Ekstrakcja pokrzywy – silnie działające nalewki dzięki ultradźwiękom

Pokrzywa (Urtica dioica) to roślina bogata w związki bioaktywne, takie jak polifenole, przeciwutleniacze, karoteny i terpenoidy, wykorzystywane jako substancje farmaceutyczne, terapeutyczne i nutraceutyczne. Ekstraktor ultradźwiękowy jest wysoce wydajnym narzędziem o ugruntowanej pozycji w przemyśle, służącym do produkcji ekstraktów z pokrzywy o doskonałej jakości.

Korzyści z ekstraktów z pokrzywy otrzymywanych ultradźwiękowo

Liście, kwiaty i łodygi pokrzywy zawierają szeroką gamę związków bioaktywnych, wykorzystywanych ze względu na ich działanie lecznicze i terapeutyczne. Ponieważ uzyskanie pożądanych efektów często wymagałoby spożywania dużych ilości pokrzywy, ekstrakty z pokrzywy stanowią bardziej praktyczną i przyjazną dla konsumenta formę podawania. Ekstrakty z pokrzywy, np. w postaci koncentratów lub nalewek, są skutecznym sposobem przyjmowania pełnego spektrum substancji fitochemicznych w postaci o dużej sile działania.
Ekstrakcja ultradźwiękowa jest łagodną, a zarazem wysoce wydajną techniką wytwarzania ekstraktów z pokrzywy, np. ekstraktów alkoholowych lub wodnych. Te ekstrakty wytwarzane ultradźwiękowo zapewniają znacznie silniejsze i bardziej skoncentrowane działanie w porównaniu z tradycyjnymi preparatami, takimi jak pojedyncze wyekstrahowane związki, ekstrakty otrzymane przez macerację czy herbaty.

Rozpuszczalniki do ultradźwiękowej ekstrakcji pokrzywy

Do wydajnej ekstrakcji związków bioaktywnych ze świeżych lub suszonych liści pokrzywy najczęściej stosuje się łagodne, nietoksyczne rozpuszczalniki, takie jak woda, wodny roztwór etanolu lub etanol. W zależności od dalszego przetwarzania (np. zatężania ekstraktu za pomocą wyparki rotacyjnej lub destylacji) korzystniejszy może być etanol lub wodny roztwór etanolu o większym udziale etanolu ze względu na niższą entalpię parowania alkoholu.

Studia przypadków: ultradźwiękowa ekstrakcja pokrzywy potwierdzona naukowo

Šic Žlabur i wsp. (2022) badali efekty ekstrakcji ultradźwiękowej jako ekologicznej technologii ekstrakcji. Ponieważ ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami charakteryzuje się wysoką wydajnością ekstrakcji substancji fitochemicznych, krótszym czasem obróbki i znacznie mniejszym śladem środowiskowym, stanowi odpowiednie i zrównoważone rozwiązanie. Aby określić wpływ metody ekstrakcji, porównano ekstrakcję konwencjonalną i ultradźwiękową (z wykorzystaniem dwóch różnych systemów urządzeń ultradźwiękowych), czas oraz stężenie etanolu w odniesieniu do ekstrakcji wyspecjalizowanych metabolitów ze sproszkowanych liści pokrzywy. Ekstrakcja ultradźwiękowa z wykorzystaniem systemu z sonotrodą, określanego jako sonikator z sondą lub zanurzeniowy homogenizator ultradźwiękowy, znacząco przyczyniła się do zwiększenia uzysku kwasu askorbinowego i związków polifenolowych oraz zdolności przeciwutleniającej ekstraktów z pokrzywy w porównaniu z ekstrakcją konwencjonalną. Ponadto izolacja poszczególnych wyspecjalizowanych metabolitów za pomocą systemu z sonotrodą wymagała znacznie mniej czasu niż ekstrakcja ultradźwiękowa w łaźni ultradźwiękowej. Dlatego w badaniu stwierdzono, że ekstrakcja za pomocą sonotrody jest znacznie wydajniejsza pod względem uzyskiwania większych ilości wyspecjalizowanych metabolitów ze sproszkowanej pokrzywy w krótszym czasie (średni czas procesu 5–10 min), zarówno w porównaniu z łaźnią ultradźwiękową, jak i tradycyjną ekstrakcją rozpuszczalnikową w układzie ciało stałe–ciecz.
 
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o przewadze sonikatorów z sondą nad łaźniami ultradźwiękowymi (zbiornikami do czyszczenia)!
 

W tym filmie demonstrujemy ultradźwiękową ekstrakcję liści pokrzywy w partii 30L z użyciem Hielscher UIP2000hdT, sonikatora o mocy 2000 watów. Ten sonikator sondowy doskonale nadaje się do nietermicznej ekstrakcji związków bioaktywnych z pokrzywy (Urtica dioica) i innych surowców roślinnych.

 

Florez i wsp. (2022) badali wpływ sonikacji na ekstrakcję pokrzywy i porównali wyniki z alternatywnymi technikami ekstrakcji. W przypadku całkowitej zawartości związków fenolowych (TPC) oraz wartości zdolności zmiatania wolnego rodnika ABTS•+ (kwas 2,2-azino- bis(3-etilbenzotiazolin)-6-sulfonowy) ekstrakcja ultradźwiękowa była najwydajniejszą metodą. Najlepsze uzyski ekstrakcji otrzymano przy zastosowaniu obróbki ultradźwiękowej z wodą jako rozpuszczalnikiem, uzyskując wartości 21,9 mg równoważników kwasu galusowego/g suszonej pokrzywy dla TPC, 71,8% dla %ABTS•+ i 86,6% dla %DPPH• DPPH• (1,1-difenylo-2-pikrylohydrazyl). Praca ta dowodzi, że wodny ekstrakt z liści pokrzywy otrzymany techniką ultradźwiękową jest ważnym źródłem naturalnych przeciwutleniaczy i może być uznawany za potencjalną alternatywę dla przeciwutleniaczy syntetycznych.
Florez i wsp. (2022) opisują zalety ekstrakcji ultradźwiękowej w porównaniu z alternatywnymi metodami ekstrakcji następująco: „Tradycyjne procedury, takie jak ekstrakcja Soxhleta, ekstrakcja pod chłodnicą zwrotną i ekstrakcja przez macerację, zajmują dużo czasu, zużywają duże ilości rozpuszczalnika i mogą powodować degradację termolabilnych substancji chemicznych ze względu na stosowanie wyższych temperatur. W ostatnich latach zaczęto stosować inne techniki, takie jak ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami. Proces ten umożliwia głębsze wnikanie rozpuszczalnika do materiałów poddawanych ekstrakcji, poprawiając transport masy dzięki efektom mikroprzepływów. Dlatego technika ta jest uznawana za wydajny proces ekstrakcji, zapewniający korzyści takie jak skrócenie czasu, zwiększenie uzysku czy niska temperatura. Często poprawia jakość ekstraktu”.

Znajdź najlepszy sonikator do swojego procesu ekstrakcji

Jak wybrać idealny sonikator do procesu ekstrakcji materiału roślinnego, np. do wytwarzania silnie działających ekstraktów z liści pokrzywy? Ekstrakcja substancji fitochemicznych z materiału roślinnego, takiego jak pokrzywa zwyczajna, wymaga precyzji i wydajności. Wybór odpowiedniego sonikatora z sondą ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia optymalnego uzysku ekstrakcji, zarówno w małej skali laboratoryjnej, jak i w procesach przemysłowych na dużą skalę.
Nasz dobrze wyszkolony personel z wieloletnim doświadczeniem pomoże wybrać najbardziej odpowiedni sonikator z sondą, umożliwiający wydajną i powtarzalną ekstrakcję substancji fitochemicznych z materiału roślinnego, takiego jak pokrzywa zwyczajna. Funkcje takie jak regulacja amplitudy, monitorowanie procesu, łatwa obsługa i bezpieczeństwo sprawiają, że sonikatory Hielscher są preferowanymi urządzeniami do ekstrakcji wśród naukowców i specjalistów z przemysłu. Sonikatory Hielscher umożliwiają uzyskanie zoptymalizowanych wyników ekstrakcji o wyjątkowej wydajności i jakości. Wykorzystaj pełny potencjał surowców roślinnych, zapewniając niezawodność działania i jakość produktu dzięki mocy ultradźwięków!

Projektowanie, produkcja i doradztwo – jakość wyprodukowana w Niemczech

Sonikatory Hielscher są dobrze znane z najwyższych standardów jakości i projektowania. Wytrzymałość i łatwa obsługa umożliwiają płynną integrację naszych sonikatorów z instalacjami przemysłowymi. Sonikatory Hielscher z łatwością radzą sobie w trudnych warunkach i wymagających środowiskach.

Hielscher Ultrasonics jest firmą z certyfikatem ISO i kładzie szczególny nacisk na sonikatory o wysokiej wydajności, wyposażone w najnowocześniejszą technologię i przyjazne dla użytkownika. Oczywiście sonikatory Hielscher są zgodne z wymaganiami CE i spełniają wymagania UL, CSA oraz RoHs.

Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów:

 

W tej prezentacji przedstawiamy produkcję ekstraktów roślinnych. Wyjaśniamy wyzwania związane z wytwarzaniem wysokiej jakości ekstraktów roślinnych oraz sposób, w jaki sonikator pomaga im sprostać. Prezentacja pokazuje, jak działa ekstrakcja ultradźwiękowa. Dowiesz się, jakich korzyści można oczekiwać po zastosowaniu sonikatora do ekstrakcji i jak wdrożyć ekstraktor ultradźwiękowy w produkcji ekstraktów.