Ultrazvočna ekstrakcija česna brez topila

Česen (Allium sativum) je bogat z organožveplovimi spojinami (npr. Alicin, glutation), ki spodbujajo številne koristi za zdravje. Ultrazvočna ekstrakcija je zanesljiva in učinkovita tehnika za proizvodnjo visoko koncentriranih izvlečkov česna. Ultrasonication ima za posledico visoke donose visokokakovostnih ekstraktov celotnega spektra v zelo kratkem času ekstrakcije.

Vrhunski izvlečki česna z ultrazvočno ekstrakcijo

Uporaba sondnega sondnega sondatorja za ekstrakcijo alicina in organožveplovih spojin iz česna ponuja več prednosti, vključno z visokimi donosi in visoko kakovostjo ekstrakta česna, hitro predelavo in okolju prijaznim pristopom brez topil. Ti dejavniki skupaj prispevajo k proizvodnji visokokakovostnih izvlečkov česna z izboljšano bioaktivnostjo in dosledno sestavo, zaradi česar je to najprimernejša metoda za raziskovalce in industrije, ki iščejo vrhunske izdelke, pridobljene iz česna.
V nadaljevanju podrobno razpravljamo o koristnih učinkih ultrazvočne ekstrakcije česna:

• Prvič, sondni zvočnik uporablja ultrazvočne valove, ki se prenašajo skozi titanovo sondo, tako imenovano sonotrodo, v ekstrakcijski medij. Mehanska energija ultrazvočnih valov ustvarja kavitacijske mehurčke v tekočini, zaradi česar se hitro zrušijo. Med tem procesom se pojavijo intenzivne lokalne mikroturbulence ter spremembe tlaka in temperature. Te sile spodbujajo motnje celičnih sten česna. Ta motnja olajša sproščanje alicina in drugih organožveplovih spojin, ujetih v celicah, kar vodi do učinkovite ekstrakcije.
• Drugič, nadzorovana in natančna narava sondnega ultrazvočnega razbijanja omogoča prilagoditev postopka ekstrakcije. Proizvajalci ekstraktov in raziskovalci lahko prilagodijo parametre, kot so čas ultrazvočne obdelave, amplituda in temperatura, da optimizirajo pogoje ekstrakcije, s čimer povečajo donos alicina in organožveplovih spojin, hkrati pa zmanjšajo razgradnjo občutljivih spojin. Ta raven nadzora je ključnega pomena za pridobivanje visokokakovostnih izvlečkov z dosledno sestavo in močjo.
• Poleg tega je postopek ultrazvočnega razbijanja razmeroma hiter v primerjavi s tradicionalnimi metodami ekstrakcije, kot sta maceracija ali Soxhletova ekstrakcija. Ta učinkovitost ne le prihrani čas, ampak tudi pomaga ohraniti svežino in bioaktivnost ekstrahiranih spojin. Krajše trajanje ekstrakcije zmanjša izpostavljenost ekstrakta česna toploti in kisiku, kar lahko razgradi občutljive organožveplove spojine.
• Poleg tega je ultrazvočna ekstrakcija združljiva s katerim koli topilom, vključno s takšnimi blagimi in okolju prijaznimi topili, kot so voda, vodni etanol ali alkohol. To je zlasti pomembno, kadar se izvleček česna proizvaja za uporabo kot aditiv za živila, arome, prehranska dopolnila, nutracevtiki ali farmacevtski izdelki, kjer se je treba izogniti tveganju kontaminacije s topili ali drugimi kemikalijami, da se zagotovita čistost in varnost končnega proizvoda.

Ultrazvočna ekstrakcija alicina na vodni osnovi

Alicin je najpogostejša molekula tiosulfinata, ki jo najdemo v izvlečku česna. Allicin ima antibakterijske, protivirusne, protiglivične, anti-protozoalne, anti-rakave in hipoglikemične učinke, znano pa je tudi, da podpira zdravje srca in ožilja in imunski sistem. Farmakološke aktivnosti česna so večinoma povezane z reakcijami izmenjave tiol-disulfida z beljakovinami, ki vsebujejo tiol.
Za proizvodnjo visoko koncentriranih izvlečkov česna z velikimi količinami organskih žveplovih spojin je ultrazvočna ekstrakcija zanesljiva in učinkovita tehnika za izolacijo tiolov in drugih bioaktivnih snovi iz česna. Sonication sprošča tiole iz notranjosti celic česna in omogoča pripravo celotnega spektra ekstrakta biomolekul česna. Za ultrazvočno ekstrakcijo česna se lahko kot topilo uporablja voda, ki je nestrupena, poceni in okolju prijazna.
 

Prečni prerez stroka česna pred in po ultrazvočnem razbijanju
študija in slike Bose et al. 2014

Ultrazvočni protokoli za ekstrakcijo alicina

Za ultrazvočno ekstrakcijo česna je bilo vzpostavljenih več protokolov. V znanstvenih študijah je več raziskovalnih skupin pokazalo, da je ultrazvočni donos v visokem alicinu, aliinu, organožveplovih spojinah in drugih fitokemikalijah iz česna.
Arzanlou et al. (2010) poročajo o ultrazvočni ekstrakciji alicina iz strok česna z uporabo vode kot topila. Uporabili so 20 g ročno zdrobljenih strok česna. Macerirani česen so sonikirali v 600 ml destilirane vode 5 minut, pri čemer so uporabili Hielscher UP200S (200 vatov) pri 100 % amplitudi. Za odvajanje toplote je bila uporabljena ledena kopel. Po ultrazvočni ekstrakciji je bila česnova kaša stisnjena skozi petplastno gazo. Suspenzijo so prenesli v 50 ml epruveto in 20 minut centrifugirali pri 1258 g pri 4 ° C, da se preostali ostanki ločijo od tekočine. Supernatant je bil prenesen v sterilno 50 ml epruveto in zapečaten za shranjevanje.

Bose et al. (2014) primerjal ultrazvočno ekstrakcijo tipa sonde s tradicionalno maceracijo, ultrazvočno kopanjem in mikrovalovno ekstrakcijo. Rezultati so pokazali, da je ultrazvočna ekstrakcija tipa sonde dala najvišje donose alicina.

(2014) poročajo o učinkoviti ultrazvočni ekstrakciji biomolekul, ki vsebujejo žveplo, cisteina in glutationa iz čebulic česna. Uporabili so ultrazvočno ekstrakcijo na vodni osnovi za ekstrakcijo tiolov iz čebulic česna z uporabo UP100H pri nastavitvi 100% amplitude. Ugotovili so, da je optimalna koncentracija česna 10% (w / v) pri ekstrakciji odprte čaše. Kvantifikacija tiolov je bila opravljena z uporabo Ellmanove metode reagenta. Pridobili so donos ekstrakta 0,170 mM tiolov. Raziskovalci ugotavljajo, da je ultrazvočna ekstrakcija na vodni osnovi preprosta, varna in stroškovno učinkovita metoda za izolacijo tiolov iz česna.
 
 

Visoko zmogljivi sonikatorji za ekstrakcijo česna

Hielscher ultrazvočni ekstrakcijski sistemi se po vsem svetu uporabljajo v živilski in farmacevtski industriji za komercialno proizvodnjo visokokakovostnih rastlinskih izvlečkov, ki se uporabljajo kot aditivi za živila, prehranska dopolnila in terapevtiki. Ne glede na to, ali je vaš cilj proizvajati manjše serije izvlečkov česna ali predelati velike količine visokokakovostnih botaničnih izvlečkov, ima Hielscher Ultrasonics idealen ultrazvočni ekstraktor za vas.

Konkurenčne prednosti z ultrazvočno ekstrakcijo

Glavne prednosti ultrazvočne ekstrakcije bioaktivnih spojin iz botaničnih materialov, kot je česen, vključujejo znatno skrajšan čas ekstrakcije in obdelave, njegovo prijaznost do okolja zaradi ekstrakcije na vodni osnovi ali zmanjšane porabe topil in zanemarljiv majhen CO₂emisije, majhna količina porabljene energije ter enostavno in varno delovanje ultrazvočnih sistemov.

Standardizacija procesov s Hielscher Ultrasonics

Ekstrakti, ki se uporabljajo v živilih ali farmacevtskih izdelkih, morajo biti proizvedeni v skladu z dobro proizvodno prakso in v skladu s standardiziranimi specifikacijami predelave. Hielscher Ultrasonics digitalni sonicatorji so opremljeni z inteligentno programsko opremo, ki omogoča enostavno nastavitev in natančno krmiljenje postopka ultrazvočnega razbijanja. Samodejno snemanje podatkov zapiše vse ultrazvočne procesne parametre, kot so ultrazvočna energija (skupna in neto energija), amplituda, temperatura, tlak (ko so nameščeni senzorji temperature in tlaka) z datumom in časovnim žigom na vgrajeni SD kartici. To vam omogoča, da pregledate vsako ultrazvočno obdelano serijo. Hkrati je zagotovljena ponovljivost in stalno visoka kakovost izdelkov. Robustnost vseh Hielscher sonicatorjev omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov: