Rozpúšťadlá pre ultrazvukové extrakcie z rastlín
- Ultrazvukový extrakcie rysy mnoho výhod, ako sú vysoké výnosy, rýchle extrakcie sadzby, životné prostredie-prívetivosť a nízku spotrebu energie.
- Jednou z najsilnejších prínosov je použitie vody ako extrakčného média. Avšak, ultrazvukom môže byť použitý s mnohoraké rozpúšťadlá systémy dodať vynikajúce výsledky pre cielený extrakt.
- Optimálne rozpúšťadlo na ultrazvukové extrakciu vegetálnych bioactives je vybraný v súvislosti so surovinou.
Ultrazvuková extrakcia
Ultrazvuk je dobre známe, že narušiť bunkové štruktúry a zlepšiť prenos hmoty, čím sa zvyšuje extrahovateľnosti biozlúčenín (napr. fenoliká, karotenoidy).
Vzhľadom k tomu, mechanické účinky ultrazvukom zvýšiť proces extrakcie v dôsledku lepšieho prenosu hmoty veľmi, použitie organických rozpúšťadiel je často nadbytočný. To znamená, že pre ultrazvukové extrakcie, voda je často dostatočné ťažobné médium, ktoré má mnoho výhod, ako je lacná, non-nebezpečné, ľahko dostupné a šetrné k životnému prostrediu.
Pre špecifické bioaktívne zlúčeniny sa však najlepšie výsledky môžu dosiahnuť ultrazvukovou extrakciou v kombinácii s nestabilným rozpúšťadlom.
Na výber správneho rozpúšťadla sa musí brať do úvahy surovina (napr. čerstvé alebo sušené, macerované/brúsené alebo práškové rastlinné materiály) a cielené látky (napr. lipophilic, hydrofilc).
Nasledujúca tabuľka uvádza niekoľko rozpúšťadiel, ktoré boli úspešne testované na ultrazvukové extrakciu z rastlinného materiálu.
| Rozpúšťadlo | Rastlín | Druh tkaniva |
|---|---|---|
| Kyselina octová/močovina/cetyltrim-ethylammonium bromid | Ryže | Otruby |
| Vodný etanol | Liehovarník obilia | Obilia |
| Vodný izopropanol | sója, repkový olej | Semená |
| Etanolu | Sacharina japonica | – |
| Kyselina ľadová daktická | Cirok | – |
| Fenol | paradajka/zemiaková/Aloe Vera/sója | peľ/hľuzy/list/osivo |
| Fenol/octan amónny | jačmeň/banán | koreň/list |
| Fenol/octan amónny | avokáda/paradajka/oranžová/banán/hruška/hroznový/jablko/jahoda | Ovocie |
| Fenol/metanol-octan amónny | ihličnaté/banán/jablko/zemiaky | osivo/ovocie |
| Dodekyl sulfát sodný/acetón | ihličnaté/zemiakové | osivo/hľuzy |
| Dodekyl sulfát sodný/TCA/acetón | jablko/banán | Tkaniva |
| Tca | Fazuľa | Prašník |
| TCA/acetón | citrusové/sója/Aloe Vera | Listy |
| TCA/acetón | Sója/ihličnaté | Semená |
| TCA/acetón | Paradajka | peľ obilia |
| TCA/acetón/fenol | olivový/bambus/hroznový/citrón | Listy |
| TCA/acetón/fenol | jablko/oranžová/paradajka | Ovocie |
| Thiourea/močovina | Sójový | Osivo |
| Thiourea/močovina | jablko/banán | Tkanív |
| Vyrovnávacia pamäť pre tris HCL | Paradajka | peľ obilia |
Ultrazvukový extrakcie z buniek: mikroskopické priečnej časti (TS) z apikálnej stonky mäty (Mentha piperita) ukazuje mechanizmus akcií počas extrakcie ultrazvuku z buniek (zväčšenie 2000x) [Zdroj: Vilkhu et al. 2011]
Ultrasonicators na extrakciu
Z laboratórnych a lavicových ultrazvukových zariadení až po plnopriemyselné ultrazvukové extrakčné systémy – Hielscher ultrazvukom je vám dlho-time skúsený partner, pokiaľ ide o výkonné a spoľahlivé ultrazvukové zariadenia pre úspešné extrakčné procesy.
Naše ultrazvukové systémy sú široko používané v biochemických laboratórií a farmaceutických výrobných závodov. Ultrazvukové sonotród a reaktory sú autoclavable a spĺňajú normy farmaceutickej výroby.
Hielscher ultrazvukové extraktory sú k dispozícii pre všetky proces stupnice – z laboratória do výroby.
Hielscher Ultrazvuk’ Priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy s cieľom narušiť bunkové matrice a uvoľniť cielené látky. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko plynule spustiť v 24/7 prevádzke. Výkon a robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher zaisťujú vysoké výnosy, rýchlosť extrakcie a úplnejšiu extrakciu – Vynikajúce konvenčné extrakčné procesy.
Naše ultrazvukové procesory môžu byť kombinované s konvenčnými metódami extrakcie, ako sú Extrakcia soxhlet alebo superkritické co2 Extrakcia. Dodatočná montáž do existujúcich výrobných liniek sa dá ľahko dosiahnuť.
Literatúra/referencie
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Fakty stojí za to vedieť
Ultrazvukový extrakcie Kavitácia
Intenzívne ultrazvukové vlny generovať akustická Kavitácia v kvapalinách. Cavitational šmykovej sily prestávky bunkovej steny a membrány tak, aby intracelulárny materiál je prepustený. Ultrazvukový extrakcia dosahuje väčšiu penetráciu rozpúšťadla do vegetačného tkaniva a zlepšuje prenos hmoty. Tým, Ultrazvukový extrakcie zintenzívňuje proces extrakcie výrazne vedie k vyšším výnosom, rýchlejšie extrakcie a úplnejšie extrakcie.
Rozpúšťadlo systémy
Na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z vegetálneho materiálu sú k dispozícii rôzne systémy rozpúšťadiel. Na extrakciu hydrofilných zlúčenín sa vyberajú prevažne polárne rozpúšťadlá, ako je metanol, etanol alebo etyl-acetát, zatiaľ čo na extrakciu lipofilných zlúčenín (napr. lipidov) sa používajú rozpúšťadlá, ako je dichlórmetán alebo dichlórmetán/metanol (v/ v 1:1) sú uprednostňované. Hexán sa často používa ako rozpúšťadlo na extrakciu chlorofylu.
Organické rozpúšťadlá
Organické rozpúšťadlo je typ prchavých organických zlúčenín (VOC). VOCs sú organické chemikálie, ktoré odparujú pri izbovej teplote.
Organické zlúčeniny používané ako rozpúšťadlá zahŕňajú:
- aromatické zlúčeniny, napríklad benzén a toluén
- alkoholy, napríklad metanol
- estery a étery
- ketóny, napr acetón
- Amínov
- dusené a halogénované uhľovodíky
Mnohé organické rozpúšťadlá sú klasifikované ako toxické alebo karcinogénne. V prípade nesprávnej manipulácie môžu byť nebezpečné pre ľudí a môžu kontaminovať vzduch, vodu a pôdu.
Bioaktívne zlúčeniny
Bioaktívne zlúčeniny sú definované ako látky, ktoré majú vplyv na živé organizmy, tkanivá alebo bunky. Biologicky aktívne látky zahŕňajú antibiotiká, enzýmy a vitamíny. Bioaktívne látky, ako sú karotenoidy a polyfenoly, sa môžu extrahovať napríklad z ovocia, listov a zeleniny, zatiaľ čo fytosteroly sa nachádzajú v rastlinných olejoch.
Bioaktívne zlúčeniny odvodené z rastlín zahŕňajú flavonoidy, kofeín, karotenoidy, cholín, dithiolthiones, fytosteroly, polysacharidy, fytoestrogény, glukosinoláty, polyfenoly a antokyány. Mnohé bioaktívne látky sa oceňujú ako antioxidanty, a preto sa považujú za prospešné pre zdravie.
[/bublina]