Ultradźwiękowa ekstrakcja czarnego bzu

Ekstrakty z czarnego bzu są dobrze znane ze swoich właściwości przeciwwirusowych i dlatego są szeroko stosowane jako naturalny środek łagodzący objawy grypy, takie jak gorączka, kaszel i ból gardła. Aby wytwarzać ekstrakty z czarnego bzu o wysokiej zawartości polifenoli i przeciwutleniaczy, potrzebna jest łagodna, a zarazem wydajna metoda ekstrakcji. Ekstrakcja ultradźwiękowa, jako nietermiczna i łagodna technika, jest szeroko stosowana w produkcji wysokiej jakości ekstraktów roślinnych. Sonikacja zwiększa szybkość i wydajność ekstrakcji oraz jakość ekstraktów z czarnego bzu.

Ekstrakt z czarnego bzu

Owoce czarnego bzu pochodzą z drzewa bzu czarnego (Sambucus nigra L.). Owoce i kwiaty czarnego bzu są dobrze znane z bogactwa flawonoidów i witamin. Owoce zawierają duże ilości określonych antocyjanów, a zarówno owoce, jak i kwiaty zawierają duże ilości określonych flawonoli. Flawonoidy, takie jak antocyjany, proantocyjanidyny, flawonole, flawanony i flawony, są polifenolowymi przeciwutleniaczami, które wspierają układ odpornościowy i wykazują różnorodne korzyści dla ogólnego stanu zdrowia. Ponadto czarny bez ma właściwości przeciwwirusowe, przeciwbakteryjne i przeciwnowotworowe oraz wykazano, że poprawia zdrowie układu sercowo-naczyniowego. To zwłaszcza flawonoidy nadają produktom z czarnego bzu ich wyjątkowe właściwości przeciwwirusowe.
Aby uzyskać największe korzyści z prozdrowotnych właściwości czarnego bzu, związki bioaktywne, takie jak polifenole, flawonoidy, antocyjany i witaminy, ekstrahuje się z jego owoców i kwiatów, a następnie wykorzystuje do opracowania skoncentrowanego produktu prozdrowotnego o silnym działaniu.
Dostępne na rynku preparaty z czarnego bzu do leczenia przeziębienia i grypy występują w różnych postaciach, w tym płynów, syropów, kapsułek, tabletek, pastylek do ssania i żelków.

Ekstrakcja ultradźwiękowa – technika turboekstrakcji

Aby wytwarzać duże ilości wysokiej jakości ekstraktu z czarnego bzu, potrzebna jest wydajna, a zarazem łagodna technika ekstrakcji. Łagodny przebieg procesu ekstrakcji jest ważny, aby uniknąć degradacji związków bioaktywnych. Na przykład wiele fitonutrientów jest termolabilnych, co oznacza, że ulegają rozkładowi pod wpływem ciepła. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest techniką nietermiczną, której mechanizm jest czysto mechaniczny. Ekstrakcja ultradźwiękowa opiera się na wytwarzaniu kawitacji akustycznej, która powoduje powstawanie sił ścinających i turbulencji w cieczy ekstrakcyjnej. Te kawitacyjne siły ścinające rozbijają matrycę komórkową rośliny i uwalniają związki bioaktywne, takie jak polifenole, antocyjany, flawonoidy i witaminy, do otaczającej cieczy ekstrakcyjnej / rozpuszczalnika. Dzięki skuteczności kawitacji ultradźwiękowej ekstrakcja ultradźwiękowa może uwolnić całą ilość bioaktywnych fitonutrientów z surowca roślinnego. Ekstrakcja ultradźwiękowa zapewnia wyjątkowo wysoką wydajność w bardzo krótkim czasie przetwarzania.

Kolejną zaletą jest możliwość stosowania ultradźwięków z dowolnym rodzajem rozpuszczalników. Podczas gdy konwencjonalne techniki ekstrakcji, takie jak namaczanie, maceracja czy ekstrakcja Soxhleta, często wymagają agresywnych i toksycznych rozpuszczalników, ekstrakcja ultradźwiękowa pozwala wybrać dowolny rozpuszczalnik. Ekstrakcję ultradźwiękową można przeprowadzać z użyciem wody, mieszanin wody i alkoholu, etanolu, olejów roślinnych i innych łagodnych rozpuszczalników. Szczególnie etanol (w roztworze wodnym) sprawdził się jako skuteczny i niezawodny rozpuszczalnik, który można łatwo odparować po ekstrakcji, a jego pozostałości w ilościach śladowych w ekstrakcie byłyby nietoksyczne.
Sonikacja jest dobrze ugruntowaną metodą wytwarzania wysokiej jakości ekstraktów z surowców roślinnych, np. owoców i kwiatów czarnego bzu. Ultradźwięki o wysokiej wydajności stanowią technikę intensyfikacji procesu: zwiększają efektywność ekstrakcji, zapewniając wyższą wydajność, i przyspieszają proces. Dlatego sonikacja jest również znana jako technika turboekstrakcji.

Turboekstrakcja związków roślinnych za pomocą ultradźwięków

Jako proces turboekstrakcji sonikacja umożliwia znacznie intensywniejszą ekstrakcję niż inne konwencjonalne metody ekstrakcji (np. namaczanie na zimno, sporządzanie naparów, maceracja, perkolacja itp.). Wynika to z mieszania wywoływanego ultradźwiękami, zmniejszania wielkości cząstek i związanego z tym zwiększenia transportu masy. Dzięki zwiększonemu transportowi masy równowaga stężeń między materiałem roślinnym (biomasą) a otaczającym go rozpuszczalnikiem jest osiągana znacznie szybciej. Gdy tylko ta równowaga stężeń zostanie osiągnięta, etap ekstrakcji jest zakończony, ponieważ rozpuszczalnik nie może wchłonąć więcej cząsteczek bioaktywnych. Ultradźwiękowe mieszanie, dyspergowanie i rozdrabnianie stałego materiału roślinnego wypłukuje docelowe cząsteczki z matrycy komórkowej rośliny do rozpuszczalnika. Podczas gdy inne metody ekstrakcji często wymagają kilku godzin lub dni, ekstrakcję ultradźwiękową przeprowadza się w ciągu kilku minut. Krótka, nietermiczna obróbka ultradźwiękowa chroni aktywne cząsteczki przed degradacją wywołaną temperaturą.

Ekstrakcja ultradźwiękowa z użyciem sondy okazała się wysoce wydajną metodą otrzymywania ekstraktów z różnych materiałów roślinnych, w tym owoców, kwiatów i liści czarnego bzu. Proces polega na poddawaniu materiału roślinnego działaniu fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości, co powoduje powstawanie pęcherzyków kawitacyjnych, które rozbijają ściany komórkowe i uwalniają pożądane związki bioaktywne.
Badanie naukowe Sánchez-Hernández i in. (2023), opublikowane w International Journal of Molecular Sciences, dotyczyło profilowania fitochemicznego i potencjału przeciwdrobnoustrojowego ekstraktów z kwiatów i liści Sambucus nigra L. otrzymanych metodą ekstrakcji ultradźwiękowej z użyciem sonikatora Hielscher UIP1000hdT. Wyniki wykazały, że metoda ta była wysoce skuteczna w ekstrakcji związków bioaktywnych zarówno z kwiatów, jak i liści czarnego bzu.
Ekstrakcja ultradźwiękowa z użyciem sondy, przeprowadzana za pomocą zaawansowanych sonikatorów, takich jak UIP1000hdT, jest wydajną metodą otrzymywania wysokiej jakości ekstraktów z kwiatów i liści czarnego bzu. Jej wydajność i skuteczność sprawiają, że jest atrakcyjną opcją zarówno dla badaczy, jak i producentów chcących wykorzystać korzyści zdrowotne tych naturalnych składników.

Zalety ultradźwiękowej ekstrakcji owoców i kwiatów czarnego bzu

Do zalet ekstrakcji ultradźwiękowej z użyciem sondy w przypadku produktów z czarnego bzu należą:

• Większa wydajność: Wykazano, że ekstrakcja ultradźwiękowa zapewnia wyższą wydajność pozyskiwania związków bioaktywnych w porównaniu z tradycyjnymi metodami, takimi jak maceracja czy ekstrakcja Soxhleta.
• Przyspieszone przetwarzanie, skrócony czas trwania: Ekstrakcję ultradźwiękową można ukończyć w ciągu minut zamiast godzin lub dni, co sprawia, że jest znacznie bardziej efektywna pod względem czasu.
• Lepsza jakość: Łagodny charakter ekstrakcji ultradźwiękowej pomaga zachować integralność i siłę działania związków roślinnych, co pozwala uzyskać ekstrakty wyższej jakości.
• Łagodne rozpuszczalniki: Projektowanie procesów ekstrakcji, które wydajnie ekstrahują pożądane związki, a jednocześnie minimalizują ekstrakcję substancji niepożądanych, wymaga starannej optymalizacji i doboru odpowiednich rozpuszczalników. Zaletą ekstraktorów ultradźwiękowych jest możliwość pracy z dowolnym rozpuszczalnikiem. Oznacza to, że należy wybrać rozpuszczalnik najlepiej dopasowany pod względem zdolności rozpuszczania związków docelowych. Do rozpuszczalników powszechnie stosowanych w ekstrakcji ultradźwiękowej należą wodny roztwór etanolu, woda, etanol, metanol, alkohol izopropylowy, heksan, gliceryna, oleje roślinne, rozpuszczalniki głęboko eutektyczne, a także wszelkie inne zwykle stosowane rozpuszczalniki.
• Pełne spektrum: Sonikacja jest znakomitą techniką ekstrakcji pozwalającą uzyskać ekstrakt o pełnym spektrum, który zawiera cały zestaw składników fitochemicznych obecnych w roślinie. Ekstrakty o pełnym spektrum są znane z efektu otoczenia. Efekt otoczenia opisuje synergistyczne działanie różnych związków, które współdziałają, zwiększając ogólne korzyści terapeutyczne ekstraktu.

Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe do ekstrakcji czarnego bzu

Wszystkie wyniki ekstrakcji uzyskane w małej skali można liniowo przenieść na większe moce produkcyjne. Szeroka oferta produktów Hielscher Ultrasonics, od laboratoryjnych po przemysłowe systemy ekstrakcyjne, obejmuje sonikator najlepiej dopasowany do planowanej wydajności procesu. Nasi pracownicy z wieloletnim doświadczeniem pomogą Państwu na wszystkich etapach, od badań wykonalności i optymalizacji procesu po instalację systemu ultradźwiękowego na docelową skalę produkcyjną.

Hielscher Ultrasonics – zaawansowane urządzenia do ekstrakcji

Oferta produktów Hielscher Ultrasonics obejmuje pełen zakres wysokowydajnych ekstraktorów ultradźwiękowych, od małej do dużej skali. Dodatkowe akcesoria umożliwiają łatwy montaż konfiguracji urządzenia ultradźwiękowego najlepiej dopasowanej do Państwa procesu. Optymalna konfiguracja ultradźwiękowa zależy od planowanej wydajności, objętości, surowca, trybu procesu – wsadowego lub w linii – oraz harmonogramu.

Przetwarzanie wsadowe i w linii

Sonikatory Hielscher można stosować do przetwarzania wsadowego i ciągłego przetwarzania przepływowego. W zależności od objętości przetwarzanej w procesie i wydajności godzinowej może być zalecane przetwarzanie w linii. Podczas gdy przetwarzanie wsadowe wymaga więcej czasu i pracy, ciągły proces mieszania w linii jest wydajniejszy, szybszy i wymaga znacznie mniej pracy. Hielscher Ultrasonics oferuje konfigurację ekstrakcyjną najlepiej dopasowaną do objętości ekstrakcji i celów procesu.

Ekstraktory ultradźwiękowe do dowolnej wydajności procesu

Oferta produktów Hielscher Ultrasonics obejmuje pełne spektrum procesorów ultradźwiękowych, od kompaktowych sonikatorów laboratoryjnych, przez systemy stołowe i pilotażowe, po w pełni przemysłowe procesory ultradźwiękowe o zdolności przetwarzania całych ładunków ciężarówek w ciągu godziny. Pełna gama produktów pozwala nam zaoferować Państwu ekstraktor ultradźwiękowy najlepiej dopasowany do surowca, wydajności procesu i celów produkcyjnych.
Stołowe systemy ultradźwiękowe są idealne do badań wykonalności i optymalizacji procesu. Liniowe zwiększanie skali w oparciu o ustalone parametry procesu sprawia, że zwiększanie wydajności przetwarzania od mniejszych partii do pełnej produkcji komercyjnej jest bardzo łatwe. Skalę można zwiększyć przez instalację ekstraktora ultradźwiękowego o większej mocy lub przez równoległe połączenie kilku sonikatorów. Dzięki UIP16000 Hielscher oferuje ekstraktor ultradźwiękowy o największej mocy na świecie.

Precyzyjnie regulowane amplitudy dla optymalnych wyników

Wszystkimi sonikatorami Hielscher można precyzyjnie sterować, dzięki czemu są niezawodnymi urządzeniami do intensywnej pracy w produkcji. Amplituda jest jednym z kluczowych parametrów procesu, które wpływają na wydajność i skuteczność ultradźwiękowej ekstrakcji bioaktywnych fotonutrientów z surowców roślinnych.
Surowce, takie jak miękkie owoce jagodowe, wymagają łagodniejszej sonikacji i niższych ustawień amplitudy, natomiast grube liście lub nasiona o wytrzymałej i twardej łupinie wymagają sonikacji przy wyższych amplitudach, aby uwolnić związki wewnątrzkomórkowe. Wszystkie procesory Hielscher Ultrasonics umożliwiają precyzyjne ustawianie amplitudy. Sonotrody i wzmacniacze amplitudy są akcesoriami pozwalającymi modyfikować amplitudę w jeszcze szerszym zakresie. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe Hielscher mogą osiągać bardzo wysokie amplitudy i zapewniać intensywność ultradźwięków wymaganą w trudnych zastosowaniach. Amplitudy do 200µm można z łatwością utrzymywać podczas ciągłej pracy w trybie 24/7.
Precyzyjne ustawienia amplitudy i stałe monitorowanie parametrów procesu ultradźwiękowego za pomocą inteligentnego oprogramowania umożliwiają obróbkę nasion w najskuteczniejszych warunkach ultradźwiękowych. Optymalna sonikacja dla najlepszych wyników ekstrakcji!
Solidność sonikatorów Hielscher umożliwia niezawodną pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających warunkach. Dzięki temu urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są niezawodnym narzędziem pracy, które spełnia Państwa wymagania dotyczące ekstrakcji.

Łatwe testowanie bez ryzyka

Procesy ultradźwiękowe można skalować całkowicie liniowo. Oznacza to, że każdy wynik uzyskany za pomocą sonikatora laboratoryjnego lub stołowego można przenieść na większą skalę z dokładnie takim samym rezultatem, stosując dokładnie te same parametry procesu. Dzięki temu sonikacja jest idealna do badań wykonalności bez ryzyka, optymalizacji procesu i późniejszego wdrażania do produkcji komercyjnej. Prosimy o kontakt, aby dowiedzieć się, jak sonikacja może zwiększyć wydajność produkcji kiełków i ich jakość.

Najwyższa jakość – projektowanie i produkcja w Niemczech

Jako przedsiębiorstwo należące do rodziny i przez nią zarządzane Hielscher traktuje priorytetowo najwyższe standardy jakości swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie sonikatory są projektowane, produkowane i dokładnie testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Solidność i niezawodność urządzeń ultradźwiękowych Hielscher sprawiają, że są one niezawodnymi urządzeniami do intensywnej pracy w Państwa produkcji. Praca w trybie 24/7 pod pełnym obciążeniem i w wymagających warunkach jest naturalną cechą wysokowydajnych mieszalników Hielscher.

Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów:

Mogą Państwo kupić procesor ultradźwiękowy Hielscher w różnych rozmiarach i skonfigurowany dokładnie zgodnie z wymaganiami Państwa procesu. Od obróbki nasion w małej zlewce laboratoryjnej po ciągłe mieszanie przepływowe zawiesin nasion na skalę przemysłową – Hielscher Ultrasonics oferuje odpowiedni sonikator! Prosimy o kontakt – z przyjemnością polecimy Państwu idealną konfigurację ultradźwiękową!