Najučinkovitejša metoda ekstrakcije za botanične izvlečke

Iščete zmogljiv in zanesljivo nastavitev ekstrakcije za proizvodnjo visokokakovostnih botaničnih izvlečkov? Tukaj lahko najdete primerjavo skupnih tehnik ekstrakcije, vključno z ultrazvočno ekstrakcijo, superkritično ekstrakcijo CO2, ekstrakcijo etanola, maceracijo med drugim in njihove prednosti, kot tudi slabosti.

Kaj so botanični izvlečki?

Rastline, kot so listi, cvetni listi, cvetje, stebla, korenine in lubje vsebujejo močne bioaktivne spojine (fitokemikalije), ki se uporabljajo v živilih in pijačah, prehranskih dopolnilih, terapevtiki in farmacevtskih izdelkih ter v kozmetičnih izdelkih. Vidni primeri botaničnih izvlečkov so antioksidanti, vitamini (npr. vitamin A, C, E, K; Vitamini B), beljakovine (npr. konoplja, soja), polifenoli, flavonoidi, terpeni, kanabinoidi (npr. CBD, CBG, THC), oligosaharidi in lipidi (npr. omega-3 iz lanenih semen ali semen konoplje).
Antioksidanti delujejo kot močan obrambni mehanizem, ki preprečuje telesne celice pred poškodbami pred staranjem, stresom, vnetjem in boleznimi. Raziskave tudi kažejo, da lahko antioksidanti prispevajo kot imunovosetrošni ojačevalec sistema in kažejo lastnosti proti raku. Poleg tega antioksidanti preprečujejo oksidacijo izdelkov in s tem podaljša njihovo stabilnost in rok uporabnosti. Zato se antioksidanti dodajo številnim živilom in pijačam, prehranskim dopolnilom, terapevtom in kozmetičnim izdelkom. Zelo pomembni primeri antioksidantov so vitamin E (α-tokoferol), vitamin C (askorbinska kislina), beta karoten in glutation.
Antioksidanti in druge bioaktivne spojine se lahko ekstrahirajo iz naravnih materialov, kot so rastline ali alge, ali umetno sintetizirani. Bioaktivne spojine, ki se pridobivajo iz naravnega vira, kažejo večjo biološko uporabnost, biološko sposobnost in s tem povečano moč. Zato se v visokokakovostnih dodatkih uporabljajo naravno ekstrahirani fitokemikalije.

Ekstrakcija visokokakovostnih ekstraktov iz rastlin

Za visokokakovostne botanične izvlečke iz ne le surovine (rastlinskega materiala) je bistvenega pomena, ampak tudi uporabljena tehnika ekstrakcije je ključnega pomena. Rastlinski ekstrakti so temperaturno občutljivi, kar pomeni, da se razgradijo s toploto. Zato je ključnega pomena, da izberemo netehnično metodo ekstrakcije.
Izbira ekstrakcijske topilo je še en pomemben dejavnik, ki vpliva na kakovost ekstrakta. Topila, kot so heksan, metanol, butan in druge kemikalije, lahko kontaminirajo ekstrakt. Čeprav se topila odstranijo po ekstrakciji, se v končnem ekstraktu lahko najdemo sledove strupenih topil. Voda, alkohol, etanol, glicerin ali rastlinska olja so varna, nestrupena topila in jih je FDA odobrila za uživanje.

Kako ultrazvočni ekstrakcija delo?

Ultrazvočna ekstrakcija temelji na delovnem principu ultrazvočne akustične kavitacije in je povsem mehanska obdelava. Podobno kot visoko ščipni mešalnik, ultrasonicator ustvarja le mehanske maže sile v procesu medij. Ultrazvočna ekstrakcija sama je netermalna, kemična tehnika ekstrakcije.
Kaj je akustična kavitacija? – Akustična ali ultrazvočna kavitacija se pojavi, ko se ultrazvočni valovi visoke moči, nizke frekvence, spojijo v blato, sestavljeno iz botaničnega materiala v tekočini (topilo). Ultrazvočni valovi visoke moči so z ultrazvočnim procesorjem tipa sonde v botanično blato. Visoko energični ultrazvočni valovi potujejo skozi tekočino in ustvarjajo izmenično visokotlačne / nizkotlačne cikle, kar ima za rezultat pojav akustične kavitacije. Akustična ali ultrazvočna kavitacija vodi lokalno do ekstremnih pogojev, kot so zelo visokotlačne razlikovanja in visoke omejevalne sile. Ko kavitacijo mehurčki implodirajo na površini trdnih snovi (kot so delci, rastlinske celice, tkiv itd.), mikro-letala in medčetni trk ustvarjajo učinke, kot so razgradnja delcev, sonoporacija (perforacija celičnih sten in celičnih membran) in motnje celic. Poleg tega implozija kavitacijskih mehurčkov v tekočih medijih ustvarja turbulence in vznemirjenost, ki spodbuja množični prenos med celično notranjostjo in okoliškim topilom. Ultrazvočno obsevanje je zelo učinkovit način za krepitev procesov množičnega prenosa, saj sonication rezultat kavitacije in njegovih povezanih mehanizmov, kot so mikros-gibanje s tekočimi letali, stiskanje in dekompresija v materialu s posledično motnjo celičnih sten.
Odvisno od surovine, ultrazvočni postopek ekstrakcije lahko zahtevajo visoke intenzivnosti, npr za prekinitev trde rastlinske celice ali material z visoko količino celuloze. Sonda tipa ultrasonicators lahko ustvari zelo visoke amplitude, ki je potrebna za ustvarjanje impactful kavitacije. Hielscher Ultrasonic proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne ekstraktorje, ki lahko z lahkoto ustvarijo amplitude 200 μm v neprekinjenem 24/7 delovanju. Za še višje amplitude, Hielscher ponuja določene visoke amplitude sonotrodes (sonde).
Pressurizable ultrazvočni reaktorji in pretočne celice se uporabljajo za okrepitev kavitacija. Z naraščajočo pritiski, kavitacijo in kavitične strižne sile postajajo bolj uničujoče in izboljšati s tem ultrazvočni učinki ekstrakcije.

Izvleček fito-kemikalije in bioaktivne spojine z ultrazvočno razbijanje

Ultrazvočna ekstrakcija se uporablja za sprostitev in izolacijo široko paleto bioaktivnih spojin (tako imenovanih fitokemikalije) iz rastlin.
Spodnji seznam vam daje majhen pregled nad ultrazvočno pridobljenimi fito kemikalijami:

• CBD in drugi kanabinoidi iz konoplje in konoplje
• terpeni
• ingver
• Kapsaicin iz čilijev
• Kofein iz kavnih zrn
• Astaksantin iz Alg
• Allicin iz Česen
• Catechins (EGEC) iz čaja
• Ellagitannins iz Granatno jabolko
• Ajurvedski zeliščni ekstrakti
• Nikotin iz tobaka
• Esencialna olja
• Pektini iz lupin agrumov

Topila za uporabo za ultrazvočno ekstrakcijo

Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva s skoraj vsako topilo. Najpogosteje se etanol, voda, mešanica etanola/vode, glicerin in rastlinska olja uporabljajo za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz rastlin, saj se ta topila štejejo za varna za uživanje in so enostavna za uporabo.
Preberite več o topilih, ki se uporabljajo za ultrazvočno ekstrakcijo!

Prednosti ultrazvočne ekstrakcije etanola

Etanol je eno od najpogosteje uporabljenih topil z ultrazvočno ekstrakcijo zaradi svoje varnosti (FDA-odobren za porabo), njegovo učinkovitost, in široko solventnost. Ultrazvočna ekstrakcija etanola zasenči druga topila in druge tehnologije ekstrakcije s stroškovno učinkovitostjo, linearno razširljivostjo, preprostostjo in varnostjo.
Vrhunska učinkovitost etanola kot vehikla je povezana z njegovo kemično sestavo ogljikovodikovega repa in ene hidroksile skupine. Ta kemična sestava omogoča etanol, da se raztopi in ekstrakt zelo širok spekter snovi, iz polifenolov, flavonoidov, terpenov, kanabinoidov in lipidov (olja).
Na primer, ultrazvočna ekstrakcija etanola kanabinoidov ne zahteva prezimovanja (razvoskanje), korak, potreben z drugimi metodami ekstrakcije, kot je ekstrakcija CO2, da se odstranijo voski.

Ekstrakcija etanola ima različne učinke glede na temperaturo etanola. Se greni etanol se pogosto uporablja za proizvodnjo ekstraktov polnega spektra, ki se vrednotijo za njihov učinek v entourage. Po drugi strani pa se ledeni etanol po možnosti uporablja za proizvodnjo zeliščnih ali konoplskih destilatov. Za ekstrakcijo ledeno-hladnega etanola ni potrebna dodatna filtracija. Ker je ultrazvočno ekstrakcija netermalno zdravljenje, se lahko uporablja z vročim/toplim ali ohlajenim/ledeno-hladnim etanolom. Jacketed ultrazvočni reaktorji pomagajo ohraniti želeno temperaturo obdelave med zdravljenjem. Digitalna krmilna in pametna programska oprema ultrazvočnega senzorja spremlja temperaturo obdelave preko vtičnih temperaturnih senzorjev in se lahko programira tako, da ustavi ali ustavi obdelavo ekstrakcije, ko temperatura medija pride iz določenega razpona.

Kupite najučinkovitejšo ultrazvočno ekstrakcijsko opremo

Hielscher Ultrasonics visoko zmogljivih ekstrakcijskih sistemov so na voljo v vsakem obsegu od majhnih velikosti laboratorija, srednje velikosti pilotne lestvice za popolnoma industrijsko proizvodnjo več ton na uro. Odvisno od prepustnosti, Hielscher ultrazvočni ekstraktorji se lahko uporabljajo v seriji ali neprekinjeno inline način. Izbira topila je odvisno od vas, saj se lahko Hielscher ultrasonicators uporablja v kombinaciji s katero koli topilo. Vse ultrazvočne ekstrakcijske naprave so preproste in varne za delovanje. V skladu z vašo surovino, procesne zmogljivosti in izhodni cilj, Hielscher vam ponuja najbolj primeren ultrasonicator.
Ultrazvočni postopki ekstrakcije vplivajo surovine, topilo in prepustnost. Različni dodatki, kot so sonotrodes (sonde) različnih velikosti in oblik, booster rogovi, pretočne celice z različnimi prostorninami in geometrije, pluggable temperature in tlačnih senzorjev in mnogih drugih pripomočkov so na voljo za sestavljanje idealno ultrazvočno nastavitev za vaš postopek ekstrakcije.
Nadzor procesa je ključnega pomena za dosego ponovljivega izida. Zato so vsi digitalni modeli opremljeni z inteligentno programsko opremo, ki vam omogoča prilagajanje, spremljanje in popravljanje parametrov ekstrakcije. Zaradi natančnega nadzora nad amplitudo, sozvenečostjo in delovnimi cikli je mogoče doseči optimalne rezultate procesa, kot sta vrhunski donos in najvišja kakovost ekstrakta. Samodejno beleženje podatkov procesa ultrazvočnega razbijanja so osnove za standardizacijo procesa in ponovljivost / ponovljivost, ki so potrebne za dobre proizvodne prakse (GMP).

V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

Literatura/reference