Ультразвуковая экстракция сапонинов Quillaja
- Сапониновые экстракты дерева Quillaja saponaria Molina являются основным источником сапонинов для промышленного применения.
- Ультразвуковая экстракция сапонинов Quillaja дает высококачественные сапонины.
- Ультразвуковая экстракция является высокоэффективным методом получения высоких выходов экстракта сапонина Quillaja за короткое время.
Экстракт сапонина Quillaja
Экстракт сапонина Quillaja (синонимы: экстракты quillaia, bois de Panama, экстракты коры панамы, экстракты quillai, экстракты коры Quillay, экстракты мыльной коры) — вещество, добываемое из дерева Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria). Экстракт Quillaja состоит из более чем 100 тритерпеноидных сапонинов. Основными присутствующими сапонинами являются гликозиды квиллиевой кислоты. Другими важными компонентами являются полифенолы и дубильные вещества, а также небольшое количество солей и сахаров. Экстракт Quillaja получают путем водной экстракции измельченной внутренней коры или древесины обрезанных стеблей и ветвей дерева Quillaja saponaria. Поскольку экстракты сапонинов Quillaja содержат как поверхностно-активные вещества, так и фенольные соединения, они чрезвычайно интересны для составления рецептур чувствительных функциональных пищевых ингредиентов и их защиты от окисления.
Использование сапонинов в качестве натуральных эмульгаторов значительно возрастает в связи с растущим спросом на здоровые, натуральные продукты без синтетических добавок. Сапонины Quillaja являются отличными эмульгаторами для М/В эмульсий и наноэмульсий и показали очень хорошие эффекты в различных составах, таких как напитки и масляные смеси. Распространенным применением экстракта сапонина Quillaja является эмульгирование Масла КБД, полупрозрачные напитки и вспененные пищевые продукты. Сапонины Quillaja можно использовать отдельно или в сочетании с другими эмульгаторами.
Q-Naturale® – пищевая добавка на основе сапонинов коры Quillaja, которая одобрена FDA в качестве эффективного эмульгатора для продуктов питания и напитков. Помимо эмульгирующего агента, сапонины Quillaja используются в фармацевтических рецептурах благодаря своим антибактериальным, противовирусным, противогрибковым, противопаразитарным, противоопухолевым, гепатопротекторным и иммуноадъювантным свойствам.
- Превосходная урожайность
- Высокоскоростная экстракция – в течение нескольких минут
- Высококачественные экстракты – Мягкий, нетермический
- Зеленый растворитель (т.е. вода)
- Рентабельный
- Простая и безопасная эксплуатация
- Низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы
- Работа в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации
- Зеленый, экологически чистый метод
Ультразвуковая периодическая экстракция растительных материалов периодического действия объемом 120 л с помощью UIP2000hdT и мешалки
Практический пример ультразвуковой экстракции сапонинов из Quillaja
Для того, чтобы получить высококачественный экстракт Quillaja, который обладает желаемыми функциональными возможностями в качестве пищевой и фармацевтической добавки, необходимо выделить активные фитохимические вещества, а именно сапонины. Сапонин Quillaja представляет собой тритерпеновый сапонин, выделенный из коры мыльного дерева. Ультразвуковая кавитация способствует экстракции, улучшая контакт между твердыми и жидкими веществами и увеличивая массообмен.
Cares et al. В своем исследовании они ясно продемонстрировали, что ультразвуковая экстракция (ЭМА) может улучшить процесс экстракции биологически активных веществ из Quillaja Saponaria Molina. Они использовали древесную и коровую щепу Quillaja и извлекали сапонины в воде с помощью ультразвука, так что конечный продукт включает в себя только натуральные ингредиенты и сырье и может быть использован в процессах производства продуктов питания. При использовании нетермического метода экстракции температура экстракции во время ультразвука постоянно поддерживалась на уровне 20ºC (68ºF). Выход экстракции значительно увеличивается с периодом ультразвуковой обработки от 10 до 30 минут. Выходы в течение 20 минут при 20ºC при ультразвуковой экстракции были сопоставимы с теми, которые были достигнуты при традиционном методе 3-часовой экстракции при 60ºC.
Ультразвуковые устройства используются для приготовления долговременных стабильных эмульсий с использованием экстракта сапонина Quillaja для физической и химической стабилизации эмульсии. Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковой эмульгации!
Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы
Hielscher Ultrasonics специализируется на производстве высокопроизводительных ультразвуковых процессоров для производства высококачественных экстрактов из растительных компонентов.
Широкий ассортимент продукции Hielscher включает в себя как небольшие, но мощные лабораторные ультразвуковые аппараты, так и надежные настольные и полностью промышленные системы, которые обеспечивают высокоинтенсивный ультразвук для эффективного извлечения и выделения биологически активных компонентов (например, Кверцетин, кофеин, Куркумин, терпены и т.д.). Все ультразвуковые приборы от 200 Вт Кому 16 000 Вт оснащены цветным дисплеем для цифрового управления, встроенной SD-картой для автоматической записи данных, дистанционным управлением через браузер и многими другими удобными функциями. Сонотроды и проточные ячейки (части, которые контактируют со средой) могут быть автоклавированы и легко чистятся. Все наши ультразвуковые аппараты рассчитаны на работу в режиме 24/7, не требуют особого обслуживания, просты и безопасны в эксплуатации.
Цифровой цветной дисплей обеспечивает удобное управление ультразвуковым оборудованием. Наши системы способны работать как с низкими, так и с очень высокими амплитудами. Для экстракции химических соединений, таких как астаксантин, мы предлагаем специальные ультразвуковые сонотроды (также известные как ультразвуковые зонды или рупоры), которые оптимизированы для чувствительного выделения высококачественных активных веществ. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.
Точный контроль параметров ультразвукового процесса обеспечивает воспроизводимость и стандартизацию процесса. Промышленные автоматизированные ультразвуковые экстракционные системы Hielscher рассчитаны на высокую производительность производства экстрактов высшего качества при одновременном снижении трудозатрат, затрат и энергии.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература/Литература
- М. Г. Карес, И. Варгас, Л. Гаете, Х. Сайнс, Х. Аларкон (2009): Ультразвуковая экстракция биологически активных веществ из Quillaja Saponaria Molina. Международный конгресс по ультразвуковой технике, Университет Сантьяго-де-Чили, январь 2009 г.
- Д. Дейзе Флек, А. Хеманн Бетти, Ф. Перейра да Силва, Э. А. Тройан, К. Оливаро, Ф. Феррейра, С. Гаспарин Верза (2019): Сапонины из Quillaja saponaria и Quillaja brasiliensis: особенности химических характеристик и биологической активности. Молекулы. 2019 янв; 24(1): 171.
- К. Каур, Р. Кумар, С.К. Мехта (2015): Рецептура стабилизированной сапонином наноэмульсии ультразвуковым методом и ее роль в защите от деградации кверцитина от ультрафиолетового излучения. Ультразвуковая сонохимия 31, 2015.
- Р.Р.Т. Маджинда (2012): Экстракция и выделение сапонинов. В: Сатьяджит Д. Саркер и Лутфун Нахар (ред.), Выделение натуральных продуктов, методы молекулярной биологии, Vol. 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): Физическая стабильность наноэмульсий со смесями эмульгаторов: замена tween 80 на quillaja saponin. LWT – Пищевая наука и технологии 111, 2019. 760-766.
Факты, которые стоит знать
О дереве Килладжа и его сапонинах
Дерево Quillaja Saponaria Molina, также известное как южноамериканское мыльное дерево, в естественных условиях и широко произрастает в Чили. Дерево Quillaja Saponaria (семейство Rosaceae) — крупное вечнозеленое растение с толстой корой, произрастающее в нескольких странах Южной Америки, особенно в Боливии, Чили и Перу.
Экстракт сапонинов Quillaja содержит в основном сапонины, но также полифенолы, дубильные вещества, а также соли и сахара в небольших количествах. Сапонины Quillaja представляют собой молекулы, построенные из тритерпенового ядра с двумя сахарными цепями. Эти сахарные цепи придают сапонинам гидрофильное свойство (= растворяется в воде), в то время как тритерпеновое ядро является гидрофобным (= водоотталкивающим). Для них это амфотический тензид, который делает сапонины неионным тензоактивом, что позволяет снизить поверхностное натяжение, солюбилизацию гидрофобных продуктов в водных растворах, а также образование микро-/наноэмульсий.
В коре дерева Quillaja содержится около 5% наибольшее количество сапонинов, в то время как в древесине содержится около 2% сапонинов.
Поскольку сапонины являются природными веществами с хорошими пенообразующими и эмульгирующими свойствами, они часто используются в качестве пенообразователей в пищевой промышленности, производстве напитков и пива, в качестве поверхностно-активных веществ в косметике, в качестве добавок в агрохимикатах и кормах для животных, а также в качестве адъювантов в вакцинах.
Производство экстрактов quillaja осуществляется с помощью водной экстракции; При его производстве не используются никакие другие растворители. Конечный продукт, будь то сырой или очищенный экстракт, в жидкой или порошковой формуле включает только натуральные ингредиенты и сырье, разрешенные для их использования в процессах производства продуктов питания. (Cares et al. 2009)
Что такое сапонины?
Слово сапонин происходит от латинского слова sapo, что означает мыло. Сапонины представляют собой фитохимические вещества, содержащиеся в основном, но не исключительно, в растениях, которые проявляют пенообразующие свойства и состоят из полициклических агликонов, прикрепленных к одной или нескольким боковым цепям сахара. Агликоновая часть, которую также называют сапогенином, представляет собой либо стероид (С27), либо тритерпен (С30). Пенообразующая способность сапонинов обусловлена сочетанием гидрофобной (жирорастворимой) сапогенина и гидрофильной (водорастворимой) сахарной части. [Majinda, 2012: p. 515] В качестве эмульгаторов традиционно использовались растительные материалы с высоким содержанием сапонина. Яркими примерами растений, богатых сапонинами, являются мыльная кора (Quillaja saponaria; Rosaceae), мыльнянки (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) и порошок шикакай (Gleditsia sinensis; бобовые). Сапонины представляют собой амфипатические гликозиды с высокой молекулярной массой, которые структурно имеют один или несколько гидрофильных гликозидных фрагментов, которые соединены с липофильным производным тритерпена. Особенно в фармацевтической промышленности, сапонины привлекли большое внимание благодаря своему ряду биологических свойств, включая способность стимулировать иммунный ответ, что делает их главными кандидатами на роль адъювантов.
Все, что вам нужно знать об ультразвуковой экстракции
Ультразвуковая экстракция (УЗИ), также соноэкстракция, является высокоэффективным экологически чистым методом экстракции для выделения биологически активных веществ, таких как белки, витамины, полифенолы, натуральные пигменты, липиды и т. д., из растительных матриц. Ультразвуковая экстракция основана на принципе работы акустической кавитации.
Когда интенсивные ультразвуковые волны воздействуют на жидкие системы, происходит акустическая кавитация, которая представляет собой явление генерации, роста и возможного схлопывания вакуумных пузырьков (см. рис. ниже). Во время распространения ультразвуковых волн пузырьки вакуума колеблются и растут до тех пор, пока не достигнут точки, когда они не смогут поглощать дальнейшую энергию. На пике роста пузырьков они сильно схлопываются, что вызывает локально тепловые, механические и химические эффекты. Механические эффекты включают высокое давление до 1000 атм, турбулентность и интенсивные силы сдвига. Эти силы разрушают клеточные стенки и способствуют массопереносу между внутренней частью клетки и растворителем, высвобождая биологически активные соединения в окружающую жидкость (т.е. растворитель).
Ультразвуковая экстракция основана на акустической кавитации и ее гидродинамических силах сдвига
Ультразвуковая твердо-жидкостная экстракция соединений из растительных компонентов и клеточной ткани хорошо изучена. Применение высокоинтенсивных ультразвуковых волн значительно улучшает процессы экстракции. Кроме интенсификации технологического процесса – что приводит к более высокому выходу и сокращению времени экстракции – Термическая деградация и потеря чувствительных к температуре компонентов предотвращаются, поскольку ультразвук не является термической обработкой. Кроме того, ультразвуковая экстракция имеет низкие инвестиционные и эксплуатационные затраты, снижает использование растворителей и/или позволяет использовать более экологичные растворители, что делает ее экономичным и экологически чистым методом экстракции. Превосходя традиционные методы экстракции, ультразвуковая экстракция (ОАЭ) была заимствована из пищевой промышленности для производства биоактивных веществ с экономической выгодой.
Ультразвуковая экстракция из растительных клеток: микроскопический поперечный срез (ТС) показывает механизм действий при ультразвуковой экстракции из клеток (увеличение 2000x) [источник: Vilkhu et al. 2011]
Мощные ультразвуковые процессоры от лабораторных до пилотных и промышленных масштабов.