Wysoce wydajna ekstrakcja imbiru za pomocą sonikacji
- Ultradźwiękowa ekstrakcja olejków eterycznych i związków aktywnych z imbiru przekonuje wysoką wydajnością procesu i wysokim uzyskiem.
- Ekstrakcja ultradźwiękowa jest łagodnym, nietermicznym procesem, który pozwala uzyskać ekstrakty wysokiej jakości.
- Podczas gdy inne metody ekstrakcji mają ograniczone możliwości zwiększania skali, sonikację można skalować w sposób całkowicie liniowy do dowolnego poziomu produkcji przemysłowej.
Ekstrakcja imbiru
Imbir (Zingiber officinale) zawiera dużą ilość związków aktywnych, takich jak olejki eteryczne, [6]-gingerol, oleożywice i inne bioaktywne związki fitochemiczne, które są pożądanymi substancjami ze względu na smak, zapach i działanie farmakologiczne.
Aby wykorzystać związki aktywne imbiru, należy uwolnić je z korzenia imbiru (kłącza) poprzez ekstrakcję. Konwencjonalne metody ekstrakcji imbiru, takie jak destylacja z parą wodną lub ekstrakcja rozpuszczalnikowa, mają kilka wad: wiadomo, że są czasochłonne, wymagają dużych ilości rozpuszczalników chemicznych i mają ograniczone możliwości procesowe.
Ultradźwiękowa ekstrakcja gingerolu
Ekstrakcja ultradźwiękowa jest metodą nietermiczną opartą na zasadzie kawitacji, a także na działaniu dużych sił ścinania i mikroturbulencji, które mechanicznie rozrywają ściany komórkowe, jednocześnie ułatwiając uwalnianie składników komórkowych materiału roślinnego do rozpuszczalnika bez degradacji chemicznej. Łagodne temperatury procesu chronią pożądane ekstrakty (np. przeciwutleniacze, polifenole itp.) przed degradacją termiczną. Ponadto ekstrakcję wspomaganą ultradźwiękami często można przeprowadzać w rozpuszczalnikach wodnych (= woda). Unikanie rozpuszczalników organicznych (np. acetonu, heksanu) jest szczególnie ważne przy ekstrakcji związków, które są następnie dodawane do produktów spożywczych i farmaceutycznych.
Sonikację stosowano do ekstrakcji składników funkcjonalnych z wielu różnych matryc roślinnych i tkankowych. Wykazano, że jest szybsza niż konwencjonalne techniki ekstrakcji.
- łagodne warunki procesu
- wysoki uzysk
- szybka ekstrakcja
- bez rozpuszczalników
- bezpieczna i łatwa obsługa
- łatwe zwiększanie skali
- wysoka ogólna wydajność
- przetwarzanie w linii lub partiami
- szybki zwrot z inwestycji
UIP2000hdT z mieszadłem w zbiorniku do ekstrakcji
Doskonała jakość ekstraktu
Ekstrakcja za pomocą ultradźwięków dużej mocy ma przewagę nad innymi tradycyjnymi technikami ekstrakcji, które często są ograniczone do małych objętości. Ekstrakcję ultradźwiękową można przeprowadzać partiami lub w linii z wykorzystaniem komory przepływowej. Intensywne siły ultradźwiękowe perforują lub rozrywają matrycę komórkową, dzięki czemu cały materiał wewnątrzkomórkowy jest szybko i łatwo uwalniany, co pozwala uzyskać maksymalny uzysk ekstrakcji. Wszechstronność urządzeń ultradźwiękowych zapewnia prostą i łatwą procedurę; wymagany rozpuszczalnik można zastąpić wodą lub znacznie zmniejszyć jego ilość. Ponadto łagodna temperatura i krótki czas ekstrakcji chronią związki aktywne przed degradacją, dzięki czemu uzyskuje się ekstrakt wysokiej jakości, o jakości farmaceutycznej / spożywczej.
Urządzenia Hielscher Ultrasonics
Hielscher Ultrasonics dostarcza wydajne, niezawodne systemy ultradźwiękowe do przetwarzania dowolnych objętości na stanowiskach laboratoryjnych, w instalacjach pilotażowych i na pełną skalę przemysłową. Nasze wytrzymałe systemy ultradźwiękowe można wykorzystywać do przetwarzania partiami i w linii. Łatwa i precyzyjna kontrola wszystkich parametrów procesu zapewnia niezmiennie wysoką jakość ekstraktu i wysoką wydajność procesu.
Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów:
| Objętość partii | Natężenie przepływu | Zalecane urządzenia |
|---|---|---|
| 0,5 do 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | większe | zespół urządzeń UIP16000 |
Konfiguracja ultradźwiękowa dostosowana do indywidualnych potrzeb
Literatura / źródła
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 13, Issue 6, 2006. 471-479.
- 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.
- Jacotet-Navarro, Magali; Rombaut, Natacha; Deslis, Simon; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Pierre, François-Xavier; Bily, Antoine; Chemat, Farid (2016): Towards a “dry” bio-refinery without solvents or added water using microwaves and ultrasound for total valorization of fruits and vegetables by-products. Green Chemistry2016.
Warto wiedzieć
Imbir
Imbir jest surowcem roślinnym bogatym w naturalne przeciwutleniacze fenolowe i flawonoidowe.
Charakterystyczny zapach i smak imbiru wynikają z obecności olejków lotnych, które stanowią 1–3% masy świeżego imbiru i składają się głównie z zingeronu, szogaoli i gingeroli, przy czym [6]-gingerol (1-[4′-hydroxy-3′-methoxyphenyl]-5-hydroxy-3-decanone) jest głównym związkiem nadającym ostry smak.
Zingeron powstaje z gingeroli podczas suszenia (pod wpływem ciepła), ma mniej ostry smak i korzenno-słodki aromat. Zingeron, zwany również wanililoacetonem, jest przez niektórych uważany za kluczowy składnik odpowiadający za ostrość imbiru, ale nadaje „słodki” smak gotowanemu imbirowi. Zingeron ma strukturę chemiczną podobną do innych związków aromatycznych, takich jak wanilina i eugenol. Jest stosowany jako dodatek aromatyzujący w olejkach przyprawowych oraz w perfumerii do nadawania korzennych aromatów.
Olejki eteryczne
Olejek eteryczny jest stężoną cieczą hydrofobową zawierającą lotne związki aromatyczne pochodzące z roślin. Olejki eteryczne są również znane jako olejki lotne, olejki eterowe, aetherolea lub po prostu jako olejek z rośliny, z której zostały wyekstrahowane, na przykład olejek różany, imbirowy, sandałowy, z mięty pieprzowej, cytrynowy lub z pomarańczy (słodkiej).
Olejki eteryczne są szeroko stosowane i można je znaleźć w wielu produktach konsumenckich, np. w żywności i napojach do nadawania smaku, w perfumach i kosmetykach do nadawania zapachu oraz w medycynie i produktach farmaceutycznych ze względu na działanie terapeutyczne. Olejki eteryczne charakteryzują się swoistymi zapachami. Olejki eteryczne są zatwierdzone jako bezpieczne składniki produktów spożywczych, medycznych i terapeutycznych.