Ultrazvukom outcompetes iné extrakčné metódy rýchlosťou
Rýchly postup ultrazvukovej extrakcie a z toho vyplývajúce úspory času pri výrobe extraktu sú jednou z mnohých výhod ultrazvukovej extrakcie bioaktívnych zlúčenín z rastlín. Ultrazvuková extrakcia bola vedecky porovnaná s alternatívnymi extrakčnými technikami, ako je superkritická extrakcia CO2, macerácia, tepelný reflux, Soxhlet alebo mikrovlnná extrakcia a výsledky výskumu dokazujú významnú výhodu ultrazvukom, pokiaľ ide o rýchlosť extrakcie a výnos.
Ultrazvukom ako rýchly extrakčný postup
Ultrazvuková extrakcia bioaktívnych zlúčenín je dobre známa svojimi vysokými výnosmi, vysoko kvalitnými extraktmi, krátkym časom extrakcie, nízkou spotrebou energie a schopnosťou pracovať s veľmi miernymi rozpúšťadlami. Všetky tieto faktory prispievajú k mimoriadnej celkovej účinnosti ultrazvukovej extrakcie bioaktívnych zložiek z rastlinných materiálov.
Nižšie nájdete výber vedeckých výskumných správ, v ktorých ultrazvuková extrakcia (tiež ultrazvukom asistovaná extrakcia / UAE) sa porovnali s inými extrakčnými technikami, ako je macerácia, Soxhlet, tepelný reflux, superkritický CO2a mikrovlnnej extrakcie.
ultrasonicator UP400St na vysokorýchlostnú extrakciu rastlinných látok v dávkovom režime
| Extrakčná aplikácia | Ultrazvukový čas extrakcie | Čas alternatívnej metódy extrakcie | Ďalšie informácie | Zdroj |
|---|---|---|---|---|
| Extrakcia antokyanínu z myrtových bobúľ | 5 min | 15 min Mikrovlnnou rúrou |
Ultrasonicator UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Extrakcia boldo opustiť | 5-30 min | 15-90 min Macerácia |
Ultrasonicator UIP1000hdT "Vidíme, že od 5 do 30 minút ultrazvukom je výnos ekvivalentný výnosu konvenčnej macerácie pri 15 až 90 min: UAE vyžaduje tretinu času na extrakciu rozpustného materiálu listov v konvenčnej macerácii." |
Petigny et al., 2013 |
| Extrakcia celkových fenolov a flavonoidov zo šalvie | 11 min | 30 min konvenčná extrakcia trepačkou vodného kúpeľa pri teplote 60 °C |
Ultrazvukové odsávače UP100H, Up400s |
Dent et al., 2015 |
| Extrakcia polyfenolov z olivových listov | 21 min | 60min konvenčná extrakcia tepelného refluxu |
Ultrasonicator UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Extrakcia bioaktívnych fenolov z listov Malva sylvestris | 49 min 48 °C pri 110 W |
5 h extrakcia miešaného lôžka pri 150 ot/min |
Ultrasonicator UP200S Analýza HPLC ukázala, že koncentrácia bioaktívnych fenolov sa výrazne zvýšila (p≺0,05) pri optimálnom UAE Podmienky. |
Bimakr et al., 2017 |
| Extrakcia lipidov zo zimného melónu (Benincasa hispida) Semeno | ∼36 min | Superkritická extrakcia oxidu uhličitého v kombinácii s technikou tlakového výkyvu (SCE-PST) (∼50 min), superkritický CO2 (∼97 min) a konvenčnou extrakciou Soxhletu (∼360 min) | porovnanie superkritického oxidu uhličitého (sCO2), ultrazvukom asistovaná extrakcia (UAE), superkritická extrakcia oxidu uhličitého v kombinácii s technikou tlakového výkyvu (SCE-PST) a extrakcia Soxhletu ukazuje, že SAE sú najúčinnejšou a najrýchlejšou extrakčnou technikou. | Bimakr et al. (2015) |
porovnanie superkritického oxidu uhličitého (sCO2), ultrazvukom asistovaná extrakcia (UAE), superkritická extrakcia oxidu uhličitého v kombinácii s technikou tlakového výkyvu (SCE-PST) a extrakcia Soxhletu ukazuje, že UAE Je to najefektívnejšia a najrýchlejšia extrakčná technika.
- Vysoká účinnosť extrakcie
- Vynikajúce extrakčné výnosy
- rýchly proces
- Nízke teploty
- Vhodné na extrakciu termolabilových zlúčenín
- Kompatibilné s akýmkoľvek rozpúšťadlom
- Nízka spotreba energie
- Technika zelenej extrakcie
- Jednoduchá a bezpečná obsluha
- Nízke investičné a prevádzkové náklady
- 24/7 prevádzka v ťažkých úžitkových
Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory pre expresnú izoláciu zlúčenín
Hielscher najmodernejšie ultrazvukové zariadenie umožňuje rýchlu extrakciu vysoko kvalitných bio-molekúl z rastlín. Úplná kontrola parametrov procesu, ako je amplitúda, teplota, tlak a energetický vstup, umožňuje najúčinnejšie a najmiernejšie extrakčné podmienky produkujúce nepoškodené, vysoko bioaktívne extrakty. Optimalizácia ultrazvukových extrakčných parametrov, ako je veľkosť častíc suroviny, typ rozpúšťadla, pomer pevných k rozpúšťadlám a čas extrakcie, môže byť optimalizovaná pre najvyššiu účinnosť a najlepšie celkové výsledky. Keďže ultrazvuková extrakcia je netepelná extrakčná metóda, je možné zabrániť tepelnej degradácii bioaktívnych zložiek, čo vedie k vynikajúcej kvalite extraktu.
Celkovo výhody, ako je vysoký výnos, krátky čas extrakcie, nízka teplota extrakcie a znížené požiadavky na rozpúšťadlo, robia ultrazvukom preferovanú metódu extrakcie.
Ultrazvukom outcompetes mikrovlnná rúra v antokyanín extrakcie z myrty bobule. Ultrazvukom je trikrát rýchlejší ako mikrovlnná extrakcia.
Porovnanie ultrazvuku vs konvenčné s vodným kúpeľom trepačka ukazuje výrazne znížený čas extrakcie pre celkové fenoly a flavonoidy zo šalvie, keď sa používa ultrazvuková extrakcia. Ultrazvuková extrakcia vyžaduje iba jednu tretinu času extrakcie s trepačkou vodného kúpeľa.
Ultrazvuková extrakcia: založená v laboratóriu a priemysle
Ultrazvuková extrakcia je široko aplikovaná na extrakciu akéhokoľvek druhu bioaktívnej zlúčeniny z rastlinných látok, húb, rias, baktérií a buniek cicavcov. Ultrazvuková extrakcia bola stanovená ako jednoduchá, nákladovo efektívna a vysoko efektívna, ktorá vyniká inými tradičnými extrakčnými technikami vyššími extrakčnými výnosmi a kratšou dĺžkou spracovania.
S laboratórnymi, bench-top a plne priemyselnými ultrazvukovými systémami ľahko dostupnými, ultrazvuková extrakcia je dnes dobre zavedenou a dôveryhodnou technológiou. Hielscher ultrazvukové extraktory sú inštalované po celom svete v priemyselných spracovateľských zariadeniach na výrobu potravín a farmaceutických bioaktívnych zlúčenín.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:
| Objem šarže | prietok | Odporúčané Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 02 až 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| neuv | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| neuv | väčšia | strapec UIP16000 |
Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!
Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.
Literatúra/referencie
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- 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.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Fakty stojí za to vedieť
Pracovný princíp ultrazvukovej extrakcie
Ultrazvuková extrakcia je široko používaná metóda na izoláciu a oddelenie bioaktívnych zložiek od rastlinných materiálov. Vzhľadom k tomu, ultrazvukom je kompatibilný s akýmkoľvek druhom rozpúšťadla, ultrazvukový extrakčný postup môže byť optimálne navrhnutý, pokiaľ ide o bioaktívne zlúčeniny (tj cielené zlúčeniny), ich polaritu, rozpustnosť, citlivosť na teplo a ďalšie faktory. Prispôsobenie ultrazvukom proces špecificky na určitú zlúčeninu alebo rôzne zlúčeniny, najideálnejšie nastavenie môže byť zvolený s cieľom získať extrakt mimoriadne vysokej kvality.
Ultrazvukové vlny spojené s kvapalinou alebo kalom vytvárajú intenzívne vibrácie a akustickú kavitáciu. Akustická aka ultrazvuková kavitácia je určená lokálne sa vyskytujúcimi extrémne vysokými tlakovými diferenciálmi, šmykovými silami a kvapalnými tryskami. Tieto sily rozbíjajú bunkové steny, narušujú rastlinné bunky a zintenzívňujú prenos hmoty medzi vnútorným bunkovým vnútrom a rozpúšťadlom. Bioaktívne zložky sa tak účinne uvoľňujú do okolitého rozpúšťadla, odkiaľ sa cieľové molekuly dajú ľahko izolovať a čistiť (napr. odparovaním rotora, destiláciou pary alebo HPLC).
Ultrazvuková extrakcia z rastlinných buniek: mikroskopická priečna časť (TS) ukazuje mechanizmus akcií počas ultrazvukovej extrakcie z buniek (zväčšenie 2000x)
[zdroj: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.