Najefektívnejšia metóda extrakcie pre rastlinné zložky

Hľadáte výkonné a spoľahlivé nastavenie extrakcie na výrobu vysoko kvalitných botanických extraktov? Tu nájdete porovnanie bežných extrakčných techník vrátane ultrazvukovej extrakcie, superkritickej extrakcie CO2, extrakcie etanolom, macerácie medzi ostatnými a ich výhod, ako aj nevýhod.

Čo sú botanické extrakty?

Rastlinných látok, ako sú listy, okvetné lístky, kvety, stonky, korene a kôra obsahujú silné bioaktívne zlúčeniny (fytomikálie), ktoré sa používajú v potravinách a nápojoch, potravinových doplnkoch, liečebných prípravkoch a liečivách, ako aj v kozmetických výrobkoch. Významnými príkladmi botanických extraktov sú antioxidanty, vitamíny (napr. vitamín A, C, E, K; vitamíny B), bielkoviny (napr. konope, sója), polyfenoly, flavonoidy, terpény, kanabinoidy (napr. CBD, CBG, THC), oligosacharidy a lipidy (napr. omega-3 z ľanových semien alebo konopných semienok).
Antioxidanty pôsobia ako silný obranný mechanizmus, ktorý zabraňuje telu bunky proti poškodeniu zo starnutia, stresu, zápalu a choroby. Výskum tiež ukazuje, že antioxidanty môžu prispieť ako imun systém enhancer a vykazujú protirakovinové vlastnosti. Antioxidanty navyše zabraňujú oxidácii výrobkov a tým rozširujú ich stabilitu a trvanlivosť. Preto sa antioxidanty pridávajú do mnohých potravín a nápojov, výživových doplnkov, liečebných a kozmetických výrobkov. Veľmi významnými príkladmi antioxidantov sú vitamín E (α-tokoferol), vitamín C (kyselina askorbová), beta-karotén a glutatión.
Antioxidanty a iné bioaktívne zlúčeniny sa môžu buď extrahovať z prírodných materiálov, ako sú rastlinných látok alebo riasy, alebo umelo syntetizované. Bioaktívne zlúčeniny, ktoré sa získavajú z prírodného zdroja, vykazujú vyššiu biologickú dostupnosť, biologickú dostupnosť a tým zvýšenú účinnosť. Preto sa vo vysoko kvalitných doplnkoch prirodzene extrahované fytomiemiky používajú.

Extrakcia vysoko kvalitných výťažkov z rastlinných látok

Pre vysoko kvalitné botanické extrakty nielen zo suroviny (rastlinný materiál) je nevyhnutná, ale aj použitá extrakčná technika je rozhodujúca. Rastlinné extrakty sú citlivé na teplotu, čo znamená, že sú degradované teplom. Preto je veľmi dôležité zvoliť metódu netechnálna extrakcia.
Výber extrakčného rozpúšťadla je ďalším dôležitým faktorom, ktorý ovplyvňuje kvalitu extraktu. Rozpúšťadlá ako hexán, metanol, bután a iné chemikálie môžu kontaminovať extrakt. Aj keď sa rozpúšťadlá po extrakcii odstránia, v konečnom extrakte možno nájsť stopové množstvá toxických rozpúšťadiel. Voda, alkohol, etanol, glycerín alebo rastlinné oleje sú bezpečné, non-toxické rozpúšťadlá a schválené FDA pre spotrebu.

Ako sa bioaktívne zlúčeniny extrahujú z rastlín pomocou ultrazvuku sondového typu? Pokyny krok za krokom!

1. Po prvé, rastlinný materiál sa rozomelie alebo naseká na malé kúsky, aby sa zväčšila povrchová plocha na extrakciu.
2. Rastlinný materiál sa potom zmieša s rozpúšťadlom (ako je etanol alebo voda), aby sa extrahovali polyfenoly.
3. Ultrazvukom sondového typu sa potom používa na pomoc v procese extrakcie aplikáciou vysoko intenzívnych, nízkofrekvenčných ultrazvukových vĺn pri približne 20 kHz na zmes. To spôsobuje akustickú kavitáciu a rýchle vibrácie rozpúšťadla, čo podporuje rozpad a narušenie rastlinných buniek a uvoľňovanie bioaktívnych látok ako polyfenoly, flavonoidy a vitamíny.
4. Zmes sa potom prefiltruje, aby sa oddelil tuhý rastlinný materiál od kvapaliny obsahujúcej extrahované bioaktívne zlúčeniny.
5. Kvapalina sa potom odparí alebo podrobí ďalšiemu spracovaniu, aby sa odstránilo rozpúšťadlo a koncentrovali bioaktívne molekuly.
6. Konečným produktom je extrakt bohatý na bioaktívne látky, ktorý je možné použiť v rôznych aplikáciách, ako sú doplnky výživy, funkčné potraviny a kozmetika.

Poznámka: Toto je prehľad procesu a špecifické podmienky (rozpúšťadlo, pomer rastlinného materiálu k rozpúšťadlu, čas extrakcie, ultrazvukový výkon atď.) sa môžu líšiť v závislosti od rastlinného zdroja a požadovaného obsahu bioaktívnej látky.

Ako sa Ultrazvukový extrakcie práce?

Ultrazvuková extrakcia je založená na pracovnom princípe ultrazvukovej akustickej kavitácie a je čisto mechanickou úpravou. Podobne ako vysoko šmykový mixér, ultrasonicator vytvára len mechanické šmykové sily v procesnom médiu. Ultrazvuková extrakcia sama o sebe je netepelná, chemicky bezchemická extrakčná technika.
Čo je to akustická Kavitácia? – Akustická alebo ultrazvuková kavitácia nastáva, keď sú vysokovýkonné, nízkofrekvenčné ultrazvukové vlny spojené do kalu pozostávajúceho z botanického materiálu v kvapaline (rozpúšťadle). Vysokovýkonné ultrazvukové vlny sú spojené pomocou ultrazvukového procesora typu sondy do botanickej kalu. Vysoko energetické ultrazvukové vlny prechádzajú kvapalinou a vytvárajú striedavé vysokotlakové / nízkotlakové cykly, čo vedie k fenoménu akustickej kavitácie. Akustická alebo ultrazvuková kavitácia vedie lokálne do extrémnych podmienok, ako sú veľmi vysokotlakové diferenciály a vysoké šmykové sily. Keď kavitačné bubliny implodujú na povrchu tuhých látok (ako sú častice, rastlinné bunky, tkanivá atď.), mikro-trysky a medzistranícka kolízia vytvárajú účinky, ako je rozpad častíc, sonoporácia (perforácia bunkových stien a bunkových membrán) a narušenie buniek. Okrem toho implózia kavitačných bublín v kvapalných médiách vytvára turbulencie a agitáciu, čo podporuje prenos hmoty medzi interiérom bunky a okolitým rozpúšťadlom. Ultrazvukové ožarovanie je vysoko efektívny spôsob, ako zlepšiť procesy hromadného prenosu, pretože ultrazvukom vedie kavitácie a jej súvisiace mechanizmy, ako je mikro-pohyb kvapalnými tryskami, kompresia a dekompresia v materiáli s následným narušením bunkových stien.
V závislosti od suroviny môže ultrazvukový proces extrakcie vyžadovať vysokú intenzitu, napr. Ultrazvukovéátory sondy môžu generovať veľmi vysoké amplitúdy, ktoré sú potrebné na vytvorenie nárazovej kavitácie. Hielscher Ultrazvukový vyrába vysoko výkonné ultrazvukové extraktory, ktoré možno ľahko vytvoriť amplitúdy 200 μm v nepretržitej prevádzke 24/7. Pre ešte vyššie amplitúdy, Hielscher ponúka špecifikované high-amplitúda sonotród (sondy).
Tlakovateľné ultrazvukové reaktory a prietokové bunky sa používajú na zintenzívnenie kavitácie. So zvyšujúcou sa tlakom, Kavitácia a kavytačné šmykové sily stávajú deštruktívnejšie a zlepšujú tak ultrazvukové extrakčné účinky.

Extrahujte fytominiká a bioaktívne zlúčeniny so ultrazvukom

Ultrazvuková extrakcia sa používa na uvoľňovanie a izoláciu širokej škály bioaktívnych zlúčenín (tzv. fytomibolov) z rastlinných látok.
Nižšie uvedený zoznam vám dáva malý prehľad o ultrazvukom extrahované fytomiem:

• CBD a iné kanabinoidy z konope a konope
• terpény
• Zázvor
• rozmarín
• Kapsaicín z chilli
• Kofeín z kávových zŕn
• Astaxantín z rias
• Allicín z cesnaku
• Katechíny (EGEC) z čaju
• Ellagitannins z granátového jablka
• Ayurvedic bylinné extrakty
• Nikotín z tabaku
• Esenciálne oleje
• Pektíny z citrusových ovocných peelingov

Rozpúšťadlá, ktoré sa majú použiť na extrakciu ultrazvukom

Ultrazvuková extrakcia je kompatibilná s takmer akýmkoľvek rozpúšťadlom. Najčastejšie sa na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z rastlinných látok používajú etanol, voda, zmes etanolu/vody, glycerín a rastlinné oleje, pretože tieto rozpúšťadlá sa považujú za bezpečné pre konzumáciu a sú ľahko použiteľné.
Prečítajte si viac o rozpúšťadlách používaných na ultrazvukovú extrakciu!

Výhody ultrazvukové etanol extrakcie

Etanol je jedným z najčastejšie používaných rozpúšťadiel s ultrazvukovou extrakciou kvôli svojej bezpečnosti (FDA-schválený pre spotrebu), jeho účinnosť, a jeho široké spektrum solventnosti. Ultrazvuková extrakcia etanolu zatiene iné rozpúšťadlá a iné extrakčné technológie s nákladovou efektívnosťou, lineárnou škálovateľnosťou, jednoduchosťou a bezpečnosťou.
Vynikajúca účinnosť etanolu ako rozpúšťadla je spojená s jeho chemickým zložením uhľovodíkového chvosta a jednej hydroxylovej skupiny. Toto chemické zloženie umožňuje etanol rozpustiť a extrahovať veľmi široké spektrum látok, z polyfenolov, flavonoidov, terpénov, kanabinoidov a lipidov (olejov).
Napríklad ultrazvuková extrakcia kanabinoidov etanolom nevyžaduje zimovanie (odparafínovanie), krok potrebný s inými extrakčnými metódami, ako je extrakcia CO2 na odstránenie voskov.

Extrakcia etanolu vykazuje rôzne účinky v závislosti od teploty etanolu. Vyhrievaný etanol sa často používa na výrobu extraktov z celého spektra, ktoré sú cenené pre ich sprievodný účinok. Na druhej strane, ľadom studený etanol sa prednostne používa na výrobu rastlinných alebo konopných destilátov. Extrakcia v ľadovo studenom etanole nevyžaduje následnú filtráciu. Vzhľadom k tomu, ultrazvuková extrakcia je netepelné ošetrenie, môže byť použitý s horúcim / teplým alebo chladeným / ľadovo studeným etanolom. Opláštené ultrazvukové reaktory pomáhajú udržiavať požadovanú teplotu spracovania počas liečby. Digitálne ovládanie a inteligentný softvér ultrasonicator monitoruje teplotu spracovania prostredníctvom pripojiteľných teplotných senzorov a môže byť naprogramovaný tak, aby zastavil alebo pozastavil extrakčné spracovanie, keď sa teplota média dostane z určitého rozsahu.

Kúpiť najúčinnejšie ultrazvukové extrakčné zariadenia

Hielscher Ultrazvukom 'high-výkon extrakčné systémy sú k dispozícii v každom meradle od malej veľkosti laboratória, strednej veľkosti pilotnej stupnice na plne-priemyselnej výroby niekoľkých ton za hodinu. V závislosti na priepustnosti, Hielscher ultrazvukové extraktory môžu byť použité v dávkovom alebo kontinuálnom inline režime. Výber rozpúšťadla je na vás, ako Hielscher ultrasonicators môžu byť použité v kombinácii s akýmkoľvek rozpúšťadlom. Všetky ultrazvukové extrakčné zariadenia sú jednoduché a bezpečné pre prevádzku. V súlade s vašou surovinou, procesné kapacity a výstupný cieľ, Hielscher vám ponúka najvhodnejšie ultrasonicator.
Ultrazvukové extrakčné procesy sú ovplyvnené surovinou, rozpúšťadlom a priepustnosťou. Rôzne príslušenstvo, ako sú sonotródy (sondy) rôznych veľkostí a tvarov, booster rohy, prietokové bunky s rôznymi objemami a geometriami, pripojiteľné snímače teploty a tlaku a mnoho ďalších gadgets sú k dispozícii na zostavenie ideálne ultrazvukové nastavenie pre váš proces extrakcie.
Kontrola procesov je rozhodujúca pre dosiahnutie reprodukovateľného výsledku. Preto sú všetky digitálne modely vybavené inteligentným softvérom, ktorý umožňuje upraviť, monitorovať a revidovať parametre extrakcie. Vďaka presnej kontrole amplitúdy, času sonikácie a pracovných cyklov je možné dosiahnuť optimálne výsledky procesu, ako je vynikajúci výnos a najvyššia kvalita extraktu. Automatické zaznamenávanie údajov zo sonikácie sú základy pre štandardizáciu procesu a reprodukovateľnosť / opakovateľnosť, ktoré sú potrebné pre osvedčené výrobné postupy (GMP).

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Literatúra/referencie