Extracția cu ultrasunete a polifenolilor din Baggibuti (Stachys parviflora)

Extractele din planta Baggibuti (Stachys parviflora L.) sunt evaluate ca medicamente pe bază de plante utilizate ca tratament pentru crampe, artralgii, epilepsie, boli de cădere și dracunculoză. Extractoarele cu ultrasunete sunt aplicate cu succes pentru izolarea polifenolilor și a altor substanțe fitochimice din Stachys parviflora.

Ce face extracția cu ultrasunete superioară? – Principiul de funcționare & Beneficiile Power-Ultrasonics

Deoarece compușii bioactivi (adică fitochimicalele, metaboliții secundari) trebuie izolați din plante, structurile celulare ale materialului vegetal trebuie perturbate pentru a elibera compușii țintă. Extracția cu ultrasunete este o metodă extrem de eficientă pentru a izola cantitatea completă de fitochimicale din botanice (de exemplu, Stachys parviflora, ierburi, etc.) în cadrul unui proces rapid de extracție. Aplicarea ultrasunetelor de mare putere produce efecte puternice de cavitație, tulburări / turbulențe, streaming de lichid de mare viteză. Aceste forțe cu ultrasunete promovează întreruperea celulelor și amestecarea la nivel macro și micro. În plus, penetrarea solvenților, dizolvarea compușilor bioactivi și transferul de masă sunt îmbunătățite semnificativ. Acest lucru face ca extracția asistată cu ultrasunete să fie extrem de eficientă, rezultând randamente superioare de extract într-un timp de proces rapid.

Beneficiile fitochimicalelor din Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L., cunoscută sub numele de "Baggibuti", este o specie de Lamicae. Compușii Stachys parviflora, cum ar fi iridoidele, flavonoidele, acizii fenolici și diterpenoidele, sunt raportați ca metaboliți secundari, cunoscuți pentru proprietățile lor antinefritice, antiinflamatorii, radicale și antimicrobiene.

Extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi din Baggibuti (Stachys parviflora)

Extracția cu ultrasunete, cunoscută și sub numele de extracție ultrasonically asistată (EAU), este o tehnologie dovedită științific și stabilită industrial pentru izolarea compușilor bioactivi, ar fi polifenolii, flavonoidele, terpenele și mulți alți metaboliți secundari din botanice.

Extracția Baggibuti (Stachys parviflora): principiu de lucru și protocol

Extracția cu ultrasunete este o tehnică de extracție ușoară, non-termică, dar extrem de eficientă, care se bazează exclusiv pe forțele mecanice. Astfel, compușii botanici sensibili sunt conservați împotriva degradării termice, dar randamentele extractului obținute prin ultrasonication sunt excepțional de ridicate și de calitate superioară.

Ultrasonics de mare putere pentru extracție

Mecanismul de intensificare a extracției ultrasunetelor de joasă frecvență, de înaltă intensitate este atribuit în principal fenomenului de cavitație acustică. Când bulele de cavitație se prăbușesc pe suprafața materialului botanic, eroziunea și sonoporația sparg matricea celulelor vegetale (cum ar fi Stachys parviflora), ceea ce duce la distrugerea structurii celulare și eliberarea de substanțe intracelulare, cum ar fi polifenolii și alte substanțe fitochimice. Transferul de masă astfel intensificat facilitează eliberarea moleculelor, cum ar fi proteinele, lipidele și fito-chimicalele.
Forțele de forfecare generate ultrasonically îmbunătățesc penetrarea solventului în matricea celulară a materiei botanice și, respectiv, îmbunătățesc permeabilitatea membranelor celulare. Aceste mecanisme de ultrasunete de putere sunt responsabile pentru intensificarea semnificativă a procesului realizat atunci când ultrasonication este aplicat pentru extracția botanică.

SEM de pe suprafața Stachys parviflora, (a) probă netratată, (b) macerare, (c) extracție optimizată asistată cu ultrasunete (EAU) (UP200Ht, 4 min timp de tratament, 74,5% intensitate ridicată și 74,2% puritate solvent)
Studiu și imagine: ©Salarbashi et al., 2016

Protocol de extracție cu ultrasunete pentru fenolici din Baggibuti

Echipa de cercetare a Salarbashi a extras compuși polifenolici din frunzele de Stachys parviflora folosind extractorul cu ultrasunete UP200Ht (200W, 26kHz). Pentru studiul comparativ de extracție a extracției cu ultrasunete și macerare, părțile aeriene uscate (recoltate în timpul etapei de înflorire) de S. parviflora au fost măcinate în pulbere cu o dimensiune medie a particulelor mai mică de 149μm. Extracția botanică a fost efectuată la temperatura de 35°C, pH natural, folosind metanol (60, 80 și 100% (v v-1)) ca solvent pentru intervale de timp de 4, 7 și 10 minute.
Pentru extracția cu ultrasunete, a fost utilizat ultrasonicator de tip sondă Hielscher UP200Ht (200W, 26kHz). Amplitudinea extractorului cu ultrasunete UP200Ht a fost setată la 100%. Intensitatea tratamentului cu ultrasunete a fost de 21.8346 Wcm-2 la 100% amplitudine.
Rezultatele analizei extractului produs ultrasonically au arătat că conținutul total de flavonoide (TFC) al extractelor a crescut liniar cu tratamentul cu ultrasunete, în timp ce timpul de extracție a avut efectul opus asupra TFC. Cel mai mare conținut total de flavonoide a fost obținut la durata ultrasonication de 4min. (t = 4 min).
Acid cafeic, acid tanic, quercetin, acid transferulic și acid rosmarinic au fost găsite ca compuși fenolici majore în extractul produs ultrasonically.
Pe baza imaginilor SEM, este clar vizibil faptul că ultrasonication și cavitația acustică rezultată joacă cu siguranță un rol important în întreruperea eficace a peretelui celular și a structurii materialului vegetal, iar randamentul extracției este îmbunătățit de vibrațiile cu ultrasunete și micro-streaming cavitațional. Prin aceste efecte induse de ultrasunete putere, extracția asistată ultrasonically îmbunătățește procesul de umflare și înmuiere a pereților celulari prin hidratarea materialului pectinos din lamela medie. In consecinta, matricea celulelor vegetale este descompusa, ceea ce duce ulterior la o eliberare mult mai rapida si mai eficienta a metabolitilor bioactivi decat in alte metode clasice de extractie. Imaginile SEM arată că eficiența extracției cu ultrasunete a compușilor fenolici. Ca o metodă ușoară, non-termică de extracție, sonicare randamente în activități antioxidante și antimicrobiene superioare care excelează extracte produse prin tehnici convenționale de extracție.
(cf. Salarbashi et al., 2016)

Cromatogramă HPLC din extract de Stachys parviflora, care a fost izolată în condiții optimizate de extracție ultrasonically asistată
Studiu și imagine: ©Salarbashi et al., 2016

Ultrasonicators de înaltă performanță, de ultimă generație pentru extracția Stachys parviflora

Caracteristicile inteligente ale ultrasonicators Hielscher sunt concepute pentru a garanta funcționarea fiabilă, rezultate reproductibile și ușurința în utilizare. Setările operaționale pot fi accesate și formate cu ușurință prin intermediul meniului intuitiv, care poate fi accesat prin intermediul afișajului tactil color digital și al telecomenzii browserului. Prin urmare, toate condițiile de procesare, cum ar fi energia netă, energia totală, amplitudinea, timpul, presiunea și temperatura, sunt înregistrate automat pe un card SD încorporat. Acest lucru vă permite să revizuiți și să comparați rulările anterioare sonicare și pentru a optimiza extracția uleiului esențial din Stachys parviflora (baggibuti) la cea mai mare eficiență.
Hielscher Ultrasonics sisteme sunt utilizate în întreaga lume pentru fabricarea de extracte botanice de înaltă calitate. Hielscher ultrasonicators industriale pot rula cu ușurință amplitudini mari în funcționare continuă (24/7/365). Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor generate continuu cu sonotrodes standard (sonde / coarne cu ultrasunete). Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Datorită robusteții și întreținerii reduse, sistemele noastre de extracție cu ultrasunete sunt instalate în mod obișnuit pentru aplicații grele și în medii solicitante.

Contactați-ne acum pentru a afla mai multe despre extracția botanică cu ultrasunete, sistemele noastre de extracție cu ultrasunete și informații despre preț! Personalul nostru experimentat va fi bucuros să discute cu dvs. cerințele de aplicare și procesare!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: