Ultrazvočna ekstrakcija Quillaja saponinov
- Saponinski izvlečki drevesa Quillaja saponaria Molina so glavni vir saponinov za industrijsko uporabo.
- Ultrazvočna ekstrakcija saponinov Quillaja daje visoko kakovostne saponine.
- Ultrazvočna ekstrakcija je zelo učinkovita metoda za proizvodnjo visokih donosov ekstrakta saponina Quillaja v kratkem času.
Izvleček saponina Quillaja
Izvleček saponina Quillaja (sinonimi: izvlečki quillaia, bois de Panama, izvlečki panamskega lubja, izvlečki quillai, izvlečki lubja Quillay, izvlečki milnega lubja) je snov, pridobljena iz drevesa Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria). Izvleček Quillaja je sestavljen iz več kot 100 triterpenoidnih saponinov. Glavni prisotni saponini so glikozidi quillaične kisline. Druge glavne sestavine so polifenoli in tanini ter majhne količine soli in sladkorjev. Izvleček Quillaja se pridobiva z vodno ekstrakcijo mletega notranjega lubja ali lesa obrezanih stebel in vej drevesa Quillaja saponaria. Ker izvlečki saponina Quillaja vsebujejo tako površinsko aktivne snovi kot fenolne spojine, so izjemno zanimivi za formulacijo občutljivih funkcionalnih sestavin živil in njihovo zaščito pred oksidacijo.
Uporaba saponinov kot naravnih emulgatorjev se znatno povečuje zaradi naraščajočega povpraševanja po zdravih, naravnih izdelkih brez sintetičnih dodatkov. Quillaja saponini so odlični emulgatorji za O / W emulzije in nanoemulzije in so pokazali zelo dobre učinke v različnih formulacijah, kot so pijače in oljne mešanice. Pogosta uporaba ekstrakta saponina Quillaja je emulgiranje CBD olja, prosojne pijače in penasta živila. Quillaja saponini se lahko uporabljajo samostojno ali v kombinaciji z drugimi emulgatorji.
Q-Naturale® je aditiv za živila, ki temelji na saponinih lubja Quillaja, ki ga je FDA odobrila kot učinkovit emulgator za hrano in pijačo. Poleg emulgatorja se saponini Quillaja uporabljajo v farmacevtskih formulacijah zaradi svojih antibakterijskih, protivirusnih, protiglivičnih, antiparazitskih, protitumorskih, hepatoprotektivnih in imunoadjuvantnih lastnosti.
- Vrhunski donos
- Hitra ekstrakcija – v nekaj minutah
- Visokokakovostni izvlečki – Blaga, netoplotna
- Zeleno topilo (tj. voda)
- Gospodarne
- Enostavno in varno upravljanje
- Nizki investicijski in operativni stroški
- 24/7 delovanje v težkih tovornih vozilih
- Zelena, okolju prijazna metoda
120L ultrazvočna šaržna ekstrakcija rastlin z UIP2000hdT in mešalom
Študija primera ultrazvočne ekstrakcije saponinov iz Quillaja
Za pripravo visokokakovostnega izvlečka Quillaja, ki ponuja želene funkcionalnosti kot živilski in farmacevtski dodatek, je treba izolirati aktivne fitokemikalije, in sicer saponine. Quillaja saponin je triterpenski saponin, izoliran iz lubja milnice. Ultrazvočna kavitacija spodbuja ekstrakcijo z izboljšanjem stika med trdnimi snovmi in tekočino ter povečanjem prenosa mase.
Cares et al. v svoji študiji jasno kažejo, da lahko ultrazvočno podprta ekstrakcija (ZAE) izboljša proces ekstrakcije bioaktivnih sestavin iz Quillaja Saponaria Molina. Uporabili so lesne sekance in lubje Quillaja ter ekstrahirali saponine v vodi s pomočjo ultrazvočnega razbijanja, tako da končni izdelek vsebuje samo naravne sestavine in surovine in se lahko uporablja v procesih proizvodnje hrane. Kot netermična metoda ekstrakcije je bila temperatura ekstrakcije med ultrasonication stalno vzdrževana na 20 ° C (68 ° F). Donos ekstrakcij se je znatno povečal z obdobjem ultrazvočne obdelave od 10 do 30 minut. Donos 20 minut pri 20 ° C pri ekstrakciji z ultrazvokom je bil primerljiv s tistimi, ki so bili doseženi s konvencionalno metodo 3 ure ekstrakcije pri 60 ° C.
Ultrazvočne naprave se uporabljajo za pripravo dolgoročno stabilnih emulzij z uporabo ekstrakta saponina Quillaja za fizikalno in kemično stabilizacijo emulzije. Kliknite tukaj, če želite prebrati več o ultrazvočni emulzifikaciji!
Visoko zmogljivi ultrazvočni ekstraktorji
Hielscher Ultrasonics je specializiran za proizvodnjo visoko zmogljivih ultrazvočnih procesorjev za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov iz rastlin.
Hielscherjev širok portfelj izdelkov sega od majhnih, zmogljivih laboratorijskih ultrazvočnih aparatov do robustnih namiznih in popolnoma industrijskih sistemov, ki zagotavljajo ultrazvok visoke intenzivnosti za učinkovito ekstrakcijo in izolacijo bioaktivnih komponent (npr. Kvercetin, kofein, Kurkumin, terpeni itd.). Vse ultrazvočne naprave iz 200W k 16.000W imajo barvni zaslon za digitalno upravljanje, integrirano kartico SD za samodejno beleženje podatkov, daljinski upravljalnik brskalnika in številne druge uporabniku prijazne funkcije. Sonotrode in pretočne celice (deli, ki so v stiku z medijem) se lahko avtoklavirajo in se enostavno čistijo. Vsi naši ultrazvočni aparati so izdelani za delovanje 24/7, zahtevajo malo vzdrževanja in so enostavni in varni za uporabo.
Digitalni barvni zaslon omogoča uporabniku prijazen nadzor ultrazvočne opreme. Naši sistemi so sposobni zagotavljati od nizkih do zelo visokih amplitud. Za ekstrakcijo kemičnih spojin, kot je astaksantin, ponujamo posebne ultrazvočne sonotrode (znane tudi kot ultrazvočne sonde ali rogovi), ki so optimizirane za občutljivo izolacijo visokokakovostnih aktivnih snovi. Robustnost Hielscherjeve ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Natančna kontrola ultrazvočnih procesnih parametrov zagotavlja ponovljivost in standardizacijo procesa. Hielscherjevi industrijski avtomatizirani ultrazvočni ekstrakcijski sistemi so zasnovani za visoke proizvodne zmogljivosti vrhunskih ekstraktov, hkrati pa zmanjšujejo delo, stroške in energijo.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura/Reference
- MG Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): Ultrazvočno podprta ekstrakcija bioaktivnih sestavin iz Quillaja Saponaria Molina. Mednarodni kongres o ultrazvoku, Universidad de Santiago de Chile, januar 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Saponini iz Quillaja saponaria in Quillaja brasiliensis: posebne kemijske lastnosti in biološke aktivnosti. Molekul. 2019 januar; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, SK Mehta (2015): Formulacija nanoemulzije, stabilizirane s saponinom, z ultrazvočno metodo in njena vloga pri zaščiti razgradnje kvercitina pred UV svetlobo. Ultrazvočna sonokemija 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): Ekstrakcija in izolacija saponinov. V: Satyajit D. Sarker in Lutfun Nahar (ur.), Izolacija naravnih proizvodov, metode v molekularni biologiji, Vol. 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): Fizikalna stabilnost nanoemulzij z mešanicami emulgatorjev: Zamenjava tween 80 s quillaja saponinom. LWT – Znanost in tehnologija hrane 111, 2019. 760-766.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
O drevesu Quillaja in njegovih saponinih
Drevo Quillaja Saponaria Molina, znano tudi kot južnoameriško milnico, raste naravno in obsežno v Čilu. Drevo Quillaja Saponaria (družina Rosaceae) je veliko zimzeleno drevo z debelim lubjem, ki izvira iz več južnoameriških držav, zlasti Bolivije, Čila in Peruja.
Izvleček saponina Quillaja vsebuje predvsem saponine, pa tudi polifenole, tanine, pa tudi soli in sladkorje v majhnih količinah. Saponini Quillaja so molekule, zgrajene iz triterpenskega jedra z dvema sladkornima verigama. Te sladkorne verige dajejo saponinom hidrofilno lastnost (= raztopljivo v vodi), medtem ko je triterpensko jedro hidrofobno (= vodoodbojno). Za te je amfetni tenzid, zaradi katerega so saponini neionski tenziaktivni, kar omogoča zmanjšanje površinske napetosti, raztapljanje hidrofobnih produktov v vodnih raztopinah in tvorbo mikro / nano-emulzij.
Pri drevesu Quillaja lubje vsebuje približno 5% največ saponinov, medtem ko ima les vsebnost približno 2% saponinov.
Ker so saponini naravne snovi z dobrimi penečimi in emulgiracijskimi lastnostmi, se pogosto uporabljajo kot penila v industriji hrane, pijače in piva, kot površinsko aktivna snov v kozmetiki, kot dodatki v agrokemikalijah in živalski krmi ter kot pomožna sredstva v cepivih.
Proizvodnja izvlečkov quillaja poteka z vodno ekstrakcijo; Pri njegovi proizvodnji se ne uporabljajo nobena druga topila. Končni izdelek, bodisi surov ali prečiščeni ekstrakt, v tekoči ali praškasti formulaciji vsebuje samo naravne sestavine in surovine, ki so dovoljene za uporabo v postopkih proizvodnje hrane. (Cares et al. 2009)
Kaj so saponini?
Beseda saponin izhaja iz latinske besede sapo, kar pomeni milo. Saponini so fitokemikalije, ki jih najdemo predvsem, vendar ne izključno, v rastlinah, ki kažejo lastnosti penjenja in so sestavljene iz policikličnih aglikonov, vezanih na eno ali več stranskih verig sladkorja. Aglikonski del, ki se imenuje tudi sapogenin, je bodisi steroid (C27) ali triterpen (C30). Sposobnost penjenja saponinov je posledica kombinacije hidrofobnega (v maščobah topnega) sapogenina in hidrofilnega (vodotopnega) sladkornega dela. [Majinda, 2012: str. 515] Rastlinski materiali z visokimi količinami saponinov se tradicionalno uporabljajo kot emulgatorji. Pomembni primeri rastlin, bogatih s saponini, so milnica (Quillaja saponaria; Rosaceae), milnica (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) in shikakai prašek (Gleditsia sinensis; Leguminosae). Saponini so amfipatski glikozidi z visoko molekulsko maso, ki imajo strukturno eno ali več hidrofilnih glikozidnih delov, ki so kombinirani z lipofilnim triterpenskim derivatom. Zlasti v farmacevtski industriji so saponini pritegnili veliko pozornosti zaradi svojih bioloških lastnosti, vključno s sposobnostjo spodbujanja imunskega odziva, zaradi česar so glavni kandidati za adjuvanse.
Vse, kar morate vedeti o ultrazvočni ekstrakciji
Ultrazvočno podprta ekstrakcija (ZAE), tudi sono-ekstrakcija, je zelo učinkovita, zelena metoda ekstrakcije za izolacijo bioaktivnih snovi, kot so beljakovine, vitamini, polifenoli, naravni pigmenti, lipidi itd. iz rastlinskih matrik. Ultrazvočna ekstrakcija temelji na principu delovanja akustične kavitacije.
Ko se na tekoče sisteme nanesejo intenzivni ultrazvočni valovi, pride do akustične kavitacije, ki je pojav nastajanja, rasti in morebitnega propada vakuumskih mehurčkov (glej sliko spodaj). Med širjenjem ultrazvočnih valov vakuumski mehurčki nihajo in rastejo, dokler ne dosežejo točke, ko ne morejo absorbirati nadaljnje energije. Na vrhuncu rasti mehurčkov se silovito zrušijo, kar povzroča lokalne toplotne, mehanske in kemične učinke. Mehanski učinki vključujejo visoke tlake do 1000 atm, turbulence in intenzivne strižne sile. Te sile motijo celične stene in spodbujajo prenos mase med notranjostjo celice in topilom, ki sprošča bioaktivne spojine v okoliško tekočino (tj. topilo).
Ultrazvočna ekstrakcija temelji na akustični kavitaciji in njenih hidrodinamičnih strižnih silah
Ultrazvočna ekstrakcija trdno-tekočih spojin iz rastlin in celičnega tkiva je bila dobro raziskana. Uporaba zelo intenzivnih ultrazvočnih valov znatno spodbuja procese ekstrakcije. Poleg intenzifikacije procesov – kar ima za posledico večji donos in krajši čas ekstrakcije – Toplotna razgradnja in izguba temperaturno občutljivih sestavin je preprečena, ker je ultrazvočna obdelava netoplotna. Poleg tega ima ultrazvočna ekstrakcija nizke naložbene in operativne stroške, zmanjšuje uporabo topil in / ali omogoča uporabo bolj zelenih topil, zaradi česar je ekonomična in okolju prijazna tehnika ekstrakcije. Ultrazvočno podprta ekstrakcija (ZAE), ki presega konvencionalne metode ekstrakcije, je bila sprejeta iz živilske industrije za proizvodnjo bioaktivnih snovi z gospodarskimi koristmi.
Ultrazvočna ekstrakcija iz rastlinskih celic: mikroskopski prečni prerez (TS) prikazuje mehanizem delovanja med ultrazvočno ekstrakcijo iz celic (povečava 2000x) [vir: Vilkhu et al. 2011]
Ultrazvočni procesorji visoke moči od laboratorija do pilotnega in industrijskega obsega.