Ultradźwiękowa ekstrakcja ziół leczniczych

Zioła, przyprawy i inne materiały roślinne są bogate w związki fitochemiczne, które stanowią cenione składniki produktów leczniczych i żywieniowych. Sonikacja rozbija strukturę komórkową i uwalnia związki bioaktywne – co skutkuje większym uzyskiem i szybszą ekstrakcją. Jako proces nietermiczny sonikacja jest łagodną techniką ekstrakcji, zapobiegającą degradacji termicznej ekstraktu. Dzięki tym cechom ekstrakcja za pomocą ultradźwiękowych ekstraktorów sondowych jest najlepszą techniką pozyskiwania wysokiej jakości ekstraktów roślinnych.

Ultradźwiękowa ekstrakcja przeciwutleniaczy

Przeciwutleniacze to występujące w roślinach związki bioaktywne, które wychwytują wolne rodniki. Przeciwutleniacze, takie jak witamina C, witamina E, tiole itd., są substancjami farmakologicznie czynnymi, stosowanymi w celu poprawy zdrowia i leczenia chorób.
Dzięki wysokiej efektywności procesu ekstrakcja ultradźwiękowa pozwala wykorzystywać bardzo szeroką gamę surowców do izolowania przeciwutleniaczy. Oprócz roślin, takich jak zioła, owoce i warzywa, źródłem wysokiej jakości przeciwutleniaczy pozyskiwanych metodą ultradźwiękową mogą być materiały o niskiej wartości lub materiały odpadowe, takie jak łuski, łodygi, nasiona, skórki, jądra pestek, korzenie itd.

Film przedstawia ultradźwiękową ekstrakcję chmielu (humulus lupulus). Za pomocą sonikatora UP200Ht ekstrahowane są kariofilen i inne związki.

Ultradźwiękowa ekstrakcja adaptogenów

Adaptogeny, takie jak taniny, to cząsteczki polifenolowe, często o działaniu ściągającym, znane ze zdolności do zwiększania tolerancji komórek ssaków na stres. Cząsteczki te są uwięzione w komórce roślinnej. Aby uzyskać adaptogeny o wysokiej biodostępności, należy uwolnić te cząsteczki z materiału roślinnego. Ultradźwiękowe rozbijanie komórek otwiera je poprzez rozrywanie ścian komórkowych i zwiększanie transportu masy między wnętrzem komórki a otaczającym ją rozpuszczalnikiem. Dzięki wysoce skutecznemu mechanizmowi działania sonikacja jest niezawodną i wydajną metodą izolowania adaptogenów o wysokiej jakości i z dużym uzyskiem.

Dlaczego warto używać sonikatora do ekstrakcji ziół leczniczych?

Sonikatory sondowe stanowią sprawdzoną technologię prostej, a zarazem wysoce skutecznej ekstrakcji wysokiej jakości ekstraktów z ziół. W branży ekstraktów ziołowych sonikacja jest preferowaną metodą ekstrakcji do produkcji ekstraktów roślinnych ze względu na szereg korzystnych cech, które zapewniają technice ultradźwiękowej wysoką skuteczność i wydajność. Przyjrzyjmy się kilku najważniejszym powodom:

Zwiększona wydajność ekstrakcji: Sonikacja sondowa wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości, przekazywane bezpośrednio przez sondę zanurzoną w medium ekstrakcyjnym. Te fale ultradźwiękowe wytwarzają pęcherzyki kawitacyjne, które szybko rozszerzają się i zapadają w pobliżu powierzchni ziół leczniczych. Zjawisko to powoduje intensywne, miejscowe mieszanie i mikroprzepływy, znacznie zwiększając transport masy związków bioaktywnych z ziół do rozpuszczalnika. W rezultacie skutecznie ekstrahuje się więcej składników bioaktywnych niż w przypadku tradycyjnych metod ekstrakcji, co prowadzi do większego uzysku związków o działaniu leczniczym.

Skrócony czas ekstrakcji: Sonikacja przyspiesza proces ekstrakcji, wspomagając szybką i wydajną dyfuzję substancji rozpuszczonej. Intensywne mieszanie wywołane kawitacją umożliwia dokładniejsze przenikanie rozpuszczalnika do matrycy ziołowej, skracając wymagany czas ekstrakcji. W porównaniu z konwencjonalnymi metodami, takimi jak maceracja czy perkolacja, które mogą trwać kilka godzin, a nawet dni, sonikacja może zapewnić podobną wydajność ekstrakcji w znacznie krótszym czasie, często w ciągu kilku minut.

Zachowanie związków bioaktywnych: Sonikacja sondowa przebiega w niższych temperaturach niż konwencjonalne techniki ekstrakcji, które wymagają silnego ogrzewania lub długiego czasu ekspozycji. Ta zaleta zapobiega degradacji wrażliwych na ciepło związków bioaktywnych obecnych w ziołach leczniczych, zapewniając ekstrakt o silniejszym działaniu i większej wartości terapeutycznej.

Selektywność: Sonikację można dostosować do określonych częstotliwości i poziomów mocy, co umożliwia selektywną ekstrakcję docelowych związków z ziół leczniczych. Optymalizacja parametrów sonikacji pozwala preferencyjnie ekstrahować określone składniki bioaktywne, prowadząc do uzyskania ekstraktów o większym stężeniu pożądanych właściwości leczniczych.

Skalowalność i łatwość użytkowania: Systemy do sonikacji sondowej są skalowalne i można je łatwo dostosować zarówno do ekstrakcji na małą skalę laboratoryjną, jak i do zastosowań przemysłowych na dużą skalę. Technika ta jest stosunkowo prosta do wdrożenia i nie wymaga złożonego wyposażenia, dzięki czemu jest dostępna i wygodna w różnych warunkach.

Przyjazność dla środowiska: W porównaniu z niektórymi tradycyjnymi metodami ekstrakcji, które wymagają stosowania rozpuszczalników organicznych i dużych ilości wody, sonikacja zazwyczaj wymaga mniej rozpuszczalnika i skraca całkowity czas ekstrakcji. Prowadzi to do bardziej przyjaznego dla środowiska i zrównoważonego procesu ekstrakcji, w którym powstaje mniej odpadów.

Ogólnie rzecz biorąc, sonikacja sondowa stała się preferowaną metodą ekstrakcji w produkcji ekstraktów z ziół leczniczych dzięki możliwości uzyskania większego uzysku ekstrakcji, krótszego czasu ekstrakcji, lepszej selektywności i zachowania związków bioaktywnych, co czyni ją cennym narzędziem w ziołolecznictwie i badaniach produktów naturalnych.

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.

Zalety:

Duży uzysk
Wysoka jakość
Najwyższa biodostępność
Łagodny proces
Szybka ekstrakcja
Bezpieczny proces
Bez rozpuszczalników lub z użyciem łagodnych rozpuszczalników
Łatwa obsługa

Systemy ekstrakcji ultradźwiękowej do ekstraktów ziołowych

Hielscher Ultrasonics ma wieloletnie doświadczenie w procesach ekstrakcji ultradźwiękowej z materiałów roślinnych dla przemysłu spożywczego, farmaceutycznego i kosmetycznego. Od kompaktowych ultradźwiękowych urządzeń do rozbijania komórek do zastosowań laboratoryjnych i produkcji na małą skalę po w pełni przemysłowe ekstraktory ultradźwiękowe do produkcji dużych objętości ekstraktów – Hielscher Ultrasonics oferuje pełną gamę sonikatorów, a tym samym sonikator ultradźwiękowy najlepiej dopasowany do danego zastosowania. Wszystkie sonikatory ultradźwiękowe Hielscher są bardzo wytrzymałe i przystosowane do pracy 24/7 przy pełnym obciążeniu. Przemysłowe sonikatory Hielscher Ultrasonics mogą zapewniać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200µm można z łatwością utrzymywać w ciągłej pracy 24/7. Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe wykonywane na zamówienie.
Inteligentne oprogramowanie, obejmujące sterowanie cyfrowe, automatyczne rejestrowanie danych, zdalne sterowanie przez przeglądarkę i automatyczne dostrajanie częstotliwości, zapewnia niezawodną sonikację i ciągłą pracę. Szeroka gama akcesoriów, obejmująca sonotrody (sondy / rogi / końcówki ultradźwiękowe) o różnych rozmiarach i kształtach, komory przepływowe o różnych rozmiarach i geometriach, rogi wzmacniające amplitudę oraz czujniki temperatury i ciśnienia, pozwala optymalnie skonfigurować układ do sonikacji.
Skontaktuj się z nami już teraz i przedstaw wymagania dotyczące swojego procesu ekstrakcji! Nasz zespół chętnie Ci doradzi i poleci najbardziej wydajny ekstraktor ultradźwiękowy.

Powiązane tematy

Literatura / Źródła

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Warto wiedzieć

Przeciwutleniacze

Proszek z henny otrzymany z suszonych, macerowanych liści henny jest surowcem do ultradźwiękowej ekstrakcji związku lawson i innych związków bioaktywnych. Przeciwutleniacz definiuje się jako cząsteczkę, która hamuje reakcję utleniania, zapobiegając procesowi degradacji innych cząsteczek. Utlenianie jest reakcją chemiczną, w której powstają wolne rodniki, prowadzącą do reakcji łańcuchowych, które mogą powodować uszkodzenia komórek. Przeciwutleniacze, takie jak tiole lub kwas askorbinowy (witamina C), przerywają te łańcuchowe reakcje utleniania.
Przeciwutleniacze są powszechnie stosowane jako środki konserwujące w produktach spożywczych, gdzie działają jako związki fitochemiczne zapobiegające ich psuciu. Przykładowo przeciwutleniacze dodaje się do żywności i olejów bogatych w tłuszcze nienasycone, ponieważ nienasycone kwasy tłuszczowe są podatne na degradację oksydacyjną, która powoduje jełczenie oleju.

Adaptogeny

Adaptogeny lub związki adaptogenne to cząsteczki wspomagające homeostazę, co oznacza, że zmniejszają wrażliwość komórek na stres. Adaptogeny występują w ziołach i warzywach, np. w takich organizmach jak żeń-szeń, cytryniec, cordyceps, ashwagandha, rhaponticum, jiaogulan, lukrecja, różeniec, bazylia święta, traganek, reishi i maca.
Adaptogeny podawane jako substancje farmakologicznie czynne (w postaci leku lub suplementu) są znane z działania zwiększającego wydolność, przeciwdepresyjnego, uspokajającego lub pobudzającego. Efekt zależy od konkretnej podanej substancji adaptogennej. W celu zwiększenia wydolności z powodzeniem wykorzystuje się takie rośliny jak ashwangadha i moringa, natomiast grzyb cordyceps oraz jiaogulan i rhaponicum są znane jako adaptogeny przeciwdziałające starzeniu. W celu zmniejszenia stresu i lęku stosuje się adaptogeny z żeń-szenia, bazylii świętej, reishi lub cytryńca.
Adaptogeny przeznaczone do suplementacji i zastosowań medycznych przygotowuje się najczęściej w postaci toników lub kapsułek.