeterd. Hierdoor is ultrasone extractie zeer efficiënt, wat resulteert in een superieur extractrendement binnen een snelle procestijd.

De voordelen van fytochemicaliën uit Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L., algemeen bekend als "Baggibuti", is een soort van Lamicae. Stachys parviflora verbindingen zoals iridoïden, flavonoïden, fenolzuren en diterpenoïden worden gerapporteerd als secundaire metabolieten staan bekend om hun anti-nefritische, anti-inflammatoire, radicaal-afbrekende en anti-microbiële eigenschappen.

Ultrasone extractie van bioactieve bestanddelen uit Baggibuti (Stachys parviflora)

Ultrasone extractie, ook bekend als ultrasonisch geassisteerde extractie (UAE), is een wetenschappelijk bewezen en industrieel gevestigde technologie voor de isolatie van bioactieve stoffen zoals polyfenolen, flavonoïden, terpenen en vele andere secundaire metabolieten uit plantaardige stoffen.

Extractie van Baggibuti (Stachys parviflora): Werkingsprincipe en protocol

Ultrasone extractie is een milde, niet-thermische maar zeer efficiënte extractietechniek die uitsluitend gebaseerd is op mechanische krachten. Hierdoor worden gevoelige botanische verbindingen beschermd tegen thermische degradatie, maar het extractrendement verkregen door ultrasone extractie is uitzonderlijk hoog en van superieure kwaliteit.

Ultrageluid met hoog vermogen voor extractie

et extractieversterkende mechanisme van ultrasoon geluid met een lage frequentie en hoge intensiteit wordt voornamelijk toegeschreven aan het fenomeen van akoestische cavitatie. Wanneer cavitatiebellen instorten op het oppervlak van het botanische materiaal, breken erosie en sonoporatie de matrix van plantencellen (zoals Stachys parviflora), wat resulteert in de vernietiging van de celstructuur en het vrijkomen van intracellulaire stoffen zoals polyfenolen en andere fytochemicaliën. De daardoor versterkte massaoverdracht vergemakkelijkt het vrijkomen van moleculen zoals proteïnen, lipiden en fytochemicaliën.
Ultrasoon gegenereerde schuifkrachten verbeteren respectievelijk de penetratie van het oplosmiddel in de celmatrix van het botanische materiaal en de permeabiliteit van de celmembranen. Deze mechanismen van krachtige ultrasoon zijn verantwoordelijk voor de aanzienlijke procesintensivering die wordt bereikt wanneer ultrasoonbehandeling wordt toegepast voor botanische extractie.

SEM van Stachys parviflora-oppervlak, (a) onbehandeld monster, (b) maceratie, (c) geoptimaliseerde ultrasone extractie (UAE) (UP200Ht4 min behandelingstijd, 74,5% hoge intensiteit en 74,2% zuiverheid van oplosmiddelen)
Studie en foto: ©Salarbashi et al., 2016

Ultrasoon extractieprotocol voor fenolen uit Baggibuti

Het onderzoeksteam van Salarbashi extraheerde polyfenolische verbindingen uit Stachys parviflora bladeren met behulp van de ultrasone extractor UP200Ht (200W, 26kHz). Voor de vergelijkende extractiestudie van ultrasone extractie en maceratie werden gedroogde bovengrondse delen (geoogst tijdens de bloeifase) van S. parviflora tot poeder gemalen met een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 149 µm. De botanische extractie werd uitgevoerd bij een temperatuur van 35°C, natuurlijke pH, met methanol (60, 80 en 100 % (v v-1)) als oplosmiddel gedurende 4, 7 en 10 minuten.
Voor de ultrasone extractie werd de Hielscher ultrasone sonde UP200Ht (200 W, 26 kHz) gebruikt. De amplitude van de ultrasone extractor UP200Ht werd ingesteld op 100%. De intensiteit van de ultrasone behandeling was 21,8346 Wcm-2 bij 100% amplitude.
De analyseresultaten van het ultrasoon geproduceerde extract toonden aan dat het totale flavonoïdengehalte (TFC) van de extracten lineair toenam met de ultrasone behandeling, terwijl de extractietijd het tegenovergestelde effect had op de TFC. Het hoogste totale gehalte aan flavonoïden werd verkregen bij een ultrasoonduur van 4 minuten (t = 4 min).
Cafeïnezuur, looizuur, quercetine, transferulinezuur en rosmarinezuur werden gevonden als belangrijkste fenolische verbindingen in het ultrasoon geproduceerde extract.
Op basis van de SEM-beelden is duidelijk te zien dat ultrasone trillingen en de resulterende akoestische cavitatie zeker een belangrijke rol spelen bij de effectieve verstoring van de celwand en structuur van het plantmateriaal en dat het extractierendement wordt verbeterd door de ultrasone trillingen en caviterende microstromingen. Door deze door ultrageluid geïnduceerde effecten versterkt ultrasoon ondersteunde extractie het zwel- en verwekingsproces van celwanden via de hydratatie van pectineachtig materiaal uit de middelste lamel. Bijgevolg wordt de matrix van de plantaardige cellen opengebroken, wat vervolgens leidt tot een veel snellere en efficiëntere afgifte van bioactieve metabolieten dan bij andere klassieke extractiemethoden. SEM-beelden laten zien dat de efficiëntie van ultrasone extractie van fenolverbindingen. Als milde, niet-thermische extractiemethode levert sonicatie superieure antioxidant- en antimicrobiële activiteiten op die extracten geproduceerd met conventionele extractietechnieken overtreffen.
(vgl. Salarbashi et al., 2016)

HPLC-chromatogram van Stachys parviflora-extract, dat werd geïsoleerd onder geoptimaliseerde ultrasoon ondersteunde extractieomstandigheden
Studie en foto: ©Salarbashi et al., 2016

Ultrasoonapparaat met hoge prestaties en geavanceerde technologie voor Stachys parviflora-extractie

De slimme functies van Hielscher ultrasoonapparaten zijn ontworpen om een betrouwbare werking, reproduceerbare resultaten en gebruiksvriendelijkheid te garanderen. Operationele instellingen zijn eenvoudig toegankelijk en te kiezen via een intuïtief menu dat toegankelijk is via het digitale kleuren touch-display en de browser-afstandsbediening. Daarom worden alle verwerkingscondities zoals netto-energie, totale energie, amplitude, tijd, druk en temperatuur automatisch opgeslagen op een ingebouwde SD-kaart. Dit stelt je in staat om eerdere sonicatieruns te herzien en te vergelijken en om de extractie van essentiële olie uit Stachys parviflora (baggibuti) te optimaliseren tot de hoogste efficiëntie.
Hielscher ultrasone systemen worden wereldwijd gebruikt voor de productie van hoogwaardige botanische extracten. Hielscher industriële ultrasone systemen kunnen gemakkelijk hoge amplitudes leveren in continu bedrijf (24/7/365). Amplituden tot 200 µm kunnen gemakkelijk continu worden gegenereerd met standaard sonotrodes (ultrasone sondes/ hoorns). Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotrodes verkrijgbaar. Vanwege hun robuustheid en lage onderhoudskosten worden onze ultrasone afzuigsystemen vaak geïnstalleerd voor zware toepassingen en in veeleisende omgevingen.

Neem nu contact met ons op voor meer informatie over ultrasone botanische extractie, onze ultrasone extractiesystemen en prijsinformatie! Onze goed ervaren medewerkers bespreken graag met u uw toepassing en verwerkingsvereisten!

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: