Экстракция терпенов ультразвуком
Доказано, что ультразвуковая экстракция терпенов дает высокие выходы терпенкарьофиллеоксида, например, из каннабиса и хмеля. Оксид кариофиллена — это терпен, содержащийся в каннабисе, хмеле, перце, базилике и розмарине. В качестве активного соединения экстрагированный терпен кариофилленоксид используется в качестве ароматизатора и добавки для здоровья.
Использование экстрагированного оксида кариофиллена
Оксид кариофиллена отличается своим ароматическим запахом и вкусом (т.е. травы). Благодаря своему интенсивному ароматическому запаху и вкусу, он часто используется в качестве ароматизатора в продуктах питания, а также в качестве ароматизатора. Кроме того, он также обладает способностью связываться с эндокринными рецепторами CB2 в организме человека, что делает его интересным фармацевтическим компонентом.
Ультразвуковая экстракция оксида кариофиллена
Ультразвуковая экстракция оксида терпена кариофиллена является отличным методом для получения высоких урожаев, например, из конопля и хмель. Подробнее об акустической кавитации, активный принцип ультразвуковой экстракции!
Например, оксид β-кариофиллена экстрагировали ультразвуком с помощью ультразвукового устройства UP100H (100 Вт, 30 кГц) из высушенных шишек хмеля.
Данные анализа GC показывают выход экстракции оксида β-кариофиллена, экстрагированного с помощью оксида Хильшера УП100Ч из хмеля.
УП400Ст – Мощный ультразвуковой процессор мощностью 400 Вт для экстракции терпенов с мешалкой
Газовый хроматографический анализ ультразвукового экстракта хмеля: β-оксида кариофиллена, α-кариофиллена, α-пинена, микрена, лимонена, α-кариофиллена, оксида кариофиллена и др.
Помимо оксида β-кариофиллена, были успешно экстрагированы и другие терпены, такие как α-кариофиллен, α-пинен, микрен, лимонен и α-кариофилен.
Как извлекаются терпены из растений с помощью ультразвуковой обработки зондового типа? Пошаговая инструкция!
- Сначала растительный материал измельчается или измельчается на мелкие кусочки, чтобы увеличить площадь поверхности для экстракции.
- Затем растительный материал смешивают с растворителем (например, этанолом или водой) для извлечения терпенов.
- Затем ультразвуковое воздействие зондового типа используется для поддержки процесса экстракции путем подачи на суспензию высокоинтенсивных низкочастотных ультразвуковых волн с частотой около 20 кГц. Это вызывает акустическую кавитацию и быструю вибрацию растворителя, что способствует распаду и разрушению растительных клеток и высвобождению терпенов.
- Затем смесь фильтруют, чтобы отделить твердый растительный материал от жидкости, содержащей экстрагированные терпены.
- Затем жидкость выпаривают или подвергают дальнейшей обработке для удаления растворителя и концентрирования терпенов.
- Конечный продукт представляет собой богатый терпенами экстракт, который можно использовать в различных целях, таких как пищевые добавки, функциональные продукты питания и косметика.
Протокол ультразвуковой экстракции терпенов
Хмель измельчался с помощью обычной кофемолки для получения более однородного размера частиц образца хмеля.
В флакон положили 4,5 мг хмеля, затем добавили 5 мл этанола. Флакон помещали в стакан с ледяной водой для рассеивания тепла. Затем образец был обработан ультразвуком с помощью УП100Ч, оснащенный сонотродом MS7, с амплитудой 50% в течение 90сек.
Газовый хроматографический анализ ультразвукового экстракта хмеля:
Ультразвуковая обработка обеспечивает высокий массоперенос между клеточным матриксом и растворителем, так что в результате достигается очень высокий выход высококачественного экстракта.
- Высококачественные терпеновые экстракты (без термической деградации)
- высокая урожайность,
- Быстрая процедура
- Быстрая окупаемость инвестиций
- более мягкие растворители
- Меньшее использование растворителей
- Безопасность и простота в эксплуатации
- Низкие эксплуатационные расходы
- Зеленая, экологически чистая добыча терпенов
Ультразвуковая экстракция терпенами выделяется как метод «зеленой» экстракции, который позволяет значительно ускорить процедуру экстракции терпенами, требуя при этом меньше энергии, чем другие традиционные методы экстракции (т.е. сверхкритический CO2, Сокслет и т.д.). Другими преимуществами, связанными с использованием ультразвуковой экстракции терпенов, являются простота в обращении с ультразвуковым экстрактором, быстрый процесс, отсутствие химических отходов, высокая производительность, экологичность, повышенное качество благодаря мягким условиям обработки и предотвращению термической деградации.
Ультразвуковые экстракторы для терпенов
В таблице ниже указано, какое ультразвуковое устройство может быть наиболее подходящим для ваших потребностей в экстракции терпенов.
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Мощные ультразвуковые гомогенизаторы от лабораторных до промышленных масштабов.
Литература/Литература
- 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
Факты, которые стоит знать
Кариофиллен
Кариофиллен или (-)-β-кариофиллен является природным бициклическим сесквитерпеном, который можно найти во многих эфирных маслах. В качестве хорошего источника кариофиллена известны следующие травы: конопля, конопля (Cannabis sativa), черный тмин (Carum nigrum), гвоздика (Syzygium aromaticum), хмель (Humulus lupulus), базилик (Ocimum spp.), душица обыкновенная (Origanum vulgare), черный перец (Piper nigrum), лаванда (Lavandula angustifolia), розмарин (Rosmarinus officinali) и масло копайбы (Copaifera spp.) β-кариофиллен является фитоканнабиноидом с сильным сродством к каннабиноидным рецепторам типа 2 (CB 2), но не к каннабиноидным рецепторам типа 1 (CB 1).
оксид кариофиллена
Оксид кариофиллена (также β-оксид кариофиллена) является производным окисления β-кариофиллена и представляет собой белый кристаллический твердый порошок с температурой плавления около 62 °C.
Он ценится за противовоспалительное, местноанестезирующее и антиоксидантное действие. Во-первых, исследования показывают, что оксид кариофиллена также может быть потенциальным лекарством для лечения рака. Оксид кариофиллена входит в состав циклобутанового кольца, которое уже используется в медицинских исследованиях с целью синтеза широко используемого химиотерапевтического препарата карбоплатина.
Оксид кариофиллена, в котором олефин кариофиллена превратился в эпоксид, является одобренным компонентом для ароматизации пищевых продуктов.
Как β-кариофиллен, так и оксид β-кариофиллена демонстрируют низкую растворимость в воде, что препятствует их всасыванию в клетку. Для использования этих сесквитерпенов в качестве лекарственных препаратов или биологически активных добавок необходимо инкапсулировать их в липосомы преодолеть плохую растворимость этих сесквитерпенов в водных жидкостях и обеспечить биодоступность и биологическую активность. Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковой капсуляции биологически активных соединений!
Оксид кариофиллена в каннабисе
В растении cannabis sativa оксид кариофиллена обнаружен в виде сесквитерпена, который состоит из трех изопреновых звеньев. Оксид кариофиллена является одним из самых крупных и распространенных терпенов в растении каннабиса и отвечает за характерный аромат и запах каннабиса. Ультразвуковая экстракция успешно применяется для производства Масла каннабидиола полного спектра действия, чтобы был дан антуражный эффект многообразных соединений.
Ультразвуковая кавитация для экстракции
Когда в жидкость вводятся мощные ультразвуковые волны, в жидкости происходят циклы сжатия и расширения (разрежения). Во время разрежения в жидкости образуются пустоты или так называемые кавитационные пузырьки. Эти кавитационные пузырьки, которые являются крошечными вакуумными пузырьками, возникают при воздействии отрицательного давления, так что локальная прочность жидкости на разрыв преодолевается. Вакуумные пузырьки растут в течение нескольких циклов сжатия/разрежения до тех пор, пока они не смогут поглощать больше энергии, и кавитационный пузырь не подвергнется sn имплозивному коллапсу. Это явление известно как кавитация. Согласно исследованиям профессора Суслика (1990), в кавитационных пузырьках преобладают экстремальные условия с температурой до 5000 К, давлением до 1000 атмосфер, скоростью нагрева-охлаждения выше 1010 К/с и струи жидкостей со скоростью до 280 м/с, которые проявляются в виде очень высокой поперечной силы и турбулентности в зоне кавитации. Комбинация этих факторов (давление, тепло, сдвиг и турбулентность) используется для ускорения массопереноса в процессе экстракции. Кроме того, эти локально возникающие условия также используются в ультразвуковых процессах, таких как гомогенизация, эмульгирование или диспергирование.
Ультразвуковая экстракция основана на акустической кавитации и ее гидродинамических силах сдвига
Ультразвуковая экстракция терпенов
Принцип ультразвуковой экстракции основан на двух эффектах, которые получаются при связывании мощных ультразвуковых волн в жидкость или суспензию:
Сначала растворитель (окружающая жидкая среда) проталкивается в матрицу ячейки. В зависимости от амплитуды и силы кавитации клеточная стенка перфорируется или разрушается под давлением жидкости.
Во-вторых, во время цикла разрежения содержимое клетки (т.е. внутриклеточный материал) вымывается из внутренней клетки. После ультразвуковой экстракции целевые соединения находятся в растворителе и могут быть отделены от растворителя (например, путем выпаривания растворителя), чтобы в конечном итоге получить чистый экстракт.
Состав сырья (например, содержание влаги, степень мацерации/измельчения и размер частиц), а также выбранный растворитель являются очень важными факторами для получения эффективного и результативного процесса ультразвуковой экстракции. Параметры ультразвукового процесса также имеют важное значение: амплитуда, давление, температура и время ультразвуковой обработки должны быть установлены и оптимизированы для достижения наилучших результатов.