Extracția terpenei prin ultrasunete
Extracția terpenei cu ultrasunete sa dovedit a da randamente ridicate de oxid de cariofilenă terpenă, de exemplu din canabis și hamei. Oxidul de cariofilenă este o terpenă găsită în canabis, hamei, piper, busuioc și rozmarin. Ca compus activ, oxidul de cariofilen terpenic extras este utilizat ca aditiv aromatizant și supliment de sănătate.
Utilizarea oxidului de cariofilen extras
Oxidul de cariofilen se distinge prin mirosul și gustul său aromatic (adică ierburi). Datorită mirosului și gustului său aromatic intens, este adesea folosit ca aditiv aromatizant în produsele alimentare, precum și ca o componentă de parfumare. În plus, are și capacitatea de a se lega de receptorii endocrini CB2 din corpul uman, ceea ce îl face o componentă farmaceutică interesantă.
Extracția cu ultrasunete de oxid de cariofilenă
Extracția cu ultrasunete a oxidului de cariofilenă terpenă este o tehnică excelentă pentru a produce randamente ridicate, de exemplu de la canabis și hamei. Citiți mai multe despre cavitația acustică, principiul activ al extracției cu ultrasunete!
De exemplu, oxidul de β-cariofilenă a fost extras ultrasonically cu dispozitivul cu ultrasunete UP100H (100W, 30kHz) din muguri de hamei uscați.
Datele analizei GC arată randamentul extracției oxidului de β-cariofilenă, extras cu Hielscher UP100H din hamei.
UP400St – 400W procesor ultrasonic puternic pentru extracția terpenelor cu agitator
Analiza cromatografiei în fază gazoasă a extractului de hamei cu ultrasunete: oxid de β-cariofilenă, α-cariofilenă, α-pinen, micren, limonen, α-cariofilenă și oxid de cariofilenă și altele.
Pe lângă oxidul de β-cariofilenă, au fost extrase cu succes și alte terpene, cum ar fi α-cariofilenă, α-pinen, micrenă, limonen și α-cariofilenă, printre altele.
Cum sunt extrase terpenele din plante folosind ultrasonication de tip sondă? O instrucțiune pas cu pas!
- În primul rând, materialul vegetal este măcinat sau tăiat în bucăți mici pentru a crește suprafața pentru extracție.
- Materialul vegetal este apoi amestecat cu un solvent (cum ar fi etanolul sau apa) pentru a extrage terpenele.
- Sondă de tip ultrasonication este apoi utilizat pentru a sprijini în procesul de extracție prin aplicarea undelor cu ultrasunete de înaltă intensitate, de joasă frecvență, la aproximativ 20kHz la suspensie. Aceasta provoacă cavitație acustică și o vibrație rapidă a solventului, care promovează dezintegrarea și întreruperea celulelor vegetale și eliberarea terpenelor.
- Amestecul este apoi filtrat pentru a separa materialul vegetal solid de lichidul care conține terpenele extrase.
- Lichidul este apoi evaporat sau supus unei prelucrări suplimentare pentru a îndepărta solventul și a concentra terpenele.
- Produsul final este un extract bogat în terpene care poate fi utilizat în diverse aplicații, cum ar fi suplimentele alimentare, alimentele funcționale și produsele cosmetice.
Protocol de extracție terpenă cu ultrasunete
Hameiul a fost măcinat cu o râșniță de cafea convențională pentru a obține o dimensiune mai omogenă a particulelor probei de hamei.
4,5 mg de hamei au fost introduse într-un flacon, apoi s-au adăugat 5 ml de etanol. Flaconul a fost introdus într-un pahar cu apă cu gheață pentru disiparea căldurii. Apoi, eșantionul a fost sonicated cu un UP100H, echipat cu sonotrode MS7, la o amplitudine de 50% pentru 90sec.
Analiza prin cromatografie în fază gazoasă a extractului de hamei cu ultrasunete:
Sonicare asigură un transfer de masă mare între matricea celulară și solvent, astfel încât, în consecință, un randament foarte mare de extract de înaltă calitate realizat.
- extracte de terpene de înaltă calitate (fără degradare termică)
- randamente ridicate
- procedură rapidă
- ROI rapid
- solvenți mai blânzi
- Utilizare mai redusă a solvenților
- Sigur și ușor de operat
- întreținere redusă
- Extracția terpenelor verzi, ecologice
Extracția terpenei cu ultrasunete iese în evidență ca o metodă de extracție verde, care permite accelerarea semnificativă a procedurii de extracție a terpenelor, necesitând în același timp mai puțină energie decât alte metode convenționale de extracție (adică CO2 supercritic, Soxhlet etc.). Alte avantaje legate de utilizarea extracției cu ultrasunete a terpenelor sunt manipularea ușoară a extractorului cu ultrasunete, proces rapid, fără deșeuri chimice, randament ridicat, ecologic, calitate îmbunătățită datorită condițiilor ușoare de procesare și prevenirea degradării termice.
Extractoare cu ultrasunete pentru terpene
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație care dispozitiv cu ultrasunete ar putea fi cel mai potrivit pentru cerințele de extracție terpenă.
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000 |
| n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Omogenizatoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la scară industrială.
Literatură/Referințe
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
Fapte care merită știute
cariofilenă
Cariofilena sau (-)-β-cariofilena, este o sesquiterpenă biciclică naturală care poate fi găsită în multe uleiuri esențiale. Următoarele plante sunt cunoscute ca o sursă bună de cariofilenă: canabis, cânepă (Cannabis sativa), chimion negru (Carum nigrum), cuișoare (Syzygium aromaticum), hamei (Humulus lupulus), busuioc (Ocimum spp.), oregano (Origanum vulgare), piper negru (Piper nigrum), lavandă (Lavandula angustifolia), rozmarin (Rosmarinus officinali și ulei de copaiba (Copaifera spp.). β-cariofilena este un fitocanabinoid cu afinitate puternică pentru receptorul canabinoid de tip 2 (CB 2), dar nu și cu receptorul canabinoid de tip 1 (CB 1).
oxid de cariofilenă
Oxidul de cariofilen (de asemenea, β-cariofilen oxid) este derivatul de oxidare al β-cariofilenei și este o pulbere solidă cristalină albă cu un punct de topire de aproximativ 62 ° C.
Este evaluat pentru efectele sale antiinflamatorii, anestezice locale și antioxidante. Primele cercetări sugerează că oxidul de cariofilenă ar putea fi un medicament potențial și pentru tratamentul cancerului. Oxidul de cariofilenă face parte din inelul ciclobutan, care este deja utilizat în cercetarea medicală pentru a sintetiza medicamentul chimioterapic utilizat pe scară largă carboplatină.
Oxidul de cariofilenă, în care olefina cariofilenei a devenit un epoxid, este o componentă aprobată pentru aromatizarea alimentelor.
Atât β-cariofilena, cât și oxidul de β-cariofilenă prezintă o solubilitate scăzută în apă, ceea ce împiedică absorbția lor în celulă. Pentru a utiliza aceste sesquiterpene ca medicamente sau suplimente nutritive, încapsularea în lipozomi Depășiți solubilitatea slabă a acestor sesquiterpene în fluide apoase și asigurați biodisponibilitatea și bioactivitatea. Click aici pentru a afla mai multe despre încapsularea cu ultrasunete a compușilor bioactivi!
Oxid de cariofilenă în canabis
În planta de canabis sativa, oxidul de cariofilenă se găsește ca o sesquiterpenă, care constă din trei unități de izopren. Oxidul de cariofilenă este una dintre cele mai mari și mai abundente terpene din planta de canabis și este responsabil pentru aroma și mirosul distinctiv al canabisului. Extracția cu ultrasunete este aplicată cu succes pentru a produce Uleiuri de canabidiol cu spectru complet, astfel încât să fie dat efectul de anturaj al compușilor multipli.
Cavitație cu ultrasunete pentru extracție
Când undele cu ultrasunete de mare putere sunt introduse într-un lichid, în fluid apar cicluri de compresie și expansiune (rarefiere). În timpul rarefierii, golurile sau așa-numitele bule de cavitație sunt generate într-un lichid. Aceste bule de cavitație, care sunt bule mici de vid, apar atunci când exercită presiunea negativă, astfel încât rezistența locală la tracțiune a lichidului este depășită. Bulele de vid cresc pe parcursul mai multor cicluri de compresie / rarefiere până când nu pot absorbi mai multă energie și bula de cavitație suferă un colaps sn imploziv. Acest fenomen este cunoscut sub numele de cavitație. Conform cercetărilor Prof. Suslick (1990), în bulele de cavitație predomină condiții extreme cu temperaturi de până la 5000 K, presiuni de 1000 atmosferă, viteză de încălzire-răcire peste 1010 K / s și jeturi lichide cu viteză de până la 280 m / s, care apar ca forță de forfecare foarte mare și turbulențe în zona de cavitație. Combinația acestor factori (presiune, căldură, forfecare și turbulență) este utilizată pentru a accelera transferul de masă în procesul de extracție. În plus, aceste condiții locale sunt, de asemenea, utilizate în procesele cu ultrasunete, ar fi omogenizarea, emulsionarea sau dispersarea.
Extracția cu ultrasunete se bazează pe cavitație acustică și forțele sale hidrodinamice de forfecare
Extracția cu ultrasunete a terpenelor
Principiul extracției cu ultrasunete se bazează pe două efecte, care sunt produse atunci când undele cu ultrasunete de mare putere sunt cupluri într-un lichid sau suspensie:
În primul rând, solventul (mediul lichid înconjurător) este împins în matricea celulară. În funcție de amplitudinea și rezistența cavitației, peretele celular este perforat sau perturbat de presiunea lichidului.
În al doilea rând, în timpul ciclului de rarefiere, conținutul celulei (adică materialul intracelular) este eliminat din celula interioară. După extracția cu ultrasunete, compușii vizați sunt în solvent și pot fi separați de solvent (de exemplu, prin evaporarea solventului), astfel încât în final se obține un extract pur.
Compoziția materiei prime (cum ar fi conținutul de umiditate, gradul de macerare / măcinare și dimensiunea particulelor și solventul selectat sunt factori foarte importanți pentru a obține un proces eficient și eficient de extracție cu ultrasunete. Parametrii procesului cu ultrasunete sunt esențiale, de asemenea: amplitudine, presiune, temperatură și timp de sonicare trebuie să fie stabilite și optimizate pentru cele mai bune rezultate.