Ultrazvuková extrakcia saponínov Quillaja
- Saponínové výťažky zo stromu Quillaja saponaria Molina sú hlavným zdrojom saponínov pre priemyselné aplikácie.
- Ultrazvuková extrakcia saponínov Quillaja poskytuje vysoko kvalitné saponíny.
- Ultrazvuková extrakcia je vysoko účinná metóda na výrobu vysokých výťažkov saponínu Quillaja v krátkom čase.
Extrakt zo saponínu Quillaja
Extrakt z saponínu Quillaja (synonymá: extrakty z quillaia, bois de Panama, extrakty z kôry Panamy, extrakty z quillai, extrakty z kôry Quillay, extrakty z mydlovej kôry) je látka extrahovaná zo stromu Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria). Extrakt z Quillaja sa skladá z viac ako 100 triterpenoidných saponínov. Hlavnými prítomnými saponínami sú glykozidy kyseliny quillaovej. Ďalšími hlavnými zložkami sú polyfenoly a triesloviny, ako aj malé množstvo solí a cukrov. Extrakt z Quillaja sa získava vodnou extrakciou mletej vnútornej kôry alebo dreva orezaných stoniek a konárov stromu Quillaja saponaria. Keďže saponínové extrakty Quillaja obsahujú povrchovo aktívne látky aj fenolové zlúčeniny, sú mimoriadne zaujímavé pre formuláciu citlivých funkčných zložiek potravín a ich ochranu pred oxidáciou.
Používanie saponínov ako prírodných emulgátorov výrazne rastie v dôsledku rastúceho dopytu po zdravých, prírodných produktoch bez syntetických prísad. Saponíny Quillaja sú skvelými emulgátormi pre O/W emulzie a nanoemulzie a preukázali veľmi dobré účinky v rôznych formuláciách, ako sú nápoje a olejové zmesi. Bežnou aplikáciou saponínového extraktu Quillaja je emulgácia CBD oleje, priesvitné nápoje a penové potravinárske výrobky. Saponíny Quillaja sa môžu používať samostatne alebo v kombinácii s inými emulgátormi.
Q-Naturale® je potravinárska prídavná látka na báze saponínov kôry Quillaja, ktorá je schválená FDA ako účinný emulgátor pre potraviny a nápoje. Okrem emulgačného činidla sa saponíny Quillaja používajú vo farmaceutických prípravkoch pre svoje antibakteriálne, antivírusové, protiplesňové, antiparazitárne, protinádorové, hepatoprotektívne a imunoadjuvantné vlastnosti.
- Vynikajúci výnos
- Vysokorýchlostné odsávanie – v priebehu niekoľkých minút
- Vysoko kvalitné extrakty – Mierne, netepelné
- Zelené rozpúšťadlo (t. j. voda)
- Nákladovo efektívne
- Jednoduchá a bezpečná obsluha
- Nízke investičné a prevádzkové náklady
- Prevádzka 24/7 v náročných podmienkach
- Zelená, ekologická metóda
120L ultrazvuková dávková extrakcia rastlinných látok pomocou UIP2000hdT a miešadla
Prípadová štúdia ultrazvukovej extrakcie saponínov z Quillaja
Na prípravu vysokokvalitného extraktu z Quillaja, ktorý ponúka požadované funkcie ako potravinárska a farmaceutická prísada, je potrebné izolovať aktívne fytochemikálie, konkrétne saponíny. Saponín Quillaja je triterpénový saponín izolovaný z kôry mydlového stromu. Ultrazvuková kavitácia podporuje extrakciu zlepšením kontaktu medzi pevnými látkami a kvapalinou a zvýšením prenosu hmoty.
Cares a kol. vo svojej štúdii jasne demonštrujú, že ultrazvukom asistovaná extrakcia (SAE) môže zlepšiť proces extrakcie bioaktívnych princípov z Quillaja Saponaria Molina. Použili drevo a kôru Quillaja a extrahovali saponíny vo vode pomocou sonikácie, takže konečný produkt obsahuje iba prírodné zložky a suroviny a mohol byť použitý v procesoch výroby potravín. Ako netepelná extrakčná metóda sa teplota extrakcie počas ultrazvuku neustále udržiavala na 20 ° C (68 ° F). Výťažky extrakcií sa výrazne zvýšili s dobou sonikácie z 10 na 30 minút. Výťažky 20 minút pri 20 ° C pri extrakcii pomocou ultrazvuku boli porovnateľné s výťažkami dosiahnutými konvenčnou metódou 3 hodinovej extrakcie pri 60 ° C.
Ultrazvukové prístroje sa používajú na prípravu dlhodobo stabilných emulzií s použitím extraktu saponínu Quillaja na fyzikálnu a chemickú stabilizáciu emulzie. Kliknite sem a prečítajte si viac o ultrazvukovej emulgácii!
Vysokovýkonné ultrazvukové odsávače
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics sa špecializuje na výrobu vysokovýkonných ultrazvukových procesorov na výrobu vysokokvalitných extraktov z rastlín.
Široké portfólio produktov spoločnosti Hielscher siaha od malých, výkonných laboratórnych ultrazvukov až po robustné stolové a plne priemyselné systémy, ktoré poskytujú ultrazvuk s vysokou intenzitou pre efektívnu extrakciu a izoláciu bioaktívnych zložiek (napr. Quercetin, kofeín, Kurkumín, Terpény atď.). Všetky ultrazvukové prístroje od 200 W do 16 000 W sú vybavené farebným displejom pre digitálne ovládanie, integrovanou SD kartou pre automatické zaznamenávanie údajov, diaľkovým ovládaním prehliadača a mnohými ďalšími užívateľsky prívetivými funkciami. Sonotródy a prietokové bunky (časti, ktoré sú v kontakte s médiom) sa dajú autoklávovať a ľahko sa čistia. Všetky naše ultrazvukové prístroje sú skonštruované pre prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni, vyžadujú nízku údržbu a ich obsluha je jednoduchá a bezpečná.
Digitálny farebný displej umožňuje užívateľsky prívetivé ovládanie ultrazvukového zariadenia. Naše systémy sú schopné dodávať od nízkych až po veľmi vysoké amplitúdy. Na extrakciu chemických zlúčenín, ako je astaxantín, ponúkame špeciálne ultrazvukové sonotródy (známe aj ako ultrazvukové sondy alebo rohy), ktoré sú optimalizované pre citlivú izoláciu vysokokvalitných účinných látok. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni pri náročných nákladoch a v náročných prostrediach.
Presná kontrola parametrov ultrazvukového procesu zaisťuje reprodukovateľnosť a štandardizáciu procesu. Automatizované ultrazvukové extrakčné systémy spoločnosti Hielscher v priemyselnom meradle sú navrhnuté pre vysoké výrobné kapacity extraktov najvyššej kvality a zároveň znižujú prácu, náklady a energiu.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Literatúra/Referencie
- MG Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): Ultrazvukom asistovaná extrakcia bioaktívnych princípov z Quillaja Saponaria Molina. Medzinárodný kongres o ultrazvuku, Universidad de Santiago de Chile, január 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Saponíny z Quillaja saponaria a Quillaja brasiliensis: Konkrétne chemické vlastnosti a biologické aktivity. Molekuly. 2019 január; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, SK Mehta (2015): Formulácia saponínom stabilizovanej nanoemulzie ultrazvukovou metódou a jej úloha chrániť degradáciu kvercitínu pred UV žiarením. Ultrazvuková sonochémia 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): Extrakcia a izolácia saponínov. In: Satyajit D. Sarker a Lutfun Nahar (eds.), Izolácia prírodných produktov, metódy v molekulárnej biológii, zv. 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): Fyzikálna stabilita nanoemulzií s emulgátorovými zmesami: Nahradenie tween 80 quillaja saponínom. LWT – Potravinárska veda a technológia 111, 2019. 760-766.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
O strome Quillaja a jeho saponínoch
Strom Quillaja Saponaria Molina, známy aj ako juhoamerický mydrovník, rastie prirodzene a vo veľkej miere v Čile. Strom Quillaja Saponaria (čeľaď Rosaceae) je veľký vždyzelený strom s hustou kôrou, ktorý pochádza z niekoľkých juhoamerických krajín, najmä z Bolívie, Čile a Peru.
Extrakt z saponínu Quillaja obsahuje hlavne saponíny, ale aj polyfenoly, triesloviny, ale aj soli a cukry v malom množstve. Saponíny Quillaja sú molekuly postavené z triterpenového jadra s dvoma cukrovými reťazcami. Tieto cukrové reťazce dodávajú saponínom hydrofilnú vlastnosť (= rozpustné vo vode), zatiaľ čo triterpénové jadro je hydrofóbne (= vodoodpudivé). Pre ne je to amfotický tenzid, vďaka ktorému sú saponíny neiónové tenzoaktívne, čo umožňuje zníženie povrchového napätia, rozpustenie hydrofóbnych produktov vo vodných roztokoch, ako aj tvorbu mikro-/nanoemulzií.
U stromu Quillaja obsahuje kôra cca. 5% najvyššie množstvo saponínov, zatiaľ čo drevo má obsah cca. 2% saponínov.
Keďže saponíny sú prírodné látky s dobrými penivými a emulgačnými vlastnosťami, často sa používajú ako penotvorné činidlá v potravinárskom, nápojovom a pivnom priemysle, ako povrchovo aktívne látky v kozmetike, ako prísady do agrochemikálií a krmív pre zvieratá a ako adjuvans vo vakcínach.
Výroba extraktov z quillaja sa uskutočňuje vodnou extrakciou; Pri jeho výrobe sa nepoužívajú žiadne iné rozpúšťadlá. Konečný produkt, buď surový alebo čistený extrakt, v tekutom alebo práškovom zložení obsahuje iba prírodné zložky a suroviny, ktoré sú povolené na použitie v procesoch výroby potravín. (Cares et al. 2009)
Čo sú saponíny?
Slovo saponín je odvodené z latinského slova sapo, čo znamená mydlo. Saponíny sú fytochemikálie, ktoré sa nachádzajú hlavne, ale nie výlučne, v rastlinách, ktoré vykazujú penivé vlastnosti a pozostávajú z polycyklických aglykónov pripojených k jednému alebo viacerým bočným reťazcom cukru. Aglykónová časť, ktorá sa tiež nazýva sapogenín, je buď steroid (C27) alebo triterpén (C30). Penivosť saponínov je spôsobená kombináciou hydrofóbneho (v tukoch rozpustného) sapogenínu a hydrofilnej (vo vode rozpustnej) cukrovej časti. [Majinda, 2012: s. 515] Rastlinné materiály s vysokým obsahom saponínov sa tradične používajú ako emulgačné činidlá. Významnými príkladmi rastlín bohatých na saponíny sú mydlová kôra (Quillaja saponaria; Rosaceae), mydlica lekárska (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) a prášok shikakai (Gleditsia sinensis; Strukoviny). Saponíny sú amfipatické glykozidy s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktoré majú štrukturálne jednu alebo viac hydrofilných glykozidových skupín, ktoré sú kombinované s lipofilným triterpénovým derivátom. Najmä vo farmaceutickom priemysle priťahujú saponíny veľkú pozornosť vďaka svojej škále biologických vlastností vrátane schopnosti stimulovať imunitnú odpoveď, čo z nich robí hlavných kandidátov na adjuvansá.
Všetko, čo potrebujete vedieť o ultrazvukovej extrakcii
Ultrazvukom asistovaná extrakcia (SAE), tiež sono-extrakcia, je vysoko účinná, zelená extrakčná metóda na izoláciu bioaktívnych látok, ako sú bielkoviny, vitamíny, polyfenoly, prírodné pigmenty, lipidy atď. z rastlinných matríc. Ultrazvuková extrakcia je založená na princípe činnosti akustickej kavitácie.
Pri aplikácii intenzívnych ultrazvukových vĺn na kvapalné systémy dochádza k akustickej kavitácii, čo je jav vzniku, rastu a prípadného kolapsu vákuových bublín (pozri obr. nižšie). Počas šírenia ultrazvukových vĺn vákuové bubliny oscilujú a rastú, až kým nedosiahnu bod, keď nemôžu absorbovať ďalšiu energiu. Na vrchole rastu bublín prudko kolabujú, čo spôsobuje lokálne tepelné, mechanické a chemické účinky. Mechanické účinky zahŕňajú vysoké tlaky až 1000 atm, turbulencie a intenzívne šmykové sily. Tieto sily narúšajú bunkové steny a podporujú prenos hmoty medzi vnútrom bunky a rozpúšťadlom, čím sa uvoľňujú bioaktívne zlúčeniny do okolitej kvapaliny (t. j. rozpúšťadla).
Ultrazvuková extrakcia je založená na akustickej kavitácii a jej hydrodynamických šmykových silách
Ultrazvuková extrakcia pevných látok a kvapalín zlúčenín z rastlinných látok a bunkového tkaniva bola dobre preskúmaná. Aplikácia vysoko intenzívnych ultrazvukových vĺn výrazne podporuje extrakčné procesy. Okrem intenzifikácie procesov – čo má za následok vyššie výnosy a kratší čas extrakcie – Zabráni sa tepelnej degradácii a strate zložiek citlivých na teplotu, pretože ultrazvuk je netepelné spracovanie. Okrem toho má ultrazvuková extrakcia nízke investičné a prevádzkové náklady, znižuje používanie rozpúšťadiel a/alebo umožňuje použitie ekologickejších rozpúšťadiel, čo z nej robí ekonomickú a ekologickú extrakčnú techniku. Ultrazvukom asistovaná extrakcia (SAE), ktorá prekonáva konvenčné extrakčné metódy, bola z potravinárskeho priemyslu prijatá na výrobu bioaktívnych látok s ekonomickými ziskami.
Ultrazvuková extrakcia z rastlinných buniek: mikroskopický priečny rez (TS) ukazuje mechanizmus účinku počas ultrazvukovej extrakcie z buniek (zväčšenie 2000x) [zdroj: Vilkhu et al. 2011]
Vysokovýkonné ultrazvukové procesory od laboratórneho až po pilotné a priemyselné meradlo.