Wyciągi z rośliny Baggibuti (Stachys parviflora L.) są cenione jako lek ziołowy stosowany w leczeniu skurczów, artralgii, epilepsji, choroby wypadowej i dracunculiasis. Ekstraktory ultradźwiękowe są z powodzeniem stosowane do izolacji polifenoli i innych fitochemikaliów z Stachys parviflora.

Co sprawia, że ekstrakcja ultradźwiękowa jest lepsza? – Zasada działania & Korzyści z zastosowania technologii Power-Ultrasonics

Kiedy związki bioaktywne (tj. fitochemikalia, metabolity wtórne) mają być wyizolowane z roślin, struktury komórkowe materiału roślinnego muszą zostać zaburzone w celu uwolnienia związków docelowych. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest wysoce efektywną metodą izolacji pełnej ilości fitochemikaliów z roślin (np. Stachys parviflora, zioła, itp.) w ramach szybkiego procesu ekstrakcji. Zastosowanie ultradźwięków o dużej mocy wywołuje silne efekty kawitacji, zaburzenia / turbulencje, strumienie cieczy o dużej prędkości. Te siły ultradźwiękowe sprzyjają rozbijaniu i mieszaniu komórek na poziomie makro- i mikroskopowym. Ponadto, penetracja rozpuszczalnika, rozpuszczanie związków bioaktywnych i przenoszenie masy ulegają znacznej poprawie. To sprawia, że ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest wysoce efektywna i pozwala na uzyskanie najwyższej wydajności ekstraktu w krótkim czasie.

Korzyści z fitochemikaliów z Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L., powszechnie znany jako "Baggibuti", jest gatunkiem z Lamicae. Stachys parviflora związki, takie jak irydoidy, flawonoidy, kwasy fenolowe i diterpenoidy są zgłaszane jako metabolitów wtórnych są znane z ich anty-nephritic, przeciwzapalne, rodnik-scavenging i anty-mikrobowe właściwości.

Ultradźwiękowa ekstrakcja związków bioaktywnych z baggibuti (Stachys parviflora)

Ekstrakcja ultradźwiękowa, znana również jako ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami (UAE), jest naukowo udowodnioną i przemysłowo uznaną technologią izolacji związków bioaktywnych, takich jak polifenole, flawonoidy, terpeny i wiele innych metabolitów wtórnych z roślin.

Ekstrakcja Baggibuti (Stachys parviflora): Zasada działania i protokół

Ekstrakcja ultradźwiękowa jest łagodną, nietermiczną, ale bardzo wydajną techniką ekstrakcji, która opiera się wyłącznie na siłach mechanicznych. W ten sposób wrażliwe związki roślinne są chronione przed degradacją termiczną, a wydajność ekstraktu uzyskanego za pomocą ultradźwięków jest wyjątkowo wysoka i najwyższej jakości.

Ultradźwięki o dużej mocy do ekstrakcji

Mechanizm wzmagania ekstrakcji przez ultradźwięki o niskiej częstotliwości i wysokim natężeniu przypisuje się głównie zjawisku kawitacji akustycznej. Kiedy pęcherzyki kawitacyjne zapadają się na powierzchni materiału roślinnego, erozja i sonoporacja rozbijają macierz komórek roślinnych (takich jak Stachys parviflora), co prowadzi do zniszczenia struktury komórkowej i uwolnienia substancji wewnątrzkomórkowych, takich jak polifenole i inne fitochemikalia. Zintensyfikowany w ten sposób transfer masy ułatwia uwalnianie cząsteczek takich jak białka, lipidy i fitochemikalia.
Generowane ultradźwiękowo siły ścinające poprawiają penetrację rozpuszczalnika w głąb macierzy komórkowej substancji roślinnej oraz zwiększają przepuszczalność błon komórkowych. Te mechanizmy działania ultradźwięków energetycznych są odpowiedzialne za znaczną intensyfikację procesu, jaką uzyskuje się stosując ultradźwięki do ekstrakcji surowców roślinnych.

SEM z powierzchni Stachys parviflora, (a) próbka nie poddana obróbce, (b) maceracja, (c) zoptymalizowana ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami (UAE) (UP200Htczas obróbki 4 min, 74,5 % wysokiej intensywności i 74,2 % czystości rozpuszczalnika)
Opracowanie i zdjęcie: ©Salarbashi et al., 2016

Protokół ekstrakcji ultradźwiękowej fenoli z Baggibuti

Zespół badawczy z Salarbashi ekstrahował związki polifenolowe z liści Stachys parviflora przy użyciu ekstraktora ultradźwiękowego UP200Ht (200W, 26kHz). Do badań porównawczych ekstrakcji ultradźwiękowej i maceracji, wysuszone nadziemne części (zebrane w fazie kwitnienia) S. parviflora zostały zmielone na proszek o średniej wielkości cząstek poniżej 149µm. Ekstrakcję botaniczną przeprowadzono w temperaturze 35°C, przy naturalnym pH, stosując metanol (60, 80 i 100 % (v v-1)) jako rozpuszczalnik w odstępach czasowych 4, 7 i 10 min.
Do ekstrakcji ultradźwiękowej zastosowano ultradźwiękowy aparat sondowy UP200Ht firmy Hielscher (200W, 26kHz). Amplitudę ultradźwięków w ultradźwiękowym ekstraktorze UP200Ht ustawiono na 100%. Intensywność działania ultradźwięków wynosiła 21,8346 Wcm-2 przy 100% amplitudzie.
Wyniki analizy ekstraktu wytworzonego metodą ultradźwiękową wykazały, że całkowita zawartość flawonoidów (TFC) w ekstraktach wzrastała liniowo wraz z działaniem ultradźwięków, natomiast czas ekstrakcji miał odwrotny wpływ na TFC. Najwyższą całkowitą zawartość flawonoidów uzyskano przy czasie trwania ultradźwięków wynoszącym 4 min. (t = 4 min.).
W ekstrakcie uzyskanym metodą ultradźwiękową stwierdzono obecność kwasu kofeinowego, garbnikowego, kwercetyny, kwasu trans ferulowego i kwasu rozmarynowego jako głównych związków fenolowych.
Na podstawie obrazów SEM wyraźnie widać, że ultradźwięki i wynikająca z nich kawitacja akustyczna zdecydowanie odgrywają ważną rolę w skutecznym rozbijaniu ściany komórkowej i struktury materiału roślinnego, a wydajność ekstrakcji jest zwiększona przez wibracje ultradźwiękowe i mikrostrumienie kawitacyjne. Dzięki tym efektom, wywołanym przez ultradźwięki o dużej mocy, ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami wzmaga proces pęcznienia i zmiękczania ścian komórkowych poprzez hydratację materiału pektynowego z blaszki środkowej. W konsekwencji dochodzi do rozerwania macierzy komórek roślinnych, co w konsekwencji prowadzi do znacznie szybszego i bardziej efektywnego uwalniania bioaktywnych metabolitów niż w przypadku innych klasycznych metod ekstrakcji. Obrazy SEM wykazują, że skuteczność ekstrakcji ultradźwiękowej związków fenolowych jest wysoka. Jako łagodna, nietermiczna metoda ekstrakcji, sonikacja daje lepsze wyniki w aktywności przeciwutleniającej i przeciwdrobnoustrojowej, które przewyższają ekstrakty wytworzone konwencjonalnymi technikami ekstrakcji.
(por. Salarbashi i in., 2016)

Chromatogram HPLC ekstraktu z Stachys parviflora, który został wyizolowany w zoptymalizowanych warunkach ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami
Opracowanie i zdjęcie: ©Salarbashi et al., 2016

Wysokowydajne, najnowocześniejsze ultradźwiękowe urządzenia do ekstrakcji Stachys parviflora

Inteligentne funkcje ultradźwiękowych urządzeń firmy Hielscher gwarantują niezawodną pracę, powtarzalne wyniki i łatwość obsługi. Ustawienia robocze są łatwo dostępne i wybierane za pomocą intuicyjnego menu, dostępnego za pomocą cyfrowego kolorowego wyświetlacza dotykowego i zdalnego sterowania przez przeglądarkę. Wszystkie warunki przetwarzania, takie jak energia netto, energia całkowita, amplituda, czas, ciśnienie i temperatura są automatycznie zapisywane na wbudowanej karcie SD. Pozwala to na weryfikację i porównanie poprzednich przebiegów sonikacji oraz na optymalizację ekstrakcji olejku eterycznego z Stachys parviflora (baggibuti) do najwyższej wydajności.
Systemy ultradźwiękowe firmy Hielscher są stosowane na całym świecie do produkcji wysokiej jakości ekstraktów botanicznych. Ultradźwiękowe urządzenia przemysłowe firmy Hielscher mogą bez problemu pracować w trybie ciągłym (24/7/365) z wysokimi amplitudami. Amplitudy do 200µm mogą być bez problemu generowane w sposób ciągły za pomocą standardowych sonotrod (sond ultradźwiękowych / tub). Dla jeszcze większych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe dostosowane do potrzeb klienta. Ze względu na swoją solidność i niskie koszty konserwacji nasze ultradźwiękowe systemy ekstrakcji są powszechnie instalowane w zastosowaniach o dużym obciążeniu i w wymagających środowiskach.

Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji botanicznej, naszych ultradźwiękowych systemach ekstrakcji i uzyskać informacje o cenach! Nasz doświadczony personel z przyjemnością omówi z Państwem Państwa zastosowania i wymagania dotyczące przetwarzania!

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators: