Vysoko účinná extrakcia Chaga pomocou sonikácie

Huby Chaga (Inonotus obliquus) sú bohaté na veľmi silné fytochemikálie (napr. polysacharidy, kyselina betulínová, triterpenoidy), o ktorých je známe, že prispievajú k zdraviu a bojujú proti chorobám. Použitie vysokovýkonnej ultrazvukovej frekvencie na extrakciu chaga je preferovanou technikou na výrobu vynikajúcich extraktov chaga najvyššej kvality a výťažnosti.

Výťažky z húb Chaga pomocou ultrazvuku

Ultrazvuková extrakcia je vysoko účinná technika uvoľňovania fytochemických zlúčenín z rastlín, ako sú rastliny a huby.
Huby Chaga sú bohaté na niekoľko zlúčenín, ako sú polysacharidy, triterpény a polyfenoly, ktoré sú zodpovedné za väčšinu jeho zdraviu prospešných a terapeutických účinkov. Hlavnými bioaktívnymi zlúčeninami Chaga sú polysacchardidy (napr. β-glukány, proteoglykány obsahujúce d-galaktózu, d-glukózu, d-xylózu a d-manózu), triperpenoidy (napr. betulín, kyselina betulínová), polyfenoly, fytosteroly (napr. inotodiol) okrem iných zlúčenín.

Ultrazvuková extrakcia účinne rozbíja bunky huby chaga a uvoľňuje intracelulárne zlúčeniny (tj bioaktívne fytochemikálie) do rozpúšťadla. Ultrazvuková extrakcia je založená na princípe činnosti akustickej kavitácie. Účinkami ultrazvukovej / akustickej kavitácie sú vysoké šmykové sily, turbulencie a intenzívne tlakové rozdiely. Tieto sonomechanické sily rozbíjajú bunkové štruktúry, ako sú bunkové steny chitínovej huby, podporujú prenos hmoty medzi materiálom chaga a rozpúšťadlom a vedú k veľmi vysokým výťažkom extraktu v rýchlom procese. Okrem toho sonikácia podporuje sterilizáciu extraktov zabíjaním baktérií a mikróbov. Mikrobiálna inaktivácia sonikáciou je výsledkom deštruktívnych kavitačných síl na bunkovú membránu, produkcie voľných radikálov a lokalizovaného zahrievania.

Prečo je ultrazvuková extrakcia chaga taká výhodná?

Ultrazvuková extrakcia sa uplatňuje v mnohých oblastiach výroby extraktov, napr. rastlinné a bylinné extrakty do potravín, doplnkov, liečiv a kozmetiky. Veľmi významným príkladom ultrazvukovej extrakcie je extrakcia kanabidiolu (CBD) a ďalších zlúčenín z rastliny konope.
Keďže ultrazvuková extrakcia je netepelná extrakčná technika, bioaktívne zlúčeniny sa mierne spracovávajú ultrazvukovými vlnami, čím sa zabráni tepelnej degradácii citlivých rastlinných zlúčenín. Všetky parametre ultrazvukového procesu, t. j. amplitúdu, intenzitu, teplotu a tlak, je možné presne regulovať. To umožňuje presnú kontrolu procesu a kvality a uľahčuje opakovanie a reprodukciu získaných výsledkov extrakcie. Výrobcovia extraktov oceňujú ultrazvuk pre jeho spoľahlivú opakovateľnosť procesov, ktorá pomáha štandardizovať procesy a produkty na vysokej úrovni kvality.

Vysoko kvalitné výťažky z čagy s vysokým výťažkom sonikáciou

Výskum potvrdzuje, že ultrazvukom produkované extrakty z húb chaga obsahujú viac triterpenoidov ako bežný extrakt s horúcou vodou. Ultrazvuková extrakčná technika podporuje uvoľňovanie a izoláciu všetkých dôležitých zlúčenín z húb chaga (I. obliquus). Ultrazvukom asistovaná extrakcia vyniká alternatívnymi metódami extrakcie vynikajúcou účinnosťou a zvýšenou biologickou dostupnosťou bioaktívnych fytochemikálií v hubovom extrakte. Výňatky z vedeckých výskumných štúdií demonštrujú vysokú účinnosť a výťažnosť ultrazvukovej extrakcie chaga.

Extrakcia polysacharidov z Chaga

Zhang a kol. použili ultrazvukovú extrakciu na vytvorenie optimálnych podmienok na extrakciu polysacharidov z I. obliquus, pričom najlepšie podmienky zahŕňali použitie vody ako rozpúšťadla po dobu 15 minút pri 95 °C s ultrazvukovou frekvenčnou extrakciou, ktorá poskytla hodnoty extrakcie 1,82 %

Extrakcia betulínu / kyseliny betulínovej z Chaga

Výsledky ukazujú, že ultrazvuk zohral aktívnu úlohu pri extrakcii betulínu a kyseliny betulínovej, pretože môže prinútiť bunkové steny otvoriť sa a podporuje lepší prenos hmoty a tepla. To zase pomáha úspešne extrahovať požadované fytochemikálie v krátkom čase s vysokou účinnosťou. Malé zvýšenie výťažkov pri pridaní kroku extrakcie rozpúšťadlom po ultrazvuku naznačovalo, že väčšina týchto zlúčenín musela byť extrahovaná z biomasy. Získané výsledky naznačujú maximálne množstvo extrahovateľného betulínu v biomase. (Alhazmi, 2017) Celkovo ultrazvuk dramaticky zvýšil výťažok betulínu a kyseliny betulínovej.

Extrakčný protokol krok za krokom

Na izoláciu silného plnospektrálneho extraktu z húb chaga (Inonotus obliquus) sa používa dvojstupňový extrakčný protokol pomocou výkonových ultrazvukov.
Materiál: Sušený I. obliquus (100g) sa rozdrví na menšie kúsky cca 1,3cm2 (0,5×05 palca). Rozdrvený hubový materiál sa vloží do sklenenej kadičky s objemom 1,5 l.

1. Krok: Ultrazvuková extrakcia za studena: Vysušená, mletá čaga sa suspenduje v 1000 ml 60 % etanolu v čistenej alebo destilovanej vode (v/v; 60 % etanolu: 40 % vody) pridaním zmesi rozpúšťadiel do sklenenej kadičky s čagou. Na extrakciu sa používa ultrazvukový extraktor UP400St vybavený sonotródou S24d22L2D. Roh (sonotroda) ultrazvuku je ponorený do suspenzie húb a rozpúšťadla. Použitie miešadla je voliteľné, ale môže pomôcť rovnomerne transportovať rastlinné častice do sonotrody. Dbajte na to, aby sa sonotroda nedotýkala stien kadičky. Nastavte amplitúdu na 100 % a sonikujte cca. 10 min. UP400St sa dodáva so zásuvným snímačom teploty. Pripojte termočlánok k ultrazvuku a vložte snímač do zavesenia. V digitálnom menu ultrazvukového prístroja UP400St môžete nastaviť hornú hranicu teploty. Ultrazvuk sa po dosiahnutí tohto teplotného maxima pozastaví a spustí sa automaticky, akonáhle suspenzia dosiahne nižšiu hodnotu nastavenej ∆T. Odporúčané hodnoty ∆T sú cca. 30 °C ako horná a 20 °C ako dolná hodnota teploty. Použitie vodného alebo ľadového kúpeľa pomáha udržiavať nízku teplotu počas sonikácie. Po sonikácii sa hubové pevné látky odstránia filtráciou a lisovaním. Rozpúšťadlo s extrahovanými fytochemikáliami prechádza vákuovým odparovaním alebo odparovaním rotora, takže sa nakoniec získa frakcia chaga z extrakcie etanolu. Zvyškové pevné látky chaga je možné použiť na voliteľný druhý krok namáčania, ultrazvukovú extrakciu za tepla.
2. Krok (voliteľné): Ultrazvuková extrakcia za tepla: Z prvej extrakcie získaná surovina chaga sa používa v druhom kroku ultrazvukovej extrakcie za tepla na izoláciu frakcie stále zostávajúcich fytochemikálií v hubách chaga. Hubový materiál sa vloží do sklenenej kadičky, pridá sa 600 ml čerstvého 60% etanolu: 40% roztok vodného rozpúšťadla a zahreje sa na cca. 70 °C. Počas sonikácie môže teplota stúpnuť až na 95 °C. Dodatočné teplo podporuje uvoľňovanie zvyškových fytochemikálií. Keďže takmer všetky termocitlivé zlúčeniny boli extrahované za tepelne kontrolovaných podmienok v kroku 1, tento druhý krok je možné voliteľne použiť na vytvorenie veľmi silného extraktu, ktorý je kompletný vo všetkých fytochemikáliách huby chaga. Odpruženie je sonikované s UP400St rovnakým spôsobom, ako je popísané vyššie. Prefiltrujte, stlačte a oddeľte huby od vodného extraktu. Fytozložky v druhej extrakcii sú tiež izolované odparovaním.

Obe frakcie extraktu chaga, z extrakcie vodou a etanolom, sa zmiešajú dohromady, aby sa získal plnospektrálny extrakt z huby chaga. Tento extrakt môže byť formulovaný do rôznych produktov, ako sú tinktúry, kapsuly alebo jedlé produkty.

Tento proces je úplne lineárne škálovateľný na akýkoľvek iný objem. Pri použití rovnakých ultrazvukových parametrov (ultrazvuková intenzita Ws/L, tlak, teplota, koncentrácia pevnej látky: kvapaliny) je možné všetky raz stanovené výsledky ultrazvukovej extrakcie chaga jednoducho škálovať na väčšie (alebo menšie) objemy pri dosiahnutí rovnakých výsledkov (t. j. výťažkov, účinnosti procesu).

Ultrazvukom vyrábané hubové extrakty sú bohaté na polysacharidy, ktoré sú známe mnohými priaznivými účinkami na zdravie. Ultrazvuk UP100H je 100 wattový výkonný ultrazvukový extraktor na efektívnu extrakciu medicinálnych húb, ako sú chaga, levia hriva, reishi alebo cordyceps.

Váš výber rozpúšťadla

Ultrazvuková extrakcia je kompatibilná s akýmkoľvek rozpúšťadlom. To vám umožní použiť rozpúšťadlo podľa vašich preferencií. Vo vyššie uvedenom protokole extrakcie chaga odporúčame roztok rozpúšťadla obsahujúci 60% etanolu: 40% vody (v/v). Kombinácia etanolu a vody umožňuje uvoľňovať fytochemikálie rôznych polarít. Alternatívne je možné použiť dvojfázovú extrakciu pomocou etanolu v prvom kroku extrakcie a vody v druhom kroku extrakcie. Ultrazvuková extrakcia pomocou rozpúšťadlovej kombinácie alkoholu a vody uvoľňuje vo vode a v alkohole rozpustné fytochemikálie z húb, ako je chaga.
Preto je extrakcia zásadná pri vytváraní čistých a silných extraktov z húb.
Ďalšie rozpúšťadlá používané na extrakciu Inonotus obliquus sú okrem iného izopropanol, metanol, metanol obsahujúci 10 % kyseliny octovej, etylacetát. V prípade potravinárskych extraktov sa odporúča netoxické rozpúšťadlo, pretože po odstránení rozpúšťadla (napr. odparovaní) môžu niekedy v extrakte zostať zvyškové stopové množstvá.

Prečo dávať ultrazvukovým kúpeľom nedostatočné výsledky extrakcie čagy?

Ultrazvukové kúpele sa bežne používajú na mierne čistiace aplikácie. V ultrazvukovom kúpeli dochádza k akustickej kavitácii nekontrolovane a nerovnomerne rozloženej v relatívne veľkej nádrži. Ak vložíte sklenenú kadičku so zmesou húb a rozpúšťadiel do ultrazvukového kúpeľa, už aj tak slabé ultrazvukové vlny musia prechádzať stenami kadičky, čo ešte viac znižuje intenzitu ultrazvuku. To znamená, že intenzita ultrazvuku ultrazvukovej čistiacej nádrže je príliš slabá na efektívnu extrakciu húb. Bunkové steny húb obsahujú chitín, húževnatý materiál, vďaka ktorému sú bunky húb veľmi tuhé a ťažko sa narušujú. Na uvoľnenie bioaktívnych zlúčenín z húb, ako je čaga, je potrebný ultrazvuk s vysokou intenzitou. Ultrazvukové sondy vytvárajú oveľa intenzívnejšiu akustickú kavitáciu, silu, ktorá rozbíja bunkové steny húb.
 

Analytická tabuľka UV-Vis ukazuje porovnanie medzi ultrazvukovou sondou a ultrazvukovou extrakciou v kúpeli huby chaga. Ultrazvukový ultrazvuk sondového typu UP100H (čierna krivka) poskytuje výrazne vyššie výťažky bioaktívnych zlúčenín chaga.

 
Prečítajte si viac o rozdieloch ultrazvukových sond a ultrazvukových kúpeľov a pozrite sa, ako sa porovnávajú v účinnosti extrakcie!

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na extrakciu čagy

Ultrazvuková extrakcia je spoľahlivá technológia spracovania, ktorá uľahčuje a urýchľuje výrobu vysokokvalitných extraktov z rôznych surovín, ako sú chaga a iné huby. Portfólio spoločnosti Hielscher Ultrasonics pokrýva celý rad od kompaktných laboratórnych ultrazvukov až po priemyselné extrakčné systémy. V spoločnosti Hielscher vám tak môžeme ponúknuť najvhodnejší ultrazvuk pre vašu predpokladanú procesnú kapacitu. Náš dlhoročný skúsený personál vám pomôže od testov uskutočniteľnosti a optimalizácie procesov až po inštaláciu vášho ultrazvukového systému na úrovni finálnej výroby.
Vďaka malej stope našich ultrazvukových odsávačov, ako aj ich všestrannosti v možnostiach inštalácie sa zmestia aj do zariadení na spracovanie pektínu v malom priestore. Ultrazvukové procesory sú inštalované po celom svete v potravinárskych a farmaceutických zariadeniach a zariadeniach na výrobu výživových doplnkov.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikované odsávacie zariadenia

Portfólio produktov Hielscher Ultrasonics pokrýva celý rad vysokovýkonných ultrazvukových extraktorov od malých až po veľké. Dodatočné príslušenstvo umožňuje jednoduchú montáž najvhodnejšej konfigurácie ultrazvukového zariadenia pre váš proces extrakcie chaga. Optimálne nastavenie ultrazvuku závisí od predpokladanej kapacity, objemu, suroviny, dávkového alebo inline procesu a časového harmonogramu.

Dávkový a kontinuálny prietok

Ultrazvukové prístroje Hielscher je možné použiť na dávkové a kontinuálne prietokové spracovanie. Ultrazvukové dávkové spracovanie je ideálne na testovanie procesov, optimalizáciu a malú až strednú úroveň výroby. Pre produkciu veľkých objemov huby chaga môže byť výhodnejšie inline spracovanie. Kontinuálny proces inline miešania vyžaduje sofistikované nastavenie – pozostávajúci z čerpadla, hadíc alebo potrubí a nádrží - je však vysoko efektívny, rýchly a vyžaduje podstatne menej práce. Všetky priemyselné systémy je možné prevádzkovať pri zvýšených tlakoch, čo zvyšuje kavitaciu a tým aj účinnosť odsávania. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics má najvhodnejšie nastavenie extrakcie pre váš objem odsávania a ciele procesu.

Ultrazvukové odsávače pre každú kapacitu produktu

Sortiment produktov Hielscher Ultrasonics pokrýva celé spektrum ultrazvukových procesorov od kompaktných laboratórnych ultrazvukových procesorov cez stolové a pilotné systémy až po plne priemyselné ultrazvukové procesory s kapacitou spracovať nákladné vozidlá za hodinu. Celý sortiment nám umožňuje ponúknuť vám najvhodnejší ultrazvukový odsávač pre vašu chaga, ako aj iné huby, procesnú kapacitu a výrobné ciele.
Ultrazvukové stolové systémy sú ideálne na testy uskutočniteľnosti a optimalizáciu procesov. Lineárne škálovanie na základe stanovených procesných parametrov veľmi uľahčuje zvýšenie spracovateľských kapacít z menších dávok na plne komerčnú výrobu. Zvýšenie rozlíšenia je možné vykonať buď inštaláciou výkonnejšej ultrazvukovej odsávacej jednotky, alebo paralelným zoskupením niekoľkých ultrazvukových prístrojov. S UIP16000 ponúka Hielscher najvýkonnejší ultrazvukový extraktor na svete.

Presne regulovateľné amplitúdy pre optimálne výsledky

Všetky ultrazvukové prístroje Hielscher sú presne ovládateľné, a tým spoľahlivé pracovné kone vo výrobe. Amplitúda je jedným z rozhodujúcich parametrov procesu, ktoré ovplyvňujú účinnosť a účinnosť ultrazvukovej extrakcie fytochemikálií z huby chaga (Inonotus obliquus).
Všetky ultrazvuky Hielscher’ Procesory umožňujú presné nastavenie amplitúdy. Sonotródy a posilňovacie klaksóny sú príslušenstvo, ktoré umožňuje upraviť amplitúdu v ešte širšom rozsahu. Priemyselné ultrazvukové procesory spoločnosti Hielscher môžu poskytovať veľmi vysoké amplitúdy a požadovanú intenzitu ultrazvuku pre náročné aplikácie. Amplitúdy až 200 μm je možné ľahko nepretržite prevádzkovať v prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni.
Presné nastavenie amplitúdy a trvalé monitorovanie parametrov ultrazvukového procesu pomocou inteligentného softvéru vám dávajú možnosť ošetriť surovinu húb najúčinnejšími ultrazvukovými podmienkami. Optimálna sonikácia pre najlepšie výsledky extrakcie!
Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni pri náročných nákladoch a v náročných prostrediach. Vďaka tomu je ultrazvukové zariadenie Hielscher spoľahlivým pracovným nástrojom, ktorý spĺňa vaše požiadavky na extrakciu.

Jednoduché testovanie bez rizika

Ultrazvukové procesy môžu byť úplne lineárne škálované. To znamená, že každý výsledok, ktorý ste dosiahli pomocou laboratórneho alebo stolového ultrazvuku, je možné škálovať na presne rovnaký výstup pomocou presne rovnakých procesných parametrov. Vďaka tomu je ultrazvuk ideálny na bezrizikové testovanie uskutočniteľnosti, optimalizáciu procesov a následnú implementáciu do komerčnej výroby. Kontaktujte nás a dozviete sa, ako môže sonikácia zvýšiť produkciu extraktu z chaga.

Najvyššia kvalita – Navrhnuté a vyrobené v Nemecku

Ako rodinný a rodinný podnik uprednostňuje spoločnosť Hielscher pre svoje ultrazvukové procesory najvyššie štandardy kvality. Všetky ultrazvukové prístroje sú navrhnuté, vyrobené a dôkladne testované v našej centrále v Teltowe neďaleko Berlína v Nemecku. Robustnosť a spoľahlivosť ultrazvukového zariadenia Hielscher z neho robí ťažného koňa vo vašej výrobe. Prevádzka 24 hodín denne, 7 dní v týždni pri plnom zaťažení a v náročných prostrediach je prirodzenou charakteristikou vysokovýkonných odsávačov Hielscher.
Ultrazvukový procesor Hielscher si môžete kúpiť v akejkoľvek inej veľkosti a presne nakonfigurovaný podľa vašich procesných požiadaviek na extrakciu húb. Od ošetrenia húb v malej laboratórnej kadičke až po nepretržité prietokové miešanie hubových suspenzií na priemyselnej úrovni, Hielscher Ultrasonics vám ponúka vhodný ultrazvuk! Kontaktujte nás – Sme radi, že vám môžeme odporučiť ideálne ultrazvukové nastavenie!

Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov: