Visoko učinkovita ekstrakcija čage z ultrazvočno razbijanjem

Gobe Chaga (Inonotus obliquus) so bogate z zelo močnimi fitokemikalijami (npr. polisaharidi, betulinska kislina, triterpenoidi), za katere je znano, da prispevajo k zdravju in boju proti boleznim. Uporaba ultrazvočne frekvence visoke moči za ekstrakcijo chaga je najprimernejša tehnika za proizvodnjo vrhunskih izvlečkov chaga najvišje kakovosti in donosa.

Izvlečki gob Chaga z ultrazvokom

Ultrazvočna ekstrakcija je zelo učinkovita tehnika sproščanja fitokemičnih spojin iz rastlin, kot so rastline in glive.
Gobe Chaga so bogate z več spojinami, kot so polisaharidi, triterpeni in polifenoli, ki so odgovorni za večino njegovih zdravstvenih in terapevtskih učinkov. Glavne bioaktivne spojine Chaga so polisaharidi (npr. β-glukani, proteoglikani, ki vsebujejo d-galaktozo, d-glukozo, d-ksilozo in d-manozo), triperpenoidi (npr. Betulin, betulinska kislina), polifenoli, fitosteroli (npr. Inotodiol) med drugimi spojinami.

Ultrazvočna ekstrakcija učinkovito razbije celice gobe chaga in sprošča znotrajcelične spojine (tj. Bioaktivne fitokemikalije) v topilo. Ultrazvočna ekstrakcija temelji na principu delovanja akustične kavitacije. Učinki ultrazvočne / akustične kavitacije so visoke strižne sile, turbulence in intenzivne razlike v tlaku. Te sonomehanske sile razbijejo celične strukture, kot so celične stene hitinaste gobe, spodbujajo prenos mase med materialom chaga in topilom ter povzročijo zelo visoke donose ekstraktov v hitrem procesu. Poleg tega ultrazvočna obdelava spodbuja sterilizacijo izvlečkov z ubijanjem bakterij in mikrobov. Mikrobna inaktivacija z ultrazvočno razbijanjem je posledica destruktivnih kavitacijskih sil na celično membrano, nastajanja prostih radikalov in lokalnega segrevanja.

Zakaj je ultrazvočna ekstrakcija Chaga tako ugodna?

Ultrazvočna ekstrakcija se uporablja na številnih področjih proizvodnje ekstraktov, npr. botaničnih in zeliščnih izvlečkov za živila, dodatke, farmacevtske izdelke in kozmetiko. Zelo pomemben primer ultrazvočne ekstrakcije je ekstrakcija kanabidiola (CBD) in drugih spojin iz rastline konoplje.
Ker je ultrazvočna ekstrakcija tehnika netermične ekstrakcije, se bioaktivne spojine rahlo obdelujejo z ultrazvočnimi valovi in s tem preprečujejo toplotno razgradnjo občutljivih rastlinskih spojin. Vse ultrazvočne procesne parametre, tj. amplitudo, intenzivnost, temperaturo in tlak, je mogoče natančno nadzorovati. To omogoča natančen nadzor procesa in kakovosti ter omogoča enostavno ponavljanje in reprodukcijo pridobljenih rezultatov ekstrakcije. Proizvajalci ekstraktov cenijo ultrazvok zaradi zanesljive ponovljivosti procesov, ki pomaga standardizirati procese in izdelke na visoki ravni kakovosti.

Visokokakovostni izvlečki čage z visokim donosom z ultrazvočnim razbijanjem

Raziskave potrjujejo, da ultrazvočno proizvedeni izvlečki gob chaga vsebujejo več triterpenoidov kot običajni ekstrakt tople vode. Tehnika ultrazvočne ekstrakcije spodbuja sproščanje in izolacijo vseh pomembnih spojin iz gob chaga (I. obliquus). Ultrazvočno podprta ekstrakcija izstopa z alternativnimi metodami ekstrakcije z vrhunsko učinkovitostjo in izboljšano biološko uporabnostjo bioaktivnih fitokemikalij v izvlečku gob. Izvlečki iz znanstvenoraziskovalnih študij kažejo visoko učinkovitost in donos ultrazvočne ekstrakcije chaga.

Ekstrakcija polisaharidov iz Čage

Zhang et al. uporabil ultrazvočno podprto ekstrakcijo za razvoj optimalnih pogojev za ekstrakcijo polisaharidov iz I. obliquus, z najboljšimi pogoji, ki vključujejo uporabo vode kot topila za 15 minut pri 95 ° C z ultrazvočno frekvenčno ekstrakcijo, kar je dalo vrednosti ekstrakcije 1, 82%

Ekstrakcija betulina / betulinske kisline iz Chaga

Rezultati kažejo, da je ultrazvok igral aktivno vlogo pri ekstrakciji betulina in betulinske kisline, ker lahko prisili celične stene, da se odprejo in spodbujajo boljši prenos mase in toplote. To pa pomaga uspešno izvleči želene fitokemikalije v kratkem času z visoko učinkovitostjo. Majhno povečanje donosa ob dodajanju koraka ekstrakcije s topilom po ultrasonicaciji je pokazalo, da je morala biti večina teh spojin ekstrahirana iz biomase. Dobljeni rezultati kažejo največjo količino betulina, ki ga je mogoče ekstrahirati v biomasi. (Alhazmi, 2017) Na splošno je ultrazvok dramatično povečal donos betulina in betulinske kisline.

Protokol ekstrakcije po korakih

Za izolacijo močnega izvlečka celotnega spektra iz gob chaga (Inonotus obliquus) se uporablja dvostopenjski protokol ekstrakcije z uporabo ultrazvoka moči.
Material: Posušeni I. obliquus (100g) zdrobimo na manjše koščke po približno 1,3 cm2 (0,5×0.5 palca). Drobljeni gobov material se postavi v 1,5-litrsko stekleno čašo.

1. Korak: Ultrazvočna hladna ekstrakcija: Posušeno, zmleto čago suspendiramo v 1000 ml 60% etanola v prečiščeni ali destilirani vodi (v/v; 60% etanola: 40% vode) z dodajanjem mešanice topil v stekleno čašo s chago. Za ekstrakcijo se uporablja ultrazvočni ekstraktor UP400St, opremljen s sonotrodo S24d22L2D. Rog (sonotrod) ultrazvočnega aparata je potopljen v suspenzijo gob in topila. Uporaba mešalnika ni obvezna, vendar lahko pomaga pri enakomernem transportu rastlinskih delcev v sonotrodo. Prepričajte se, da se sonotrode ne dotika sten čaše. Amplitudo nastavite na 100% in sonikirajte približno 10 min. UP400St je opremljen s temperaturnim senzorjem, ki ga je mogoče priključiti. Termočlen povežite z ultrazvočnim aparatom in vstavite senzor v vzmetenje. V digitalnem meniju ultrazvočne naprave UP400St lahko nastavite zgornjo temperaturno mejo. Ultrazvočni aparat se ustavi, ko je dosežen ta najvišji temperaturni maksimum, in se samodejno zažene, takoj ko suspenzija doseže nižjo vrednost nastavljene ∆T. Priporočene vrednosti ∆T so približno 30 °C kot zgornja in 20 °C kot spodnja temperaturna vrednost. Uporaba vodne ali ledene kopeli pomaga ohranjati nizko temperaturo med ultrazvočnim razbijanjem. Po ultrazvočnem razbijanju se trdne snovi gob odstranijo s filtracijo in stiskanjem Topilo z ekstrahiranimi fitokemikalijami se vakuumsko izhlapi ali izhlapi rotor, tako da se končno dobi frakcija chaga iz ekstrakcije etanola. Preostale trdne snovi chaga se lahko uporabijo za neobvezen drugi korak namakanja, ultrazvočno vročo ekstrakcijo.
2. Korak (neobvezno): Ultrazvočna vroča ekstrakcija: Iz prve ekstrakcije pridobljene surovine chaga se uporablja v drugem koraku ultrazvočne vroče ekstrakcije za izolacijo deleža še preostalih fitokemikalij v gobah chaga. Glivesti material damo v stekleno čašo, dodamo 600 ml svežega 60% etanola: dodamo 40% raztopino vodnega topila in segrejemo na približno 70 °C. Med ultrazvočnim razbijanjem se lahko temperatura dvigne do 95 °C. Dodatna toplota spodbuja sproščanje ostankov fitokemikalij. Ker so bile skoraj vse termoobčutljive spojine ekstrahirane v toplotno nadzorovanih pogojih v koraku 1, se lahko ta drugi korak po želji uporabi za ustvarjanje zelo močnega ekstrakta, ki je popoln v vseh fitokemikalijah gobe chaga. Suspenzija je sonikirana z UP400St na enak način, kot je opisano zgoraj. Filtrirajte, stisnite in ločite gobe od vodnega ekstrakta. Fito-sestavine v drugi ekstrakciji so izolirane tudi z izhlapevanjem.

Obe frakciji ekstrakta chaga, iz ekstrakcije vode in etanola, se zmešata skupaj, tako da dobimo izvleček gobe chaga s polnim spektrom. Ta izvleček se lahko oblikuje v različne izdelke, kot so tinkture, kapsule ali užitni izdelki.

Ta postopek je popolnoma linearno razširljiv na kateri koli drug volumen. Z uporabo istih ultrazvočnih parametrov (ultrazvočna intenzivnost Ws / L, tlak, temperatura, koncentracija trdne snovi: tekočine) se lahko vsi enkrat ugotovljeni rezultati ultrazvočne ekstrakcije chaga preprosto povečajo na večje (ali manjše) količine, hkrati pa dosežejo enake rezultate (tj. Donos, učinkovitost procesa).

Ultrazvočno proizvedeni izvlečki gob so bogati s polisaharidi, ki so znani po številnih blagodejnih učinkih na zdravje. Ultrasonicator UP100H je 100 vatov močan ultrazvočni ekstraktor za učinkovito ekstrakcijo zdravilnih gob, kot so chaga, lion's mane, reishi ali cordyceps.

Vaša izbira topila

Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva s katerim koli topilom. To vam omogoča, da uporabite topilo po vaši želji. V zgornjem protokolu ekstrakcije chaga priporočamo raztopino topila, ki vsebuje 60% etanola: 40% vode (v/v). Kombinacija etanola in vode omogoča sproščanje fitokemikalij različnih polarnosti. Druga možnost je, da se uporabi dvofazna ekstrakcija z uporabo etanola v prvi fazi ekstrakcije in vode v drugi fazi ekstrakcije. Ultrazvočna ekstrakcija z uporabo topila kombinacije alkohola in vode sprošča vodotopne in alkoholno topne fitokemikalije iz gob, kot je chaga.
Zato je ekstrakcija temeljnega pomena pri ustvarjanju čistih in močnih izvlečkov gob.
Druga topila, ki se uporabljajo za ekstrakcijo Inonotus obliquus, so med drugim izopropanol, metanol, metanol, ki vsebuje 10% ocetne kisline, etil acetat. Za izvlečke za živila se priporoča nestrupeno topilo, saj lahko po odstranitvi topila (npr. izhlapevanje) v ekstraktu včasih ostanejo ostanki v sledovih.

Zakaj dajejo ultrazvočnim kopelim nezadostne rezultate ekstrakcije čage?

Ultrazvočne kopeli se običajno uporabljajo za blago čiščenje. V ultrazvočni kopeli se akustična kavitacija pojavi nenadzorovano in neenakomerno porazdeljeno skozi relativno velik rezervoar. Če stekleno čašo z mešanico gob in topila postavite v ultrazvočno kopel, morajo že tako šibki ultrazvočni valovi prehajati skozi stene čaše, kar še dodatno zmanjša intenzivnost ultrazvoka. To pomeni, da je ultrazvočna intenzivnost ultrazvočnega čistilnega rezervoarja prešibka za učinkovito ekstrakcijo gob. Celične stene gob vsebujejo hitin, trden material, zaradi katerega so celice gob zelo toge in jih je težko motiti. Za sproščanje bioaktivnih spojin iz gob, kot je čaga, je potreben ultrazvok visoke intenzivnosti. Ultrazvočne sonde ustvarjajo veliko intenzivnejšo akustično kavitacijo, silo, ki razbije celične stene gliv.
 

Tabela analize UV-Vis prikazuje primerjavo med ultrazvočno sondo in ultrazvočno kopeli ekstrakcijo gobe chaga. Ultrazvočni zvočnik tipa sonde UP100H (črna krivulja) daje bistveno višje donose bioaktivnih spojin chaga.

 
Preberite več o razlikah ultrazvočnih sond in ultrazvočnih kopeli in si oglejte, kako se primerjajo v učinkovitosti ekstrakcije!

Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati za ekstrakcijo čage

Ultrazvočna ekstrakcija je zanesljiva tehnologija predelave, ki olajša in pospeši proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov iz različnih surovin, kot so chaga in druge gobe. Portfelj Hielscher Ultrasonics zajema celoten razpon od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih aparatov do industrijskih sistemov za ekstrakcijo. Tako vam lahko pri Hielscherju ponudimo najprimernejši ultrazvočni aparat za vašo predvideno procesno zmogljivost. Naše dolgoletno izkušeno osebje vam bo pomagalo od preskusov izvedljivosti in optimizacije procesa do namestitve vašega ultrazvočnega sistema na končni proizvodni ravni.
Majhen odtis naših ultrazvočnih ekstraktorjev in njihova vsestranskost pri možnostih namestitve jih prilegajo tudi v objekte za predelavo pektina v majhnem prostoru. Ultrazvočni procesorji so nameščeni po vsem svetu v proizvodnih obratih za hrano, farmacijo in prehranska dopolnila.

Hielscher Ultrasonics – Prefinjena oprema za ekstrakcijo

Portfelj izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten nabor visoko zmogljivih ultrazvočnih ekstraktorjev od majhnih do velikih. Dodatni dodatki omogočajo enostavno sestavljanje najprimernejše konfiguracije ultrazvočne naprave za vaš postopek ekstrakcije chaga. Optimalna ultrazvočna nastavitev je odvisna od predvidene zmogljivosti, prostornine, surovine, šaržnega ali inline procesa in časovnice.

Šaržni in neprekinjeni pretok

Hielscher ultrazvočni aparati se lahko uporabljajo za serijsko in neprekinjeno pretočno obdelavo. Ultrazvočna serijska obdelava je idealna za testiranje procesov, optimizacijo in majhno do srednje veliko raven proizvodnje. Za proizvodnjo velikih količin gob chaga je lahko ugodnejša inline obdelava. Neprekinjen postopek mešanja v liniji zahteva prefinjeno nastavitev – sestavljen iz črpalke, cevi ali cevi in rezervoarjev -, vendar je zelo učinkovit, hiter in zahteva bistveno manj dela. Vsi industrijski sistemi lahko delujejo pod povišanimi tlaki, kar poveča kavitacijo in s tem učinkovitost ekstrakcije. Hielscher Ultrasonics ima najprimernejšo nastavitev ekstrakcije za vaš volumen ekstrakcije in cilje procesa.

Ultrazvočni ekstraktorji za vsako zmogljivost izdelka

Paleta izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih naprav preko namiznih in pilotnih sistemov do popolnoma industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovornjakov na uro. Celotna paleta izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najprimernejši ultrazvočni ekstraktor za vašo chago in druge gobe, procesne zmogljivosti in proizvodne cilje.
Ultrazvočni namizni sistemi so idealni za preskuse izvedljivosti in optimizacijo procesov. Linearno povečanje na podlagi uveljavljenih procesnih parametrov omogoča zelo enostavno povečanje predelovalnih zmogljivosti od manjših serij do popolnoma komercialne proizvodnje. Povečanje obsega se lahko izvede z namestitvijo močnejše ultrazvočne ekstraktorske enote ali vzporedno združevanjem več ultrazvočnih aparatov. S UIP16000 Hielscher ponuja najmočnejši ultrazvočni ekstraktor po vsem svetu.

Natančno nadzorovane amplitude za optimalne rezultate

Vsi Hielscher ultrazvočni aparati so natančno nadzorovani in s tem zanesljivi delovni konji v proizvodnji. Amplituda je eden ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost ultrazvočne ekstrakcije fitokemikalij iz gobe chaga (Inonotus obliquus).
Vsi Hielscher ultrazvočni’ Procesorji omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrode in pospeševalni rogovi so dodatki, ki omogočajo spreminjanje amplitude v še širšem obsegu. Hielscherjevi industrijski ultrazvočni procesorji lahko zagotovijo zelo visoke amplitude in zagotovijo zahtevano ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200 μm se lahko enostavno neprekinjeno izvajajo v 24/7 delovanju.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov s pametno programsko opremo vam omogočajo, da surovino gob obdelate z najučinkovitejšimi ultrazvočnimi pogoji. Optimalna ultrazvočna razbijanje za najboljše rezultate ekstrakcije!
Robustnost Hielscherjeve ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih. Zaradi tega je Hielscherjeva ultrazvočna oprema zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve za ekstrakcijo.

Enostavno testiranje brez tveganja

Ultrazvočni procesi so lahko popolnoma linearno skalirani. To pomeni, da lahko vsak rezultat, ki ste ga dosegli z laboratorijskim ali namiznim ultrazvočnim aparatom, prilagodite na popolnoma enak izhod z uporabo popolnoma enakih procesnih parametrov. Zaradi tega je ultrazvok idealen za testiranje izvedljivosti brez tveganja, optimizacijo procesov in kasnejšo uvedbo v komercialno proizvodnjo. Kontaktirajte nas, če želite izvedeti, kako lahko ultrazvočno razbijanje poveča proizvodnjo ekstrakta chaga.

Najvišja kakovost – Zasnovano in izdelano v Nemčiji

Kot družinsko in družinsko podjetje Hielscher daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrazvočni aparati so zasnovani, izdelani in temeljito preizkušeni na našem sedežu v Teltowu blizu Berlina v Nemčiji. Robustnost in zanesljivost Hielscherjeve ultrazvočne opreme je delovni konj v vaši proizvodnji. Delovanje 24/7 pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscherjevih visoko zmogljivih ekstraktorjev.
Hielscher ultrazvočni procesor lahko kupite v kateri koli različni velikosti in natančno konfiguriran glede na vaše procesne zahteve ekstrakcije gob. Od obdelave gliv v majhni laboratorijski čaši do neprekinjenega pretočnega mešanja gobovih gnojevk na industrijski ravni, Hielscher Ultrasonics ponuja ustrezen ultrazvočni aparat za vas! Prosimo, kontaktirajte nas – Z veseljem vam priporočamo idealno ultrazvočno nastavitev!

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov: